Končna svetloba - zakaj vedno gledamo nazaj v čas

Pin
Send
Share
Send

Moja pozornost je bila osredotočena na kroglico vode na topolovem listu. Kako gromozansko in razpočeno z jutranjo sončno svetlobo. Približala sem se, odstranila očala in opazila, da vsaka kapljica poveča malo obližev žilic, ki nitkajo in podpirajo list.

S poudarkom na objektivu fotoaparata sem se spraševal, koliko časa je trajalo, da je kapljica osvetlila oko. Ker sem bil oddaljen le približno šest centimetrov in svetloba potuje s 186.000 miljami na sekundo ali 11.8 palcev vsako milijardo sekunde (ena nanosekunda), je čas potovanja znašal 0,5 nanosekunde. Darn blizu sočasno po človeških merilih, vendar praktično za vednopozitronijev hidrid, eksotična molekula, sestavljena iz atoma pozitrona, elektrona in vodika. Povprečna življenjska doba molekule PsH je le 0,5 nanosekunde.

V našem vsakdanjem življenju svetloba iz znanih obrazov, obcestnih znakov in natakarja, čigar pozornost poskušate pridobiti, doseže naše oči v nanosekundah. Če pa pogledate navzgor in zagledate drobne temne oblike visokoletečega letala, ki ga vleče pljusk njegovega tujega, svetloba traja približno 35.000 nanosekund ali 35 mikrosekund za prehod na razdaljo. Še zmeraj ni treba veliko prepirati.

Vesoljska postaja kroži na Zemlji v vesolju, približno 250 milj nad njimi. Med nadzemnim prehodom svetloba iz orbitiranega znanstvenega laboratorija sproži vaše mrežnice 1.3 milisekund kasneje. Za primerjavo, utripanje oči traja približno 300 milisekund (1/3 sekunde) ali 230 krat dlje!

Svetlobni čas končno postane bolj oprijemljiv, ko gledamo Luno, hudomušno 1,3 svetlobne sekunde na povprečni razdalji 240.000 milj. Če želite občutiti, kako dolgo je to, se zazrite v Luno ob naslednji priložnosti in preštejte glasno: tisoč tisoč. Naprave za odsev astronomi jo astronomi še vedno uporabljajo na lunini površini, ki jo na Luno postavijo astronavti. Pri ogledalih odsevajo laser in čas kroženja.

Od osmih planetov se Venera najbolj približa Zemlji, in to stori med slabšim konjunkcijo, ki se je po naključju zgodila 25. marca. Na ta datum je samo 26,1 milijona milj ločilo oba planeta, razdalja je znašala 140 sekund ali 2,3 minute - približno čas, ki je potreben za kuhanje vode za čaj. Mars, še en bližnji planet, trenutno stoji na skoraj nasprotni strani Sonca od Zemlje.

S sedanjo razdaljo 205 milijonov milj bi radijski ali televizijski signal, ki sta obe obliki svetlobe, oddajal na Rdeči planet in bi potreboval 18,4 minute. Zdaj lahko vidimo, zakaj inženirji predprogramirajo zaporedje pristajanja v Marsovem računalniku, da ga varno pristanejo na površju planeta. Vsak ukaz - ali sprememba ukazov -, ki ga lahko pošljemo z Zemlje, bi prispela prepozno. Ko se zemlja odseli na planet in pošlje nazaj telemetrijo, da sporoči stanje, mora osebje za nadzor misije več minut ugrizniti nohte in čakati, da se svetloba odkloni nazaj in prinese besedo.

Preden se odpravimo na bolj oddaljene planete, razmislimo, kaj bi se zgodilo, če bi Sonce imelo katastrofalno delovanje in nenadoma prenehalo sijati. Brez skrbi. Vsaj za 8,3 minute, čas, ki ga potrebuje svetloba ali pomanjkanje, da bi prinesli slabe novice.

Svetloba z Jupitra traja 37 minut, da doseže Zemljo; Pluton in Charon sta tako oddaljena, da signal z "dvojnega planeta" potrebuje 4,6 ure. To je več kot poldneven dan dela, mi pa smo le uspeli v Kuiperjevem pasu.

Pritisnite na najbližje zvezde, sistem Alpha Centauri. Če se je zdelo, da je 4,6 ure svetlobnega časa dolgo čakati, kako približno 4,3 leta? Če se dobro potrudite, se morda spomnite, kaj ste delali tik pred novoletno nočjo leta 2012. Okoli takratne luči, ki je prispela nocoj iz Alpha Centauri, je zapustila to zvezdo in začela svojo zemeljsko pot. Če pogledamo zvezdo, potem je treba pogledati nazaj do konca leta 2012.

