lysets hastighed i et vakuum er 186,282 miles per sekund (299,792 kilometer per sekund), og i teorien kan intet rejse hurtigere end lys. I miles i timen er lyshastigheden godt meget: omkring 670.616.629 mph. Hvis du kunne rejse med lysets hastighed, kunne du gå rundt om Jorden 7, 5 gange på et sekund.tidlige forskere, der ikke er i stand til at opfatte lysets bevægelse, troede, at det skal rejse øjeblikkeligt. Over tid blev målinger af bevægelsen af disse bølgelignende partikler imidlertid mere og mere præcise., Takket være Albert Einsteins og andres arbejde forstår vi nu lyshastighed for at være en teoretisk grænse: lyshastighed — en konstant kaldet “c” — menes at være ikke opnåelig af noget med masse af grunde forklaret nedenfor. Det forhindrer ikke sci-fi-forfattere, og endda nogle meget seriøse forskere, i at forestille sig alternative teorier, der ville give mulighed for nogle forfærdeligt hurtige ture rundt om universet.,

lysets hastighed: teoriens historie

den første kendte diskurs om lysets hastighed kommer fra den antikke græske filosof Aristoteles, der skrev sin uenighed med en anden græsk videnskabsmand, Empedokles. Empedokles hævdede, at fordi lyset flyttede, må det tage tid at rejse. Aristoteles, tro lys til at rejse øjeblikkeligt, uenige.

i 1667 stod den italienske astronom Galileo Galilei to personer på bakker mindre end en kilometer fra hinanden, hver med en afskærmet lanterne. Den ene afslørede sin lanterne; da den anden så flash, han afslørede også sin., Ved at observere, hvor lang tid det tog for lyset at blive set af den første lanterne-holder (og factoring ud reaktionstider), troede han, at han kunne beregne lysets hastighed. Desværre var Galileos eksperimentelle afstand på mindre end en kilometer for lille til at se en forskel, så han kunne kun bestemme, at lyset rejste mindst 10 gange hurtigere end lyd.

I 1670s, danske astronom Ole Römer anvendes formørkelser af Jupiters måne, Io, som et kronometer for lysets hastighed, da han lavede den første rigtige måling af hastigheden., I løbet af flere måneder, da Io gik bag den gigantiske gasplanet, fandt r .mer, at formørkelserne kom senere end beregningerne forventede, skønt de i løbet af flere måneder kom tættere på forudsigelserne. Han fastslog, at lys tog tid at rejse fra Io til jorden. Formørkelserne halter mest, da Jupiter og Jorden var længst fra hinanden, og var på skema, da de var tættere.

ifølge NASA, “det gav r .mer overbevisende bevis for, at lys spredte sig i rummet med en vis hastighed.,”

han konkluderede, at lys tog 10 til 11 minutter at rejse fra solen til Jorden, en overvurdering, da det faktisk tager otte minutter og 19 sekunder. Men til sidst havde forskere et tal at arbejde med-hans beregning præsenterede en hastighed på 125.000 miles per sekund (200.000 km/s).

i 1728 baserede den engelske fysiker James Bradley sine beregninger på ændringen i stjernernes tilsyneladende position på grund af Jordens rejser rundt om solen. Han satte lysets hastighed på 185,000 miles per sekund (301,000 km/s), nøjagtigt til inden for omkring 1 procent.,to forsøg i midten af 1800-tallet bragte problemet tilbage til jorden. Den franske fysiker Hippolyte Fi .eau satte en lysstråle på et hurtigt roterende tandhjul, med et spejl oprettet 5 miles væk for at reflektere det tilbage til sin kilde. At variere hastigheden af hjulet må Fizeau til at beregne, hvor lang tid det tog for lyset at rejse ud af hullet, til de tilstødende spejl, og tilbage gennem hullet. En anden fransk fysiker, Leon Foucault, brugte et roterende spejl snarere end et hjul. De to uafhængige metoder kom hver inden for omkring 1.000 miles i sekundet af lysets hastighed målt i dag.,

Preussiskfødte Albert Michelson, der voksede op i USA, forsøgte at replikere Foucaults metode i 1879, men brugte en længere afstand samt spejle og linser af ekstremt høj kvalitet. Hans resultat af 186,355 miles per sekund (299,910 km/s) blev accepteret som den mest nøjagtige måling af lysets hastighed i 40 år, da Michelson målte det igen.en interessant fodnote til Michelsons eksperiment var, at han forsøgte at opdage det medium, som lyset rejste igennem, kaldet luminiferous aether. I stedet afslørede hans eksperiment, at æteren ikke eksisterede.,

“eksperimentet — og Michelson krop af arbejde — var så revolutionerende, at han blev den eneste person i historien, der har vundet en Nobelpris for en meget præcis ikke-opdagelsen af noget,” skrev astrofysiker Ethan Siegal i Forbes videnskab blog, Starter Med et Brag. “Eksperimentet i sig selv kan have været en fuldstændig fiasko, men det, vi lærte af det, var en større velsignelse for menneskeheden og vores forståelse af universet, end nogen succes ville have været!,”

Einstein og særlig relativitet

i 1905 skrev Albert Einstein sit første papir om særlig relativitet. I det fastslog han, at lyset bevæger sig med samme hastighed, uanset hvor hurtigt observatøren bevæger sig. Selv ved hjælp af de mest præcise målinger er lysets hastighed den samme for en observatør, der står stille på jordens overflade, som det gør for en, der rejser i en supersonisk stråle over dens overflade., På samme måde, selvom Jorden kredser om solen, som i sig selv bevæger sig rundt i Mælkevejen, som er en galakse, der rejser gennem rummet, den målte hastigheden af lys, der kommer fra solen, ville være den samme, uanset om man stod inde eller udenfor galaksen til at beregne det. Einstein beregnet, at lysets hastighed ikke varierer med tid eller sted.

selvom lysets hastighed ofte omtales som universets hastighedsgrænse, udvides universet faktisk endnu hurtigere., Ifølge astrofysiker Paul Sutter, universet udvider sig på nogenlunde 68 kilometer per sekund per megaparsec, hvor en megaparsec er 3.26 millioner lysår (mere om det senere). Så en galaxy 1 megaparsec væk synes at være at rejse væk fra Mælkevejen med en hastighed på 68 km/s, mens en galaxy to megaparsecs væk træder på 136 km/s, og så videre.

“på et tidspunkt, på en eller anden uanstændig afstand, tipper hastigheden over skalaerne og overstiger lysets hastighed, alt sammen fra den naturlige, regelmæssige udvidelse af rummet,” skrev Sutter.,

han fortsatte med at forklare, at selvom speciel relativitet giver en absolut hastighedsgrænse, giver generel relativitet mulighed for bredere afstande.

“en galakse på den anden side af universet? Det er domænet for generel relativitet, og generel relativitet siger: Hvem bekymrer sig! Den galakse kan have enhver hastighed, den ønsker, så længe den forbliver langt væk og ikke op ved siden af dit ansigt,” skrev han.

“særlig relativitet er ligeglad med hastigheden — superluminal eller på anden måde — i en fjern galakse. Og det bør du heller ikke.”

Hvad er et lysår?,

afstandslyset bevæger sig i løbet af et år kaldes et lysår. Et lysår er et mål for både tid og afstand. Det er ikke så svært at forstå, som det ser ud til. Tænk på det på denne måde: lys rejser fra månen til vores øjne på cirka 1 sekund, hvilket betyder, at månen er omkring 1 lys sekund væk. 8 minutter at nå vores øjne, så solen er omkring 8 lys-minutter væk. Lys fra det nærmeste stjernesystem, Alpha Centauri, kræver cirka 4, 3 år at komme hit, så stjernesystemet siges at være 4, 3 lysår væk.,

“for At få en idé om størrelsen af en lys-år, tage omkreds af Jorden (24,900 km), lægge det ud i en lige linje, skal du gange den længde af linjen med 7,5 (den tilsvarende afstand er en lys-andet), og derefter placere 31.6 mio lignende linjer ende til anden,” NASA Glenn Research center skriver på sin hjemmeside. “Den resulterende afstand er næsten 6 billioner (6.000.000.000.000) miles!”

stjerner og andre genstande uden for vores solsystem ligger overalt fra et par lysår til et par milliarder lysår væk., Når astronomer studerer objekter, der ligger et lysår væk eller mere, ser de det således som eksisterede på det tidspunkt, hvor lyset forlod det, ikke som det ville se ud, hvis de stod nær dens overflade i dag. I denne forstand er alt, hvad vi ser i det fjerne Univers, bogstaveligt talt historie.

dette princip giver astronomer mulighed for at se, hvordan universet som det så efter Big Bang, som fandt sted for omkring 13, 8 milliarder år siden., Når vi undersøger objekter, der er, siger, 10 milliarder lysår væk, ser vi dem, som de så ud for 10 milliarder år siden, relativt kort efter universets begyndelse, snarere end hvordan de ser ud i dag.

er lysets hastighed virkelig konstant?

lys bevæger sig i bølger, og som lyd kan det blive bremset afhængigt af, hvad det rejser igennem. Intet kan overgå lys i et vakuum. Men hvis en region indeholder noget stof, selv støv, kan lyset bøje, når det kommer i kontakt med partiklerne, hvilket resulterer i et fald i hastigheden.,

lys, der rejser gennem Jordens atmosfære, bevæger sig næsten lige så hurtigt som lys i et vakuum, mens lys, der passerer gennem en diamant, sænkes til mindre end halvdelen af den hastighed. Alligevel rejser den gennem perlen på over 277 millioner mph (næsten 124.000 km/s) — ikke en hastighed at scoff på.

kan vi rejse hurtigere end lys?

Science fiction elsker at spekulere om dette, fordi “warparp speed”, som hurtigere end lys rejse er populært kendt, ville give os mulighed for at rejse mellem stjerner i tidsrammer ellers umuligt lang., Og selvom det ikke har vist sig at være umuligt, gør det praktiske ved at rejse hurtigere end lys ideen temmelig langt.

ifølge Einsteins generelle relativitetsteori, når et objekt bevæger sig hurtigere, øges dens masse, mens dens længde sammentrækkes. Ved lysets hastighed har et sådant objekt en uendelig masse, mens dens længde er 0 — en umulighed. Således kan ingen genstand nå lysets hastighed, teorien går.

det forhindrer ikke teoretikere i at foreslå kreative og konkurrerende teorier., Ideen om warparp hastighed er ikke umuligt, nogle siger, og måske i kommende generationer folk vil hoppe mellem stjerner den måde, vi rejser mellem byerne i dag. Et forslag ville involvere et rumskib, der kunne folde en rumtidsboble omkring sig selv for at overskride lysets hastighed. Lyder godt, i teorien.,

“, Hvis Kaptajn Kirk blev tvunget til at flytte på hastigheden af vores hurtigste raketter, det ville tage ham et hundrede tusinde år bare for at komme til den næste stjerne-system,” sagde Seth Shostak, en astronom på Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) Institute i Mountain View, Californien., i et 2010 intervie with Med Space.com søster site LiveScience. “Så science fiction har længe postuleret en måde at slå hastigheden på lysbarrieren, så historien kan bevæge sig lidt hurtigere.”