Найти в Дзене
Space Exploration

Можно ли превысить скорость света?

Согласно одному из следствий специальной теории относительности Эйнштейна: по мере возрастания скорости объекта - будет возрастать и его масса. Причем не прямопропорцианально, а бесконечно увеличиваясь, по мере приближения к скорости света. Из этого следует, что ни один обьект, имеющий массу, не может превысить скорость света, ведь по мере увеличения скорости будет требоваться все больше и больше энергии для его разгона. Так, например, в CERN на большом адронном коллайдере, максимальная скорость до которой получилось и вообще возможно разогнать протоны (частицы, имеющие массу) составила 299 792 455 м/с, что, кстати, всего на 3 м/с меньше скорости света (299 792 458 м/с). Но раз невозможно разогнать обьекты, имеющие массу - почему такие безмассовые частицы как фотоны (частицы света) тоже не могут преодолеть этот предел? Все дело в том что мы существуем в четырехмерном пространстве, где помимо длины, ширины и высоты есть также параметр времени, а значит и наша скорость должна быть четыр

Согласно одному из следствий специальной теории относительности Эйнштейна: по мере возрастания скорости объекта - будет возрастать и его масса. Причем не прямопропорцианально, а бесконечно увеличиваясь, по мере приближения к скорости света.

Зависимость массы обьекта от его скорости
Зависимость массы обьекта от его скорости

Из этого следует, что ни один обьект, имеющий массу, не может превысить скорость света, ведь по мере увеличения скорости будет требоваться все больше и больше энергии для его разгона. Так, например, в CERN на большом адронном коллайдере, максимальная скорость до которой получилось и вообще возможно разогнать протоны (частицы, имеющие массу) составила 299 792 455 м/с, что, кстати, всего на 3 м/с меньше скорости света (299 792 458 м/с).

Большой адронный коллайдер (CERN)
Большой адронный коллайдер (CERN)

Но раз невозможно разогнать обьекты, имеющие массу - почему такие безмассовые частицы как фотоны (частицы света) тоже не могут преодолеть этот предел?

Все дело в том что мы существуем в четырехмерном пространстве, где помимо длины, ширины и высоты есть также параметр времени, а значит и наша скорость должна быть четырехмерной. Такой вектор неизменен и равняется скорости света. Представить его можно на графике зависимости временного параметра от скорости в пространстве. По мере возрастания скорости - время будет уменьшаться. Это и есть эффект бесконечного замедления времени по мере приближения к скорости света, называемый релятивистским эффектом замедления.

График зависимости временного параметра от скорости в пространстве
График зависимости временного параметра от скорости в пространстве

То есть, как бы мы ни старались превысить скорость света - она ограничена законами самого пространства-времени и разогнаться быстрее не получится, а по мере приближения к ней время будет бесконечно и бесконечно замедляться.

Подробнее о том, как именно впервые была рассчитана скорость света я рассказываю в статье «Кто и как измерил скорость света?».