Toda komaj strgamo površino. Vzemimo Poletni trikotnik, figuro, ki bo kmalu zavladala vzhodnemu nebu, skupaj s čudovito poletno Mlečno potjo, ki se zdi, da teče skozi to. V bližini je Altair, najjužnejša vrh trikotnika, le 16,7 svetlobnih let od Zemlje; Vega, najsvetlejša še malo pri 25, Deneb pa neverjetnih 3.200 svetlobnih let.

Lahko se navezujemo na prvi dve zvezdi, ker svetloba, ki jo vidimo v določenem večeru, ni "stara". Večina od nas si lahko pričara sliko našega življenja in stanja v svetovnih zadevah pred 16 in 25 leti. Toda Deneb je izjemen. Photoni so oddaljeli tega oddaljenega superjaga (3200 svetlobnih let) okoli leta 1200 B.C. med trojansko vojno ob zori železne dobe. To je čas za nazaj!

Ena najbolj oddaljenih zvezd s prostim očesom je Rho Cassiopeiae, rumena spremenljivka, približno 450-krat večja od Sonca, ki se nahaja 8.200 svetlobnih let v ozvezdju Kasiopeja. Trenutno je zvezda blizu maksimuma in jo je enostavno videti ob ponoči na severozahodnem nebu. Njegova svetloba nas vrne proti koncu zadnje velike ledene dobe v času in prvih jamskih risbah, več kot 4000 let, preden bi bila zgrajena prva egipčanska piramida.

Naprej in naprej: najbližja velika galaksija, Andromeda, leži 2,5 milijona svetlobnih let od nas in za mnoge je najslabši, najbolj oddaljen objekt, viden s prostim očesom. Misliti, da nas gledanje v galaksijo pripelje nazaj v čas, ko so naši daljni predniki prvič uporabljali preprosta orodja. Svetloba je morda najhitrejša stvar v vesolju, vendar ti potovalni časi namigujejo na resničnost vesolja.

Pojdimo še malo naprej. 16. novembra 1974 digital sporočilo je bil žarek iz Arecibo radijski teleskop v Portoriku do bogate zvezdne kopice M13 v Herkulu oddaljenih 25.000 svetlobnih let. Sporočilo je ustvaril Doktor Frank Drake, tedaj profesor astronomije na Cornellu, in je vseboval osnovne podatke o človeštvu, vključno z našim sistemom številčenja, našo lokacijo v osončju in sestavo DNK, molekulo življenja. Sestavljen je iz 1679 binarnih bitov, ki predstavljajo enake in ničle, in je bil naš najprej namerna komunikacija, poslana nezemljanom. Danes je misiven 42 svetlobnih let, komajda je zunaj.

Zaključimo, da naš časovni stroj potuje z najbolj oddaljenim objektom, ki smo ga videli v vesolju, galaksijo z imenom GN-z11 v glavnem Ursu. Vidimo, da je bilo samo 400 milijonov let po velikem udaru (pred 13,4 milijarde let), kar pomeni 32 milijard svetlobnih let od Zemlje oddaljeno od Zemlje. Svetlobni astronomi, ujeti na njihove digitalne senzorje, so zapustili predmet, preden je obstajala Zemlja, Osončje ali celo galaksija Mlečne poti!

Zahvaljujoč končni hitrosti svetlobe si ne moremo pomagati, ampak vedno vidimo stvari takšne, kot so. Lahko se vprašate, ali obstaja kakšen način, da nekaj vidite takoj zdaj ne da bi čakali, da bi luč prišla sem? Obstaja samo en način, in to je sama svetloba.

Z vidika fotona ali svetlobnega delca, ki potuje s hitrostjo svetlobe, razdalja in čas popolnoma propadita. Vse se zgodi v trenutku in čas potovanja kamor koli, povsod je nič sekund. V bistvu celotno vesolje postane točka. Noro in paradoksalno, kot se sliši, teorija relativnosti dovoljuje, ker predmet, ki potuje s hitrostjo svetlobe, doživi neskončno časovno širjenje in neskončno krčenje prostora.

Samo nekaj za razmislek, ko naslednjič v pogovoru srečaš oči drugega. Ali pa poglejte v zvezde.

Pin
Send
Share
Send