lysets hastighet i vakuum er 186,282 miles per sekund (299,792 kilometer per sekund), og i teorien er det ingenting som kan reise raskere enn lyset. I miles per time, lysets hastighet er, vel, mye: om 670,616,629 mph. Hvis du kunne reise i lysets hastighet, du kan gå rundt Jorden 7,5 ganger på ett sekund.

Tidlig forskere, ute av stand til å oppfatte lys er bevegelse, tenkte det må reise umiddelbart. Over tid, men målinger av bevegelse av disse bølge-lignende partikler ble mer og mer presis., Takket være arbeidet til Albert Einstein og andre, kan vi nå forstå lysets hastighet for å være en teoretisk grense: lysets hastighet — en konstant som kalles «c» — er antatt å ikke være oppnåelig ved noe med masse, for grunner som er forklart nedenfor. Det stopper ikke sci-fi forfattere, og til og med noen veldig alvorlige forskere, fra å forestille seg alternative teorier som ville tillate for noen veldig raske turer rundt i universet.,

Speed of light: Historie teorien

Den første kjente tale på hastigheten til lyset kommer fra de gamle greske filosofen Aristoteles, som skrev sin uenighet med en annen gresk vitenskapsmann, Empedocles. Empedocles hevdet at fordi lyset beveget seg, det må ta tid til å reise. Aristoteles, å tro lys til å reise umiddelbart, er uenig.

I 1667, den italienske astronomen Galileo Galilei sto to personer på åsene mindre enn en kilometer fra hverandre, hver med et skjermet lantern. Ett avdekket hans lantern, når de andre så flash, han avdekket hans, så vel., Ved å observere hvor lang tid det tok for lett å bli sett av den første lantern-kortholderen (og factoring ut reaksjonstid), han trodde han kunne beregne lysets hastighet. Dessverre, Galileo eksperimentelle avstand av mindre enn en kilometer var for liten til å se en forskjell, slik at han bare kunne finne ut at lys reiste minst 10 ganger raskere enn lyden.

I 1670-årene, dansk astronom Ole Römer brukt formørkelser av Jupiters måne Io, som et kronometer for lysets hastighet når han laget den første virkelige måling av hastighet., I løpet av flere måneder, som Io gått bak den gigantiske gass planet, Römer funnet at formørkelser kom senere enn beregninger som forventet, selv om det i løpet av flere måneder, de kom nærmere spådommer. Han fast bestemt på at lyset tok seg tid til å reise fra Io til Jorden. Den formørkelser ligget mest når Jupiter og Jorden var lengst fra hverandre, og var på timeplanen som de ble nærmere.

Ifølge NASA, «som ga Römer overbevisende bevis for at lyset spres i rommet med en viss hastighet.,»

Han konkluderte med at lyset tok 10 til 11 minutter å reise fra sola til Jorden, en overvurdere siden det faktisk tar åtte minutter og 19 sekunder. Men i det siste har forskere hatt flere til å jobbe med — sin beregning presentert en hastighet på 125,000 miles per sekund (200,000 km/s).

I 1728, engelske fysikeren James Bradley basert sine beregninger på endring i den tilsynelatende posisjonen av stjernene på grunn av Jorden går rundt solen. Han sette hastigheten til lys på 185,000 miles per sekund (301,000 km/s), nøyaktig innenfor ca 1 prosent.,

To forsøk på midten av 1800-tallet brakte problemet tilbake til Jorden. Fransk fysiker Hippolyte Fizeau sett en stråle av lys på et raskt roterende tannkransen, med et speil satt opp 5 km unna, for å reflektere den tilbake til sin kilde. Å variere hastigheten på hjulet tillatt Fizeau å beregne hvor lang tid det tok for lett å reise ut av hullet, til den tilstøtende speilet, og tilbake gjennom gapet. En annen fransk fysiker, Leon Foucault, brukes en roterende speil snarere enn et hjul. De to uavhengige metoder hvert kom innenfor en avstand på 1000 miles per sekund med lysets hastighet målt i dag.,

Prøyssiske-født Albert Michelson, som vokste opp i Usa, forsøkte å gjenskape foucaults metode i 1879, men brukte en lengre avstand, så vel som svært høy kvalitet speil og linser. Hans resultat av 186,355 miles per sekund (299,910 km/s) ble akseptert som den mest nøyaktige måling av lysets hastighet i 40 år, når Michelson re-målt det.

En interessant fotnote Michelson er eksperimentet var at han prøvde å oppdage medium som lys reiste gjennom, referert til som luminiferous aether. I stedet, hans eksperiment avslørt aether ikke eksisterer.,

«Den eksperiment — og Michelson kroppen av arbeid — var så revolusjonerende at han var den eneste personen i historien som har vunnet Nobels Fredspris for en svært presis ikke-funn av alt,» skrev astrofysiker Ethan Siegal i Forbes vitenskap blogg, Starter Med et Smell. «Eksperimentet i seg selv kan ha vært en fullstendig fiasko, men hva vi har lært fra det var en stor velsignelse for menneskeheten og vår forståelse av universet enn noen suksess ville ha vært!,»

Einstein og spesiell relativitetsteori

I 1905, Albert Einstein skrev sin første papir på spesielle relativitetsteorien. I det etablerte han som lyset beveger seg i samme hastighet uansett hvor fort observatøren beveger seg. Selv bruker de mest nøyaktige målinger mulig, lysets hastighet er den samme for en observatør står fortsatt på forsiden av Jorden som det gjør for en reiser i et supersonisk jet over dens overflate., På samme måte, selv om Jorden går i bane rundt solen, som er seg selv, å flytte seg rundt melkeveien, som er en galaxy reise gjennom verdensrommet, den målte hastigheten på lyset som kommer fra vår egen sol vil være den samme om man sto på innsiden eller utsiden av galaksen for å beregne det. Einstein beregnet at lyshastigheten ikke variere med tid eller sted.

