Мы все привыкли к тому, что скорость света в вакууме – это фундаментальная физическая постоянная. И если спросить школьника, чему она равна, то он, не задумываясь, ответит: 299 792 458 м/с. Однако скорости света не знает никто.
В одном направлении
Если посмотреть на знаменитое уравнение Эйнштейна об энергии, то там вроде фигурирует символ скорости света в вакууме. Но нет, это символ той скорости света в вакууме, которую измерили в нем в обе стороны. К примеру, чтобы измерить скорость обычного объекта на Земле, нужно всего лишь замерить время, за которое он преодолевает нужное нам расстояние, то есть от одной точки в пространстве до другой.
Что касается света, то в случае с ним было измерено то время, которое прошло между отправкой в зеркало импульса света до момента его возвращения обратно (на определенном расстоянии, разумеется). Эта двойная скорость света в вакууме всегда будет иметь значение 299 792 458 м/с, вне зависимости от окружающих факторов и условий.
Для измерения же скорости, с которой свет движется в одну сторону, у нас нет технологий. Для этой цели нужны синхронизированные часы, которые будут размещены на противоположных концах одной линии. Тут возникает парадокс: ведь прежде, чем пустить импульс света, нужно синхронизировать часы.
Если для этого послать сигнал от одного таймера до другого, то он будет добираться максимум со скоростью света, и с задержкой доберется до второго таймера. С одной стороны, на эту задержку нужно сделать поправку на втором таймере. С другой – эта задержка и есть то, что необходимо измерить (скорость света в одном направлении).
Неподтвержденные данные
Если изначально держать два таймера вместе и синхронизировать их, а потом отодвинуть на нужное расстояние один от другого, то во время передвижения таймер подвергнется эффектам специальной теории относительности, а именно замедлению времени при движении. Когда таймер окажется в нужной точке, он будет в рассинхроне.
А если синхронизировать два таймера импульсом, посылаемом из центра между ними? Или разносить в разное время, но с одной скоростью? Все это и многое другое было предпринято учеными, но на практике они все-таки столкнулись со схожими проблемами.
❗В связи участившимися случаями ограничения наших каналов и непрозрачностью контентной политики Дзена, мы занялись поиском альтернативных площадок для переноса публикаций. Вероятнее всего, такой площадкой станет приложение SFERA. Мы уже перенесли туда канал про Космос . А скоро в SFERA появится возможность добавлять длинные посты. В дальнейшем будет создан и сервис для статей.
Скачать мобильное приложение SFERA:
Из-за этого Эйнштейн и другие физики в свое время договорились считать, что скорость света во всех направлениях равна, и полученные в результате эксперимента данные можно поделить на два. Однако так можно сделать на 99%. Но с точки зрения математики считать истиной тезис, который не доказан на 100%, нельзя. Исходя из этого, получается, что вся физика – это теория, потому что любое уравнение, содержащее скорость света, будет иметь неподтвержденные данные, и такой же неподтвержденный результат.
Поляритон
Есть еще интересная деталь, связанная с тем, что двойную скорость света измерили именно в вакууме. В космосе этот вакуум есть не везде, а свет, как известно, проходя через вещество, замедляется. Почему? О свете нужно думать не как о частицах, а как о волнах – возмущениях электромагнитного поля. Они влияют на положительно заряженные электроны и заставляют их колебаться. Колеблющиеся электроны сами производят электромагнитные волны (или излучения). Если, к примеру, взять стекло и направить через него свет, то его импульс сложится из оригинальной световой волны и волн, образованных электронами. Именно эта суммарная волна замедлена.
Через частицы, кстати, эффект замедления света также можно теперь объяснить. Есть такая квазичастица как «поляритон». Она возникает, когда фотон вступает во взаимодействие с различными возбуждениями среды, составляя комбинацию (поляритон). Эта частица имеет массу, поэтому ей приходится замедляться.
Даже если мы пока чего-то не знаем, работает специальная теория относительности. С ее учетом успешно используются GPS и другие технологии. А двухсторонней скорости света достаточно, чтобы измерить расстояние до Луны и других планет. Ведь запускаемые к ним аппараты не промахиваются. Хотя в последнее время очень часто выходят из строя. Но это уже совсем другая история.
Чтобы не потерять нас, подпишитесь на telegram-канал, который мы ведём для проекта SFERA. Срочные новости будут в закреплённых сообщениях.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также:
