rychlost světla ve vakuu je 186,282 mil za sekundu (299,792 kilometrů za sekundu), a teoreticky nic nemůže cestovat rychleji než světlo. V kilometrech za hodinu je rychlost světla hodně: asi 670,616,629 mph. Pokud byste mohli cestovat rychlostí světla, mohli byste jít kolem Země 7, 5krát za sekundu.

časní vědci, neschopní vnímat pohyb světla, si mysleli, že musí cestovat okamžitě. Postupem času se však měření pohybu těchto vlnových částic stala stále přesnější., Díky práci Albert Einstein a jiní, jsme nyní pochopili, že rychlost světla musí být teoretický limit: rychlost světla — konstantní s názvem „c“ — je myšlenka být dosažitelné cokoliv s hmotnosti, z důvodů uvedených níže. To nezastaví sci-fi spisovatele, a dokonce i některé velmi vážné vědce, od představování alternativních teorií, které by umožnily některé strašně rychlé výlety po vesmíru.,

Rychlost světla: Historie, teorie

první známý projev na rychlost světla pochází ze starověkého řeckého filozofa Aristotela, který napsal svůj nesouhlas s další řecký vědec, Empedocles. Empedocles tvrdil, že vzhledem k tomu, světlo pohyboval, to musí nějakou dobu trvat, než cestovat. Aristoteles, věřící světlo okamžitě cestovat, nesouhlasil.

v roce 1667 stál italský astronom Galileo Galilei dva lidi na kopcích méně než kilometr od sebe, z nichž každý držel stíněnou Lucernu. Jeden odkryl svou Lucernu; když druhý viděl blesk, odkryl i jeho., Pozorováním, jak dlouho trvalo, než světlo viděl první držitel lucerny (a faktorováním reakčních časů), myslel si, že dokáže vypočítat rychlost světla. Bohužel, Galileo experimentální vzdálenost menší než míli bylo příliš malé, aby vidět rozdíl, takže mohl pouze určit, že světlo cestovalo nejméně 10 krát rychlejší než zvuk.

V 1670s, dánský astronom Ole Römer používá zatmění jupiterova měsíce Io, jako chronometr pro rychlost světla, když on udělal první skutečné měření rychlosti., V průběhu několika měsíců, jako Io prošel za obří plynové planety, Römer zjistil, že zatmění přišla později, než výpočty očekávané, i když v průběhu několika měsíců, se přiblížil k předpovědi. Zjistil, že světlo trvalo čas, než cestovalo z Io na Zemi. Zatmění zaostávala nejvíce, když Jupiter a země byly nejdále od sebe, a byly podle plánu, jak byli blíž.

podle NASA“, který dal Römer přesvědčivý důkaz, že světlo se šíří ve vesmíru s určitou rychlostí.,“

došel k závěru, že světla se 10 až 11 minut na cestu od slunce k Zemi, přeceňovat, protože to ve skutečnosti trvá osm minut a 19 sekund. Nakonec však vědci měli řadu práce-jeho výpočet představoval rychlost 125 000 mil za sekundu (200 000 km/s).

v roce 1728 anglický fyzik James Bradley založil své výpočty na změně zjevné polohy hvězd kvůli cestám Země kolem Slunce. Dal rychlost světla na 185,000 km za sekundu (301,000 km/s), s přesností asi 1%.,

dva pokusy v polovině roku 1800 přinesly problém zpět na Zemi. Francouzský fyzik Hippolyte Fizeau nastavit paprsek světla na rychle rotující ozubené kolo, se zrcadlem nastavit 5 mil k odrážejí zpět k jeho zdroji. Různé rychlosti kola povoleno Fizeau vypočítat, jak dlouho trvalo světlu cestovat ven z díry, do přilehlého zrcadlo, a zpět přes propast. Jiný francouzský fyzik Leon Foucault použil rotující zrcadlo spíše než kolo. Každá z těchto dvou nezávislých metod se pohybovala kolem 1000 mil za sekundu rychlosti světla měřeného dnes.,

pruský narozený Albert Michelson, který vyrostl ve Spojených státech, se pokusil replikovat foucaultovu metodu v roce 1879, ale použil delší vzdálenost, stejně jako extrémně kvalitní zrcadla a čočky. Jeho výsledkem 186,355 mil za sekundu (299,910 km/s) byl přijat jako nejpřesnější měření rychlosti světla za 40 let, když Michelson přeceňovány.

