valon nopeus tyhjiössä on 186,282 mailia sekunnissa (299,792 kilometriä sekunnissa), ja teoriassa mikään ei voi matkustaa nopeammin kuin valo. Maileina tunnissa, valon nopeus on, no, paljon: noin 670,616,629 mph. Valonnopeudella voisi kiertää maapallon 7,5 kertaa sekunnissa.

varhaiset tiedemiehet, jotka eivät kyenneet havaitsemaan valon liikettä, ajattelivat, että sen on kuljettava välittömästi. Ajan myötä näiden aaltomaisten hiukkasten liikkeen mittauksista tuli kuitenkin yhä tarkempia., Työn ansiosta Albert Einstein ja muut, nyt ymmärtää valon nopeus on teoreettinen raja: valon nopeus vakio nimeltään ”c” — on ajateltu olevan ole saavutettavissa mitään massa, syistä, jotka selitetään alla. Se ei estä scifikirjailijoita ja jopa vakavasti otettavia tiedemiehiä kuvittelemasta vaihtoehtoisia teorioita, jotka mahdollistaisivat hirvittävän nopeat matkat ympäri universumia.,

Speed of light: Historia, teoria,

ensimmäinen tunnettu diskurssi valon nopeus on peräisin antiikin kreikkalainen filosofi Aristoteles, joka kirjoitti eri mieltä toinen kreikkalainen tiedemies, Empedocles. Empedokles väitti, että koska valo liikkui, matka vaatii aikaa. Aristoteles, joka uskoi valon matkustavan välittömästi, oli eri mieltä.

Vuonna 1667, italialainen tähtitieteilijä Galileo Galilei oli kaksi ihmistä hills alle kilometrin päässä toisistaan, kullakin tilalla suojattu lyhty. Yksi paljasti hänen lyhtynsä; kun toinen näki salaman, hän paljasti myös hänen., Tarkkailemalla, kuinka kauan se otti valon voi nähdä ensimmäinen lyhty-pidike (ja factoring reaktio kertaa), hän ajatteli hän voisi laskea valon nopeus. Valitettavasti Galilein alle kilometrin kokeellinen etäisyys oli liian pieni näkemään eroa, joten hän pystyi vain määrittämään, että valo kulki vähintään 10 kertaa ääntä nopeammin.

Vuonna 1670, tanskalainen tähtitieteilijä Ole Römer käyttää eclipses Jupiterin kuuta, Io, kronometri valon nopeutta, kun hän teki ensimmäisen todellisen mittauksen nopeus., Aikana useita kuukausia, kuten Io kulunut takana jättiläinen kaasun planeetalla, Römer todettiin, että pimennykset tuli myöhemmin kuin laskelmissa on ennakoitu, vaikka aikana useita kuukausia, he kiinnittivät lähempänä ennusteita. Hän päätteli, että valon matka Io: sta maahan vei aikaa. Että pimennykset jäänyt eniten, kun Jupiter ja Maa olivat kauimpana toisistaan, ja olivat aikataulussa, koska ne olivat lähempänä.

Nasan mukaan ”se antoi Römerille vakuuttavaa näyttöä siitä, että valo levisi avaruudessa tietyllä nopeudella.,”

Hän päätteli, että valo otti 10 11 minuuttia kulkea auringosta Maahan, yliarvioida, sillä se kestää kahdeksan minuuttia ja 19 sekuntia. Mutta lopulta tutkijat oli useita työskennellä-hänen laskelma esitti nopeus 125,000 mailia sekunnissa (200,000 km/s).

vuonna 1728 englantilainen fyysikko James Bradley perusti laskelmansa tähtien näennäisen sijainnin muutokseen, koska Maa kiertää Aurinkoa. Hän laittaa valon nopeus tällä 185,000 mailia sekunnissa (301,000 km/s), tarkkuus on noin 1 prosenttia.,

kaksi yritystä 1800-luvun puolivälissä toivat ongelman takaisin maan pinnalle. Ranskalainen fyysikko Hippolyte Fizeau asettaa valonsäde nopeasti pyörivä hammastettu pyörä, peili perustaa 5 kilometrin päässä heijastaa sen takaisin sen lähde. Vaihtelemalla nopeutta pyörän saa Fizeau laskea, kuinka kauan se kesti valo matkustaa ulos reikä, vieressä peili, ja takaisin raon läpi. Toinen ranskalainen fyysikko, Leon Foucault, käytti pyörivän peilin sijasta pyörää. Nämä kaksi toisistaan riippumatonta menetelmää tulivat kumpikin noin 1 000 kilometrin sekuntivauhdilla tänään mitatusta valonnopeudesta.,

