Как вы думаете, если ехать на машине со скоростью света и включить фары, то:
• Фары останутся темными?
• Свет не выйдет за пределы фар?
• Или свет будет двигаться в 2 раза быстрее, как сумма своей скорости и скорости машины?
Вот прямо сейчас остановитесь и мысленно дайте себе ответ на этот вопрос!
❓❓❓❓❓❓❓❓❓
Возможно, вы догадались, что на этот вопрос нет ответа. Ни один из вариантов не является верным.
Давайте разберемся почему.
Для того, чтоб все разложить «по полочкам» мы разделим все на короткие и простые пункты.
1. Свет - это константа, постоянное число, которое равняется 299 792 458 м/с. Вы можете ехать на машине сколь угодно медленно или быстро, но скорость света от этого не изменится, он будет двигаться впереди с неизменной скоростью. Не больше и не меньше.
Да, есть эффект замедления скорости света в воздухе, воде или стекле. Но сами фотоны (частицы света) движутся с той же скоростью, но при этом и проходят больший путь, ударяясь об молекулы и рыская словно в лабиринте.
Отбросим этот эффект и представим, что вы едете в вакууме.
2. Не забываем про Время.
Здесь нам нужно вспомнить, что пространство и время неразрывно связаны, как чаши весов: опускаете одну сторону – поднимается вторая, ну и наоборот. Примем этот клубок времени и пространства за 100%. Теория Относительности гласит, что чем быстрее вы движетесь в пространстве, тем медленнее во времени. Забирая 99.99% из нашей сотни на движение в пространстве, мы оставляем для времени только 0.01%. Только представьте, при очень-очень близкой к световой скорости, «ваша» секунда для наблюдателя на Земле будет растянута, как резинка, на миллионы лет.
А при достижении скорости света время останавливается, ход времени переходит 100% в движение в пространстве. Словно вы сложили все конфеты в один карман, а другой остался пустым. Вот почему скорость света является постоянным и непреодолимым числом. Нельзя превысить 100%.
3. Так что там с фарами?
Раз время останавливается, то на скорости света ничего не увидеть. Будто мир поставили на паузу. В этот момент нет даже самого факта зрения. И нет возможности включить фары машины, так как вы бесконечно долго будете тянуться к кнопке включения.
Не будет времени чтобы задать себе этот вопрос, ведь не будет самого понятия «Время».
Если вы движетесь со скоростью фотона, то ваш старт, путь и конечная цель одновременны и едины.
И вот на этом месте давайте перейдем к основному вопросу: «Почему нельзя достичь и превысить скорость света?»
4. Самое основное – масса!
Большой Адронный Коллайдер разгоняет протоны (частицы с массой) до скорости 299 792 455 м/с. Это на 3 м/с меньше, чем скорость света. Вы спросите: «Неужели нельзя «что-то там» подкрутить и покрыть эту незначительную скорость?» Увы, нет.
Согласно все той же Теории Относительности, с увеличением скорости возрастает и масса объекта, а именно протона или вашей машины (график ниже). И лишь фотоны, не имея массы, могут достигать скорости света. Для них просто не существует этой зависимости.
5. Бесконечная энергия
Как видите, кривая графика возрастает не линейно, а весьма интересно: на низких скоростях рост массы не заметен, но при нашем приближении к световой скорости, кривая меняет направление и масса стремится к бесконечности.
Не буду усложнять пост сложными формулами и расчетами, но факт остается фактом: при 10% скорости света, масса нашей машины увеличивается всего лишь на 0,5%, в то время как при достижении 90% скорости света, масса машины увеличится втрое.
Дальше – больше. Все помнят формулу E=mc²? Энергия эквивалентна массе.
При приближении к скорости света масса нашей машины будет возрастать все быстрее и быстрее, все больше энергии потребуется для ее ускорения. За миг до достижения скорости света масса машины станет бесконечной, а для последующего ускорения нужна будет бесконечная энергия (вся, что есть во Вселенной). Ну а для преодоления скорости света, нужна энергия больше бесконечности.
6. Не в нашей Вселенной
Из предыдущих пунктов можно извлечь, что есть законы нашего мира, которые нельзя нарушить, как бы нам этого не хотелось и как бы мы не старались. Предел есть.
Познавайте мир. Это интересно!
За материал спасибо Стивену Хокингу.
Друзья, поддержите нас – ставьте лайк и подписывайтесь на канал. Заходите в наш Инстаграм. Будем рады вас увидеть!
#скорость света #стивен хокинг #физика #космос #астрономия