Urobte si rýchlu cestu svetla cez slnečnú sústavu od Slnka
Počuli sme to znova a znova. Žiadny materiál nemôže teoreticky cestovať rýchlejšie. Na všetky praktické účely je iba svetlo dostatočne živé, aby mohlo cestovať rýchlosťou svetla.
Pohybujúc sa v takom zhone, lúč svetla sa môže zipsom okolo Zeme 8 krát za jednu sekundu. Cesta na Mesiac trvá iba 1,3 sekundy. Určite rýchlo, ale bohužiaľ nie dosť rýchlo. Spustite prehrávanie videa a čoskoro budete vedieť, čo tým myslím. Výhľad začína na Slnko a rýchlosťou svetla sa pohybuje smerom von do slnečnej sústavy.
Vzdialenosť planéty v AU Čas cesty ............................................ ........................ Ortuť 0,387 193,0 sekúnd alebo 3,2 minútyVenus 0,723 360,0 sekúnd alebo 6,0 minútVšetko 1 000 499,0 sekúnd alebo 8,3 minútVeľkosť 1,523 759,9 sekúnd alebo 12,6 minútJupiter 5,203 2595,0 sekúnd alebo 43,2 minútStorno 9,538 4759,0 sekúnd alebo 79,3 minútUranus 19,819 9575,0 sekúnd alebo 159,6 minútNeptune 30 058 14998,0 sekúnd alebo 4,1 hodinyPluto 39,44 19680,0 sekúnd alebo 5,5 hodiny ..................... ..............................................
Vzdialenosti a svetelné časy k planétam a Pluto (od Alphonse Swinehart)
Najprv by ste si mohli myslieť, že rýchly pohyb nás rýchlo ponesie po dráhe ôsmich planét. Nemal som byť prekvapený, ale zistil som, že som už netrpezlivý, keď Merkur odletel o ... po 3,2 minútach. Zem bola stále 5 minút a Jupitera ďalších 40! To je dôvod, prečo sa video prerušilo v Jupitere - nikto by sa nevydržal na vystúpenie Pluta o 5 1/2 hodiny neskôr.
Ako ukazuje video únavne, ale efektívne, žijeme v slnečnej sústave, kde niekoľko planét je oddelených veľkými priestormi. Ani svetlo nie je dostatočne rýchle na to, aby uspokojilo ľudskú potrebu rýchlosti. Ale aby som to dal do perspektívy, najrýchlejšími súčasnými ľudsky vyrobenými objektmi sú NASA Kozmická loď Voyager I, ktorý v poslednej dobe dosiahol medzihviezdny priestor pri rýchlosti 17 km / s alebo takmer 18 000-krát pomalšie ako rýchlosť svetla.
Pozrime sa ďalej. Akýkoľvek materiál, napríklad kuželka, pohybujúci sa rýchlo, by sa stal nekonečne masívnym. Prečo? Aby ste urýchlili kuželku na presnú rýchlosť svetla, budete potrebovať nekonečné množstvo energie. Pretože hmota a energia sú dve tváre tej istej mince, všetka táto energia vytvára nekonečne obrovskú kuželku. Sladká pomsta, ak vôbec niekedy bola.
Práškovité cukrovinky však môžete urýchliť na 99,9999% svetelnú rýchlosť s konečnou, ak neuveriteľne veľkým množstvom energie. Einstein je v pohode. Tu je tá divná vec. Keby ste cestovali po rýchlosti svetla, vyzeralo by to ako úplne normálny kúsok cukrovinky, ale ak by ste sa na to mali pozerať z vonkajšieho sveta, sladká pochúťka by predstavovala celý vesmír. Obidva hľadiská sú rovnako platné, a to je podstata relatívne.
Dualita svetla s vlnovými časticami
Ak chcete lepšie predstaviť deň v živote fotónu, poďme sa ísť na cestu. Fotóny sú časticovou formou svetla, ktorá sa po dlhú dobu chápela iba ako vlny elektromagnetickej energie. V podivnosti kvantového sveta je svetlo častica aj vlna, Z nášho pohľadu sa fotón roztrhol rýchlosťou 186 000 míľ za sekundu, ale k samotnému fotónu sa svet zastavil a čas sa zastavil. Fotóny sú všade naraz. Všadeprítomný. Čas pre nich neprišiel.
V teórii relativity je pohyb čohokoľvek definovaný výlučne z pohľadu pozorovateľa. Z pohľadu fotónu je pokojný. Z nášho pohľadu sa pohybuje v čase a priestore. Všetci máme svoj vlastný „koordinačný rámec“, takže kdekoľvek sme, sme v pokoji. To je relativita pre vás - všetky snímky sú rovnako platné.
Povedzme, že ste v lietadle. Tá smutná taška praclíky, ktorú ste práve dostali, je v pokoji, pretože je vo vašom súradnicovom rámci. Osoba, ktorá je vedľa vás, je tiež v pokoji (a dúfajme, že chrápe). Dokonca aj lietadlo je v pokoji. Podľa Einsteina je rovnako platné znázorňovať pohyb sveta mimo okna lietadla, zatiaľ čo samotná rovina zostáva v pokoji. Až budete lietať nabudúce, zavrite oči, keď lietadlo dosiahne výšku a konštantnú rýchlosť. Budete počuť hluk motorov, ale neexistuje spôsob, ako zistiť, že sa skutočne pohybujete.
Relativita to tiež predpovedá predmetová zmluva v smere ich pohybu. Je to zvláštne, ako sa zdá, bolo overené mnohými experimentmi. Čím rýchlejšie cestujú veci, tým viac sa uzatvárajú.
Tento efekt sa nestane zrejmým, kým sa objekt priblíži k rýchlosti svetla, ale moduly služieb a posádky Apollo 10 nedosiahnu rýchlosť 0,0037% rýchlosti svetla. Z pohľadu niekoho na zemi sa modul s dĺžkou 11,03 metra zmenšil o približne 7,5 nanometrov, čo je mimoriadne malé, ale merateľné množstvo. (Hárok papiera je hrubý 100 000 nanometrov). Podobne sa vzdialenosti zmenšujú a pri nízkej rýchlosti klesajú na nulu.
K dĺžke dochádza k kontrakcii, pretože stacionárny pozorovateľ vidí pomalšie sledovanie časového údaja cestujúceho v kozmickej lodi. Keďže svetlo sa meria v časových jednotkách - svetelné sekundy, svetelné roky -, aby sa obe strany dohodli na rýchlosti svetla (konštanta naprieč vesmírom), „vládca“ cestujúceho musí byť kratší. A naozaj je to z vašej stacionárnej perspektívy, ak by ste sa nejako mohli nazerať dovnútra lode. Pri rýchlosti 10% svetla sa vesmírna loď s dĺžkou 200 stôp zmenšuje na 199 stôp. Na 86,5% je to 100 stôp alebo polovica veľkosti a na 99,99% iba 3 stopy!
Dnes sme cestovali ďaleko - ticho sedíme v našich referenčných rámcoch.