Preussin-syntynyt Albert Michelson, joka varttui yhdysvalloissa, yritti jäljitellä Foucault ’ n menetelmä vuonna 1879, mutta käyttää pidemmän matkan, sekä erittäin laadukkaat peilit ja linssit. Hänen seurausta 186,355 mailia sekunnissa (299,910 m/s) oli hyväksytty tarkin mittaus valon nopeus 40 vuotta, kun Michelson uudelleen mitata se.

mielenkiintoinen alaviite Michelson on kokeilu oli, että hän oli yrittää tunnistaa keskikokoinen, että valo matkusti läpi, kutsutaan luminiferous aether. Sen sijaan hänen kokeensa paljasti, ettei eetteriä ollut olemassa.,

”kokeilu — ja Michelson on ruumis työtä — oli niin mullistava, että hän tuli ainoa henkilö historiassa on voittanut Nobel-Palkinnon erittäin tarkka non-löytö mitään”, kirjoitti astrofyysikko Ethan Siegal Forbes tiede blogi, Alkaa Rytinällä. ”Kokeilu itsessään voi olla täydellinen epäonnistuminen, mutta mitä me oppinut, että se oli suurempi siunaus ihmiskunnalle ja meidän käsitys maailmankaikkeudesta kuin mikään menestys olisi ollut!,”

ja Einsteinin erityinen suhteellisuusteoria

Vuonna 1905 Albert Einstein kirjoitti hänen ensimmäinen paperi, erityinen suhteellisuusteoria. Siinä hän totesi, että valo kulkee samalla nopeudella riippumatta siitä, kuinka nopeasti havaitsija liikkuu. Jopa käyttämällä kaikkein tarkkoja mittauksia mahdollista, valon nopeus pysyy samana tarkkailija seisoo edelleen päällä, koska se ei yksi matkustaa supersonic jet yli sen pinnan., Samoin, vaikka Maa kiertää aurinkoa, joka on itse liikkuvat ympäri Linnunradan, joka on galaxy matkustaa läpi avaruuden, mitattu nopeus valo tulee meidän aurinko olisi sama riippumatta siitä, onko yksi seisoi sisällä tai ulkopuolella galaxy laskea sitä. Einstein laski, että valon nopeus ei vaihtele ajan tai paikan mukaan.

vaikka valon nopeuteen viitataan usein maailmankaikkeuden nopeusrajoituksena, maailmankaikkeus todellisuudessa laajenee vielä nopeammin., Mukaan astrofyysikko Paul Sutter, maailmankaikkeus laajenee noin 68 kilometriä sekunnissa per megaparsec, jossa megaparsec on 3.26 miljoonaa valovuotta (siitä lisää myöhemmin). Joten galaxy 1 megaparsec päässä näyttää olevan matkalla pois Linnunradan nopeudella 68 km/s, kun taas galaxy kaksi megaparsecs pois väistyessä klo 136 km/s, ja niin edelleen.

”jossain vaiheessa, jossain sopimattomia etäisyys, nopeus vinkkejä yli asteikot ja ylittää valon nopeutta, kaikki luonnollinen, säännöllinen laajentamiseen tilaa,” Sutter kirjoitti.,

hän jatkoi selittäen, että vaikka erityinen suhteellisuusteoria tarjoaa absoluuttisen nopeusrajoituksen, yleinen suhteellisuusteoria mahdollistaa laajemmat etäisyydet.

”galaksi maailmankaikkeuden laidalla? Se on yleisen suhteellisuusteorian ala, ja yleinen suhteellisuusteoria sanoo: ketä kiinnostaa! Sillä galaksilla voi olla mitä nopeutta tahansa, kunhan se pysyy kaukana eikä kasvojesi vieressä”, hän kirjoitti.

”erityinen suhteellisuusteoria ei välitä kaukaisen galaksin nopeudesta — superluminaalista tai muuten—. Eikä sinunkaan pitäisi.”

