Многие вещи в мире мы понимаем и без знаний физики. Например, тележка в супермаркете покатится, если её толкнуть, а расчёска притягивает к себе лёгкие предметы, если её потереть о волосы. Чтоб понять эти и другие закономерности, не нужно знать сложные формулы и законы. Мы с детства всё познаём экспериментальным путём. Но есть то, в чём на практике невозможно убедиться в повседневной жизни, а вникнуть в теории и их законы каких-то там Энштейнов далеко не всем под силу.
Все не раз слышали, что быстрее скорости света двигаться нельзя. Даже доказать как-то удалось. А почему? Неужели нельзя бесконечно разгоняться? И раз уж получилось её достичь, почему так сложно добавить всего 1 м/с, разве это много в сравнении с 299 792 458 м/с? Вот и получается: слышали, знаем, а почему так, в чём соль - непонятно. Остаётся только верить.
Отбросим все тонкости мира физики и разберёмся во всем с точки зрения геометрической интерпретации.
Измерения
Для начала давайте разберёмся, что такое направление. "Вниз" - это направление, в котором падают вещи, которые мы уронили. "Вверх" - противоположное ему направление. Компас указывает нам ещё четыре направления: север, юг, запад, восток. Добавим ещё два направления: в будущее и в прошлое; тут всё просто: в будущее - то, где "завтра", в прошлое - где "вчера".
Получилось восемь направлений. Каждую пару этих направлений можно назвать измерением, ведь мы живём в четырёхмерной Вселенной: три пространственных (условно говоря, длина, ширина, высота) и одно временное измерение - "пространство-время". Но если в пространстве мы можем перемещаться как нам угодно и куда угодно, то во времени мы движемся всегда только вперёд.
Движение
Условно говоря, все мы постоянно движемся со скоростью света - с максимально возможной скоростью. Сейчас, читая статью, вы находитесь в статичном положении. Но на самом деле вы двигаетесь. Вы не можете это почувствовать, ибо всё вокруг неподвижно относительно вас. И я имею в виду не вращение Земли вокруг своей оси или вокруг Солнца. Пока отставим это в сторону. Под движением подразумевается движение в направлении "в будущее". Неважно: будете ли вы продолжать сидеть или поедете куда-то - "завтра" наступит в любом случае.
А теперь представьте: вы едете на машине и вдруг заклинило педали газа и тормоза. Вы не можете остановиться или ускориться. Есть только руль, который меняет направление. Так и мы движемся в пространстве-времени: мы можем изменить направление, но не можем изменить скорость.
Дальше может показаться сложно, но дочитайте до конца, а затем делайте выводы.
Четыре-скорость
Итак, представим, что вы сейчас неподвижны. Изобразим на оси координат стрелку, указывающую ваше направление в пространстве-времени. Неважно, какого размера, главное запомнить, что у нее только одна длина.
Направление, указанное стрелкой, физиками называется "четыре-скорость" и обозначает ваше передвижение в пространстве-времени. Сейчас вы неподвижны, поэтому с максимальной скоростью движетесь в будущее.
Теперь представим, что вы начали двигаться. Конечно, вы никогда не сможете двигаться с такой скоростью. Даже полёт на самом быстром самолёте со скоростью 2300 м/с не сможет изменить ход времени (скорость света 300.000.000 м/с, сами понимаете масштабы). НО у нас всё изменено для большей наглядности. Упростим изображение, заменив координату X (пространство) на V (скорость). Так вот, представим себе, что мы разогнались до скорости примерно 70.000.000 м/с и повернём стрелку в сторону "скорости":
Заметно, что теперь стрелка отклонилась от оси "время", и теперь мы движемся быстрее, "жертвуя" скоростью времени.
Помним, что длина стрелки неизменная. Мы её можем только повернуть. Ускоримся ещё, повернув стрелку на бóльший угол:
Скорость стала больше. Теперь время для вас идёт ещё медленнее. Здесь начинается эффект "замедления времени". Ваши часы будут идти медленнее, чем у человека, который стоит на месте.
Теперь представим, что мы достигли максимальной скорости, которую нам позволяет стрелка:
Мы повернули стрелку до упора: достигли максимально возможной скорости - скорости света. Но мы помним, что стрелку растянуть или увеличить нельзя. Теперь как её не поворачивай, быстрее не получится. Иначе она должна стать "прямее прямого" и "горизонтальнее горизонтального" - именно такой же смысл имеет фраза "быстрее скорости света".
Конечно, всё описанное - максимально гиперболизировано и упрощено, но всё это сделано для наглядности и понимания. Но, в целом, это может объяснить "запрет" на движение выше скорости света.
Теперь понятно, почему скорость света во Вселенной максимальна? Проще некуда. Мы рассмотрели вопрос на примере упрощённой модели геометрии пространства, благо она подчиняется геометрии Минковского. А повороты являются гиперболическими. Такое простое объяснение тоже имеет право быть и способно сделать вас немного просвещённее в области понимания законов Вселенной:)
Было понятно? Лайк
Непонятно - дизлайк