zajímavá poznámka pod čarou k Michelson experiment bylo, že se snažil detekovat médium, které světlo cestoval, označované jako luminiferous éter. Místo toho jeho experiment odhalil, že éter neexistuje.,

„experiment — a Michelson tělo práce — byl tak revoluční, že se stal jediným člověkem v historii, který vyhrál Nobelovu Cenu pro velmi přesné non-objev nic,“ napsal astrofyzik Ethan sieglera Forbes věda, blog, Začíná S Ránou. „Samotný experiment mohl být úplným selháním, ale to, co jsme se z něj naučili, bylo pro lidstvo a naše chápání vesmíru větším přínosem, než by byl jakýkoli úspěch!,“

Einstein a speciální relativita

v roce 1905 napsal Albert Einstein svůj první článek o speciální relativitě. V něm zjistil, že světlo cestuje stejnou rychlostí bez ohledu na to, jak rychle se pozorovatel pohybuje. I při použití nejpřesnějších možných měření zůstává rychlost světla stejná pro pozorovatele, který stojí stále na povrchu země, jako pro jednoho cestujícího nadzvukovým proudem nad jeho povrchem., Podobně, i když Země obíhá kolem slunce, což je samo o sobě pohybující se kolem Mléčné dráhy, což je galaxie cestuje vesmírem, naměřená rychlost světla od našeho slunce by být stejné, zda jeden stál uvnitř nebo vně galaxie, aby to spočítat. Einstein spočítal, že rychlost světla se nemění podle času ani místa.

přestože je rychlost světla často označována jako rychlostní limit vesmíru, vesmír se ve skutečnosti rozšiřuje ještě rychleji., Podle astrofyzika Paula Sutter, vesmír expanduje na zhruba 68 kilometrů za sekundu na megaparsek, kde megaparsec daleko, je 3,26 milionů světelných let (více o tom později). Zdá se tedy, že galaxie 1 megaparsec pryč od Mléčné dráhy rychlostí 68 km/s, zatímco galaxie dva megaparseky pryč ustupují rychlostí 136 km/s a tak dále.

“ v určitém okamžiku, v určité obscénní vzdálenosti, rychlost klesá přes váhy a překračuje rychlost světla, to vše z přirozeného, pravidelného rozšiřování prostoru,“ napsal Sutter.,

pokračoval v vysvětlování, že zatímco speciální relativita poskytuje absolutní rychlostní limit, obecná relativita umožňuje širší vzdálenosti.

„galaxie na druhé straně vesmíru? To je doména obecné relativity a obecná relativita říká: koho to zajímá! Tato galaxie může mít libovolnou rychlost, pokud zůstane daleko, a ne vedle tváře, “ napsal.

„speciální relativita se nestará o rychlost-superluminální nebo jinak-vzdálené galaxie. A ty taky ne.“

co je to světelný rok?,

Dálkové světlo se pohybuje v průběhu jednoho roku se nazývá světelný rok. Světelný rok je měřítkem času i vzdálenosti. Není to tak těžké pochopit, jak se zdá. Přemýšlejte o tom takto: světlo cestuje z měsíce do našich očí asi za 1 sekundu,což znamená, že Měsíc je asi 1 světelná sekunda. Sluneční světlo trvá asi 8 minut, než se dostaneme k našim očím,takže slunce je asi 8 světelných minut. Světlo z nejbližšího hvězdného systému, Alpha Centauri, se sem dostane zhruba za 4,3 roku, takže hvězdný systém je prý vzdálen 4,3 světelných let.,

