Из теории относительности Эйнштейна нам известно, что свет движется с постоянной скоростью независимо от того находится ли источник света в движении или в покое при этом скорость света равна примерно 300 000 км/с.
Но откуда мы знаем, что это так? Почему скорость света не меньше и не больше?
Первым скорость света измерил французский астроном Рёмер еще в 17-м веке. Он занимался наблюдением затмений спутников Юпитера и обнаружил, что время наступления их затмений немного отличается от времени предсказанного расчетами. Это навело Рёмера на мысль, что свет распространяется не бесконечно, а с некоторой скоростью. По расчетам Рёмера скорость света составила 220 000 км/с. Несмотря на ошибку в 80 000 км/с это феноменальный результат, так как в распоряжении Рёмера были крайне примитивные инструменты.В последующие годы скорость света многократно уточнялась благодаря появлению более точных измерительных приборов и теперь мы точно знаем, что она равна 299792,458 км/с.
Только в 19-м веке Максвелл сумел показать, что свет является электромагнитной волной. Он открыл уравнения описывающие поведение стационарных, движущихся зарядов и токов и связывающих воедино электродинамику и магнетизм - уравнения Максвелла.
Точнее "ничего" - было только одним из возможных решений уравнений Максвелла. Вторым возможным решением было наличие колеблющихся, совпадающих по фазе и взаимно перпендикулярных электромагнитных полей! Когда Максвелл попытался рассчитать скорость распространения этих колебаний он обнаружил, что она равна примерно 300 000 км/с - уже известной на тот момент скорости света!
В последующие годы эта константа "всплыла" в самых разных разделах физики:
- Это скорость с которой движутся любые частицы лишенные массы
- Это скорость распространения электромагнитных колебаний
- Это скорость распространения гравитационных волн
- Это наибольшая возможная скорость передачи информации
- Также скорость света объединяет понятия массы и энергии (знаменитое - E = mc²)
- и т.д.
Почему скорость света такова, какова она есть?
Скорость света фундаментально взаимосвязана со многими другими физическими константами. Будь скорость света больше или меньше - вполне возможно атомы никогда бы не образовались и как следствие никогда не образовались бы звезды, галактики, планеты и как следствие - жизнь и разум.
Креационисты видят в этом свидетельство наличия разумного замысла, дескать некий высший разум заложил значения фундаментальных констант именно такими, какими было нужно для того, чтобы в итоге возникла разумная жизнь. Однако креационизм не является ни единственно возможным, ни наиболее вероятным объяснением того, что скорость света и иные константы равны тому, чему равны.
В научных кругах общепринятым является так называемый антропный принцип. Он гласит, что наша вселенная такова какова есть именно потому, что только такая вселенная могла бы дать начало разумной жизни. Это означает что весьма вероятно существует бесчисленное количество иных вселенных, в которых значения фундаментальных констант иные, однако из-за этого там не образовались планеты, звезды и разумная жизнь, которая могла бы задаваться подобными вопросами.
Нельзя даже сказать что нам "повезло" оказаться во вселенной где значения фундаментальных констант благоприятствуют возникновению жизни. Мы возникли там где возникли потому, что именно в нашей вселенной были для этого условия. В другой вселенной не было бы никаких "нас".
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.