Именно этим вопросом задался Эйнштейн ещё в детстве. Уже взрослый Эйнштейн размышлял об этом в перерывах между работой в патентном бюро. Результатом стала разработка общей и специальной теории относительности.
Хорошо, что в те времена не было интернета, в котором можно было бы зависать в перерывах :D
Было два стула
Размышлять над этим непростым вопросом до открытия теорий относительности можно было с точек зрений двух теорий. Первой теорией была ньютоновская механика. Согласно ей, свет всегда можно было догнать.
Второй теорией была теория света Максвелла. И она утверждала, что свет догнать невозможно. Короче, в лучших традициях физики, эти две теории в целом противоречили друг другу.
Эйнштейн сконцентрировался на уравнениях Максвелла
Это было верное решение. Уравнения Максвелла дали Эйнштейну откадку на вопрос, мучавший его десять лет. Они доказывали, что скорость света постоянна вне зависимости от скорости наблюдателя. Сидите вы, стоите, движетесь на поезде или самолёте, летите на космическом корабле на Марс – не важно. Свет всегда будет двигаться с одинаковой скоростью. И да, вы никогда его не догоните.
О нет! Простите, любители написать комментарий «НИЧТО НЕ МОЖЕТ ДВИГАТЬСЯ СО СКОРОСТЬЮ СВЕТА КРОМЕ САМОГО СВЕТА!!!1!». Кажется, я выполнила вашу работу :D . Ну, можете продублировать, если горит. А мы пойдём дальше.
Проведём мысленный эксперимент
Некий гипотетический, наивный астронавт будущего всё же решил догнать луч света. Если он будет лететь со световой скоростью, наблюдатель с Земли действительно увидит, что астронавт догнал свет. Однако для самого астронавта луч света так и останется впереди, как будто корабль находится в состоянии покоя.
Эйнштейн озадачился: как два человека могут настолько по-разному интерпретировать одно и то же событие? Весной 1905 года он нашёл решение.
Дело в том, что время для разных наблюдателей движется по-разному и зависит от скорости движения наблюдателя. Чем быстрее движешься, тем медленнее для тебя течёт время. Ньютон ошибался, считая время абсолютным. Часы во Вселенной не синхронизированы, а идут с разной скоростью. Кроме того, от скорости движения зависит не только течение времени, но и длина, масса, энергия.
Так что же будет, если сёрфить на волне света?
Допустим, вы оседлали волну света и надеетесь идти вровень с параллельным лучом. Но нет, вы так его и не догоните. Для вас он будет выглядеть так же, как если бы вы стояли на месте: помните, скорость света одинакова для всех наблюдателей вне зависимости от их скорости движения.
А вот время, ваша масса, размер и энергия уменьшились бы. Если вы будете двигаться со скоростью света, время для вас остановится, ваши размеры сократятся до нуля, а масса станет бесконечной. Достигнув скорости света, вы могли бы стать самой опасной чёрной дырой!
К счастью для вас и всех остальных, это невозможно. Материя не может двигаться со скоростью света, так как при такой скорости масса тела станет бесконечной и потребуется бесконечная энергия, какой нет во Вселенной. Догадались, почему частица света – фотон – может двигаться со скоростью света? Потому что она не имеет массы.
Впрочем, человеческий разум, несмотря на все его недостатки, имеет огромное преимущество. Он всё время ищет решения, казалось бы, нерешаемых задач. Он уже хочет не просто двигаться со скоростью света, а преодолеть её. Сегодня амбициозные разработчики предлагают гипотетические технологии, которые могли бы осуществить это в бущущем. Но об этом как-нибудь в следующий раз.