Mikä on valovuosi?,

vuoden aikana matkaavaa etävaloa kutsutaan valovuodeksi. Valovuosi on sekä ajan että etäisyyden mitta. Sitä ei ole niin vaikea ymmärtää kuin miltä se näyttää. Ajattele sitä näin: valo kulkee kuusta silmiimme noin 1 sekunnissa, eli kuu on noin 1 valosekunnin päässä. Auringonvalo kestää noin 8 minuuttia päästä silmiimme, joten aurinko on noin 8 valominuutin päässä. Lähimmän tähtijärjestelmän, Alpha Centaurin, valo vaatii noin 4,3 vuotta päästäkseen tänne, joten tähtijärjestelmän sanotaan olevan 4,3 valovuoden päässä.,

”saada käsityksen koko valovuosi, ottaa Maapallon ympärysmitta (24,900 km), aseta se suoraan, kerrotaan pituus line 7,5 (vastaava etäisyys on yksi valo-toisen), sitten paikka 31,6 miljoonaa euroa, vastaavat linjat päähän,” NASA Glenn Research center kirjoittaa verkkosivuillaan. ”Tuloksena oleva etäisyys on lähes 6 biljoonaa (6000000000000) mailia!”

Tähtiä ja muita esineitä ulkopuolella aurinkokunnan valhe missä tahansa muutaman valovuoden muutaman miljardin valovuoden päässä., Niinpä, kun tähtitieteilijät opiskella esineitä, jotka sijaitsevat valovuoden päässä tai enemmän, he näkevät sen olemassa silloin, kun valo lähti, ei se näyttäisi, jos he seisoivat lähellä sen pintaa tänään. Tässä mielessä kaikki, mitä näemme kaukaisessa maailmankaikkeudessa, on kirjaimellisesti historiaa.

tämän periaatteen avulla tähtitieteilijät voivat nähdä, miten maailmankaikkeus näytti alkuräjähdyksen jälkeen, joka tapahtui noin 13,8 miljardia vuotta sitten., Tutkittuamme esineitä, jotka ovat vaikkapa 10 miljardin valovuoden päässä, näemme ne sellaisina kuin ne näyttivät 10 miljardia vuotta sitten, suhteellisen pian maailmankaikkeuden alun jälkeen, sen sijaan että ne näkyisivät nykyään.

On valon nopeus todella vakio?

valo kulkee aalloissa, ja äänen tavoin sitä voidaan hidastaa sen mukaan, mitä se kulkee. Mikään ei voita valoa tyhjiössä. Jos jokin alue sisältää jotakin ainetta, jopa pölyä, valo voi kuitenkin taipua joutuessaan kosketuksiin hiukkasten kanssa, mikä johtaa nopeuden laskuun.,

Valo kulkee Maan ilmakehän liikkuu lähes yhtä nopeasti kuin valo tyhjiössä, kun valo kulkee timantti on hidastunut alle puoleen, että nopeus. Silti se kulkee jalokiven läpi yli 277 miljoonan mph: n (lähes 124 000 km/s) nopeudella, josta ei kannata pilkata.

Voimmeko matkustaa valoa nopeammin?

Science fiction rakastaa spekuloida tätä, koska ”warp speed”, kuten-valoa nopeampi matkustaminen on kansan tiedossa, olisi mahdollista matkustaa tähtien välillä aikaväleille muuten mahdottoman pitkä., Ja vaikka sitä ei ole todistettu mahdottomaksi, valoa nopeammin matkustamisen käytännöllisyys tekee ajatuksesta aika kaukaa haetun.

Mukaan Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria, kun objekti liikkuu nopeammin, sen massa kasvaa, kun sen pituus sopimuksia. Valon nopeudella, kuten esine on ääretön massa, kun sen pituus on 0 — mahdottomuus. Näin ollen mikään esine ei yllä valon nopeuteen, teoria menee.

se ei estä teoreetikkoja ehdottamasta luovia ja kilpailevia teorioita., Ajatus poimunopeudesta ei ole joidenkin mielestä mahdoton, ja ehkä tulevissa sukupolvissa ihmiset hyppivät tähtien väliin samalla tavalla kuin nykyään kaupunkien välillä. Yksi ehdotus koskisi avaruusalusta, joka voisi taittaa ympärilleen aika-avaruuskuplan ylittääkseen valonnopeuden. Kuulostaa hyvältä teoriassa.,

”Jos Kapteeni Kirk oli pakko liikkua nopeudella meidän nopein rockets, se olisi otettava hänet sata tuhatta vuotta vain saada seuraava tähti järjestelmä”, sanoi Seth Shostak, tähtitieteilijä klo Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) Institute Mountain View, Kalifornia., vuonna 2010 haastattelussa Space.com Siskosivusto LiveScience. ”Tieteiskirjallisuus on siis jo pitkään keksinyt keinon päihittää valorajan nopeus, jotta tarina voisi edetä hieman nopeammin.”