„Chcete-li získat představu o velikosti světelného roku, trvat obvod Země (24,900 km), leží v přímce, vynásobte délka linky o 7,5 (odpovídající vzdálenost jedné světelné sekundy), pak místo 31.6 milionů podobné řádky do konce,“ NASA Glenn Research center, píše na svých internetových stránkách. „Výsledná vzdálenost je téměř 6 bilionů (6,000,000,000,000) mil!“

Hvězdy a další objekty mimo naši sluneční soustavu ležet kdekoli od několika světelných let, aby několik miliard světelných let daleko., Když tedy astronomové studují objekty, které leží světelný rok nebo více, vidí to, jak existovalo v době, kdy ho světlo opustilo, ne tak, jak by se zdálo, kdyby dnes stáli poblíž jeho povrchu. V tomto smyslu je vše, co vidíme ve vzdáleném vesmíru, doslova historie.

Tento princip umožňuje astronomům pozorovat, jak se vesmír, jak to vypadalo po Velkém Třesku, který se konal o 13,8 miliard let., Zkoumá objekty, které jsou, řekněme, 10 miliard světelných let daleko, viděli jsme je, jak se podíval 10 miliardami let, poměrně brzy po začátku vesmíru, spíše než to, jak vypadají dnes.

je rychlost světla opravdu konstantní?

světlo cestuje ve vlnách a stejně jako zvuk může být zpomaleno v závislosti na tom, čím prochází. Nic nemůže překonat světlo ve vakuu. Pokud však oblast obsahuje jakoukoli hmotu, dokonce i prach, světlo se může ohýbat, když přichází do styku s částicemi, což vede ke snížení rychlosti.,

světlo procházející zemskou atmosférou se pohybuje téměř stejně rychle jako světlo ve vakuu, zatímco světlo procházející diamantem je zpomaleno na méně než polovinu této rychlosti. Přesto prochází klenotem rychlostí přes 277 milionů mph (téměř 124 000 km/s) — není to rychlost, na kterou by se mohl posmívat.

můžeme cestovat rychleji než světlo?

Sci-fi miluje spekulovat o tom, protože „rychlost světla,“ jako rychlejší-než-světlo cestování je populárně známý, by nám umožnilo cestovat mezi hvězdami v čase rámy jinak neskutečně dlouho., A i když se neprokázalo, že je to nemožné, praktičnost cestování rychleji než světlo činí myšlenku docela dalekosáhlou.

Podle Einsteinovy obecné teorie relativity, jako objekt pohybuje rychleji, jeho hmotnost se zvyšuje, zatímco jeho délka smlouvy. Při rychlosti světla má takový objekt nekonečnou hmotnost, zatímco jeho délka je 0 — nemožnost. Žádný objekt tedy nemůže dosáhnout rychlosti světla, teorie jde.

to nebrání teoretikům v navrhování kreativních a konkurenčních teorií., Myšlenka warp speed není podle některých nemožná a možná i v budoucích generacích budou lidé skákat mezi hvězdami tak, jak dnes cestujeme mezi městy. Jeden návrh by zahrnoval kosmickou loď, která by mohla kolem sebe skládat časoprostorovou bublinu, aby překročila rychlost světla. Teoreticky to zní skvěle.,

„Jestli se Kapitán Kirk byl nucen pohybovat rychlostí naše nejrychlejší rakety, to by trvalo mu sto tisíc let, jen se dostat do další hvězdný systém,“ řekl Seth Shostak, astronom na Hledání Mimozemské Inteligence (SETI) Ústav v Mountain View, Kalifornie., v rozhovoru pro rok 2010 Space.com sesterský web LiveScience. „Takže sci-fi dlouho předpokládala způsob, jak porazit rychlost světelné bariéry, takže se příběh může pohybovat trochu rychleji.“