Selv om hastigheten på lyset er ofte referert til som universets fartsgrensen, universet faktisk utvider enda raskere., Ifølge astrofysiker Paul Sutter, universet utvider seg på omtrent 68 kilometer per sekund per megaparsec, hvor en megaparsec er 3.26 millioner lysår (mer om det senere). Så en galaxy 1 megaparsec unna ser ut til å være å reise bort fra melkeveien i en hastighet på 68 km/s, mens en galaxy to megaparsecs trekker seg unna i 136 km/s, og så videre.

«På enkelte punkt, med noen obskøne avstand, hastighet tips over skalaer og overstiger hastigheten til lys, alle fra det naturlige, regelmessige utvidelse av plass,» Sutter skrev.,

Han fortsatte med å forklare at, mens spesielle relativitetsteorien gir en absolutt fartsgrensen, generelle relativitetsteorien gir mulighet for større avstander.

«En galakse på den andre siden av universet? Det er domenet av generell relativitetsteori, og generell relativitetsteori sier: Hvem bryr seg! At galaxy kan ha en hastighet som den ønsker, så lenge det forblir vei langt bort, og ikke ved siden av ansiktet,» skrev han.

«Spesielle relativitetsteorien ikke bryr seg om fart — superluminal eller annen måte — av en fjern galakse. Og bør heller ikke du.»

Hva er en lett-året?,

Den avstanden lyset reiser i løpet av et år, kalles en lett-året. En lett-året er et mål på både tid og avstand. Det er ikke så vanskelig å forstå som det ser ut. Tenk på det på denne måten: Lys reiser fra månen til våre øyne i ca 1 sekund, noe som betyr at månen er ca 1 lys-andre unna. Sollys tar ca 8 minutter på å nå våre øyne, så solen er i ferd med 8 lys-minutters spasertur unna. Lyset fra den nærmeste stjernen systemet, Alpha Centauri, er krever omtrent 4.3 år å komme hit, slik at stjerners system er sagt å være 4.3 lysår unna.,

«for Å få en idé om størrelsen av en lys-året, ta omkretsen av Jorden (24,900 km), legge det ut i en rett linje, må du multiplisere lengden på linje med 7,5 (tilsvarende avstand er en lett-sekund), og deretter plassere 31.6 millioner samme linjer ende-til-ende,» NASA Glenn forskningssenter skriver på sin nettside. «Den resulterende avstanden er nesten 6 billioner (6,000,000,000,000) miles!»

Stjerner og andre objekter utenfor vårt solsystem ligge hvor som helst fra noen få lysår til et par milliarder lysår unna., Dermed, når astronomene studere objekter som ligger i en lys-år unna, eller mer, de ser det som eksisterte på den tiden at lys forlot det, og ikke slik det vil fremstå som om de stod nær overflaten i dag. I denne forstand, alt vi ser i det fjerne universet er, bokstavelig talt, historie.

Dette prinsippet lar astronomene se hvordan universet slik det så ut etter the Big Bang, som fant sted om 13.8 milliarder år siden., Å undersøke objekter som er, la oss si, for 10 milliarder lysår unna, vi ser dem som de så ut 10 milliarder år siden, relativt kort tid etter begynnelsen av universet, heller enn hvordan de ser ut i dag.

Er lysets hastighet er virkelig konstant?

– Lys reiser i bølger, og, som lyd, kan bli forsinket, avhengig av hva det er å reise gjennom. Ingenting kan outpace lys i et vakuum. Imidlertid, hvis en region som inneholder alle saker, selv støv, lett kan bøye når det kommer i kontakt med partikler, noe som resulterer i en reduksjon i hastighet.,

Lett å reise gjennom Jordens atmosfære og beveger seg nesten like fort som lyset i et vakuum, mens lys som passerer gjennom en diamant er redusert til mindre enn halvparten hastighet. Likevel, det reiser gjennom perle på over 277 millioner mph (nesten 124,000 km/s) — ikke en hastighet til spotter.

Kan vi reise raskere enn lyset?

Science fiction elsker å spekulere i om dette, fordi «warp hastighet», som raskere enn lyset reise er populært kjent, ville tillate oss å reise mellom stjernene i tidsrammer ellers utrolig lenge., Og mens det ikke har vært vist seg å være umulig, den praktiske reiser raskere enn lyset gjengir ideen ganske farfetched.

Ifølge Einsteins generelle relativitetsteori, som et objekt beveger seg raskere, massen øker, mens lengden på kontraktene. I lysets hastighet, slik at et objekt har en uendelig masse, mens lengden er 0 — en umulighet. Dermed, ingen objekt kan nå lysets hastighet teorien går.

Det stopper ikke teoretikere fra foreslår kreativ og konkurrerende teorier., Ideen om warp hastighet er ikke umulig, sier noen, og kanskje i fremtidige generasjoner folk vil hoppe mellom stjernene måten vi reiser mellom byene i dag. Et forslag ville innebære et romskip som kunne kaste en plass-tid boble rundt seg for å overskride lysets hastighet. Høres bra ut i teorien.,

«Hvis Captain Kirk ble tvunget til å flytte i hastigheten på våre raskeste raketter, og det ville ta ham hundre tusen år bare for å komme til neste star-systemet,» sa Seth Shostak, en astronom ved Søk etter Utenomjordisk Intelligens (SETI) Institutt i Mountain View, Calif. i et intervju med 2010 Space.com’s søster site LiveScience. «Så science fiction har lenge hevdet en måte å slå lysets hastighet barriere, slik at historien kan gå litt raskere.»