Pojdite s hitrostjo svetlobe po sončnem sistemu, začenši na Soncu
Slišimo ga vedno znova. Noben materialni predmet teoretično ne more potovati hitreje. Za vse praktične namene je dovolj svetlobe, da lahko potuje s svetlobno hitrostjo.
Če se v takšni naglici premikate, lahko žarek svetlobe v samo eni sekundi zaide okoli Zemlje 8 krat. Potovanje na Luno traja le 1,3 sekunde. Hitro zagotovo, a žal ne dovolj hitro. Pritisnite video predvajaj in kmalu boste vedeli, kaj mislim. Pogled se začne na Soncu in potuje navzven v osončje s hitrostjo svetlobe.
Razdalja planeta v AU Potovalni čas ............................................ ........................ Živo srebro 0,387 193,0 sekunde ali 3,2 minuteVenus 0,723 360,0 sekund ali 6,0 minutEart 1.000 499,0 sekund ali 8,3 minuteMar 1.523 759,9 sekunde ali 12,6 minuteJupiter 5.203 2595,0 sekunde ali 43,2 minuteSaturn 9.538 4759.0 sekund ali 79.3 minutUran 19.819 9575.0 sekund ali 159.6 minutNeptuna 30.058 14998.0 sekund ali 4.1 urePluto 39.44 19680.0 sekund ali 5.5 ur ..................... ..............................................
Razdalja in svetlobni čas do planetov in Plutona (od Alphonse Swinehart)
Morda boste najprej pomislili, da nas bo tako hitro premikanje v orgiji osmih planetov v naglici. Ne bi smel biti presenečen, toda ugotovil sem, da sem že postal nestrpen, ko je Merkur letel po… po 3,2 minute. Zemlja je bila še 5 minut stran, Jupiter pa še 40! Zato se pri Jupiterju videoposnetek prekine - nihče se ne bi zadrževal za nastop Plutona 5 1/2 ure kasneje.
Kot video posnemajoče, a učinkovito dokazuje, živimo v osončju, kjer je nekaj planetov ločenih z ogromnimi prostori. Niti svetloba ni dovolj hitra, da bi zadovoljila človekovo potrebo po hitrosti. Toda da bi stvari postavili v perspektivo, je NASA najhitrejši predmet, ki ga je ustvaril človek Vesoljsko plovilo Voyager I, ki je pred kratkim dosegel medzvezdni prostor, ki potuje s 38.000 mph (17 km / sec) ali skoraj 18.000 krat počasnejšim od svetlobne hitrosti.
Poglejmo še naprej. Vsak materialni predmet, na primer Skittle, ki se giblje tako hitro, bi postal neskončno masiven. Zakaj? Za pospešitev Skittleja do natančne hitrosti svetlobe potrebujete neskončno količino energije. Ker sta materija in energija dva obraza istega kovanca, vsa ta energija ustvari neskončno masiven Skittle. Sladko maščevanje, če jih je sploh bilo.
Kljub temu lahko tablete, podobne tabletkam, pospešite do 99,9999% svetlobne hitrosti s končno, če neverjetno veliko količino energije. Einstein se s tem drži. Tukaj je čudna stvar. Če bi potovali skupaj s svetlobno hitrostjo, bi bilo videti kot povsem običajen kos sladkarij, če pa bi ga gledali iz zunanjega sveta, bi bila sladka poslastica celotno vesolje. Obe stališči sta enako veljavni in to je bistvo relativno.
Dvojnost svetlobe z delci valovnih delcev
Da bi si bolje predstavljali dan v življenju fotona, pojdimo skupaj na vožnjo. Fotoni so delci svetlobe, ki so bili dolgo časa samo razumljeni kot valovi elektromagnetne energije. V čudnosti kvantnega sveta je svetloba tako delček kot val. Iz naše perspektive se fotop lomi s hitrostjo 186.000 milj na sekundo, do samega fotona pa svet miruje in čas se ustavi. Fotoni so povsod naenkrat. Vseprisotno. Za njih ne mine čas.
V teoriji relativnosti je gibanje česar koli določeno v celoti z opazovalčevega vidika. Z vidika fotona je v mirovanju. Od našega se premika po času in prostoru. Vsi imamo svoj "koordinatni okvir", tako da smo, kjer koli smo, v mirovanju. To je relativnost za vas - vsi okviri so enako veljavni.
Recimo, da ste v letalu. Ta žalostna torba perelov, ki ste ji jo ravnokar predali, je v mirovanju, ker je v vašem koordinatnem okviru. Oseba poleg vas je prav tako v mirovanju (in upamo, da ne smrči). Tudi letalo je v mirovanju. Po mnenju Einsteina je prav tako veljavno predstavljati svet zunaj okna letala, ki se giblje, medtem ko samo letalo ostane v mirovanju. Ko naslednjič letite, zaprite oči, ko letalo doseže višino in konstantno hitrost. Slišali boste hrup motorjev, vendar ni načina, da bi vedeli, da se dejansko premikate.
Relativnost to tudi napoveduje predmeti pogodba v smeri njihovega gibanja. Kot se sliši čudno, so to potrdili številni poskusi. Hitreje kot potujejo stvari, bolj se sklenejo pogodbe.
Učinek ne postane opazen, dokler se predmet ne približa svetlobni hitrosti, vendar pa so servisni in posadki modulov Apollo 10 dosegli hitrost svetlobe 0,0037%. Z vidika nekoga, ki je na tleh, se je 11,03 metra dolg modul skrčil za približno 7,5 nanometrov, kar je zelo majhen, vendar merljiv znesek. (List papirja je debel 100.000 nanometrov). Prav tako se razdalje spustijo in se pri lahki hitrosti spustijo pod ničlo.
Krčenje dolžine nastane, ker stacionarni opazovalec počasneje opazuje čas hitrega potnika na vesoljski ladji. Ker se svetloba meri v časovnih enotah - svetlobne sekunde, svetlobna leta -, da se lahko oba dogovorita o hitrosti svetlobe (konstanta v vesolju), mora biti "vladar" popotnika krajši. In res je z vašega stacionarnega vidika, če bi lahko nekako pokukali v ladjo. Potovanja z 10% svetlobne hitrosti se 200-metrska vesoljska ladja skrči na 199 čevljev. Pri 86,5% je velikost 100 ali pol, pri 99,99% pa samo 3 noge!
Danes smo potovali daleč - tiho sedeli v svojih referenčnih okvirih.
