De snelheid van het licht in een vacuüm is 186.282 mijl per seconde (299.792 kilometer per seconde), en in theorie kan niets sneller reizen dan licht. In mijlen per uur is de lichtsnelheid veel: ongeveer 670.616.629 km / u. Als je met de snelheid van het licht kon reizen, kon je 7,5 keer rond de aarde gaan in één seconde.

vroege wetenschappers, die de beweging van het licht niet konden waarnemen, dachten dat het onmiddellijk moest reizen. Na verloop van tijd werden de metingen van de beweging van deze golfachtige deeltjes echter steeds nauwkeuriger., Dankzij het werk van Albert Einstein en anderen, begrijpen we nu dat lichtsnelheid een theoretische limiet is: lichtsnelheid — een constante die “c” wordt genoemd — wordt verondersteld niet haalbaar te zijn door iets met massa, om redenen die hieronder worden uitgelegd. Dat weerhoudt sci-fi schrijvers, en zelfs enkele zeer serieuze wetenschappers, er niet van om alternatieve theorieën te bedenken die een aantal zeer snelle reizen door het universum mogelijk zouden maken.,Speed of light: History of the theory het eerste bekende discours over de snelheid van het licht komt van de oude Griekse filosoof Aristoteles, die zijn meningsverschil schreef met een andere Griekse wetenschapper, Empedocles. Empedocles betoogde dat omdat het licht bewoog, het tijd moet nemen om te reizen. Aristoteles, die geloofde dat licht onmiddellijk zou reizen, was het daar niet mee eens.in 1667, de Italiaanse astronoom Galileo Galilei stond twee mensen op heuvels minder dan een mijl uit elkaar, elk met een afgeschermde lantaarn. De ene onthulde zijn lantaarn; toen de tweede de flits zag, onthulde hij ook de zijne., Door te observeren hoe lang het duurde voordat het licht door de eerste lantaarnhouder werd gezien (en de reactietijden te berekenen), dacht hij de lichtsnelheid te kunnen berekenen. Helaas, Galileo ‘ s experimentele afstand van minder dan een mijl was te klein om een verschil te zien, dus hij kon alleen bepalen dat licht reisde minstens 10 keer sneller dan geluid.in de jaren 1670 gebruikte de Deense astronoom Ole Römer eclipsen van de maan van Jupiter, Io, als chronometer voor de lichtsnelheid toen hij de eerste echte meting van de snelheid deed., In de loop van enkele maanden, toen lo achter de gigantische gasplaneet liep, ontdekte Römer dat de eclipsen later kwamen dan verwacht, hoewel ze in de loop van enkele maanden dichter bij de voorspellingen kwamen. Hij stelde vast dat licht tijd nodig had om van Lo naar de aarde te reizen. De eclipsen bleven het meest achter toen Jupiter en de aarde het verst uit elkaar lagen, en waren op schema omdat ze dichterbij waren.volgens NASA, ” dat gaf Römer overtuigend bewijs dat licht verspreid in de ruimte met een bepaalde snelheid.,”

hij concludeerde dat licht 10 tot 11 minuten duurde om van de zon naar de aarde te reizen, een overschatting omdat het in feite 8 minuten en 19 seconden duurt. Maar eindelijk hadden wetenschappers een aantal om mee te werken — zijn berekening presenteerde een snelheid van 125.000 mijl per seconde (200.000 km/s).in 1728 baseerde de Engelse natuurkundige James Bradley zijn berekeningen op de verandering in de schijnbare positie van de sterren als gevolg van de reizen van de aarde rond de zon. Hij stelde de snelheid van het licht op 301.000 km / s, nauwkeurig tot op ongeveer 1 procent.,

twee pogingen in het midden van de jaren 1800 brachten het probleem terug naar de aarde. De Franse natuurkundige Hippolyte Fizeau zette een lichtstraal op een snel draaiend tandwiel, met een spiegel op 8 km afstand om het terug te reflecteren naar zijn bron. Door de snelheid van het wiel te variëren kon Fizeau berekenen hoe lang het duurde voordat het licht uit het gat kwam, naar de aangrenzende spiegel, en terug door het gat. Een andere Franse natuurkundige, Leon Foucault, gebruikte een draaiende spiegel in plaats van een wiel. De twee onafhankelijke methoden kwamen elk binnen ongeveer 1.000 mijl per seconde van de snelheid van het licht gemeten vandaag.,in 1879 probeerde Albert Michelson, geboren in Pruisen, Foucault ‘ s methode te repliceren, maar gebruikte een langere afstand, evenals extreem hoogwaardige spiegels en lenzen. Zijn resultaat van 186.355 mijl per seconde (299.910 km/s) werd geaccepteerd als de meest nauwkeurige meting van de snelheid van het licht in 40 jaar, toen Michelson opnieuw gemeten.een interessante voetnoot bij Michelson ‘ s experiment was dat hij probeerde het medium waar licht doorheen reisde te detecteren, aangeduid als luminiferous aether. In plaats daarvan bleek uit zijn experiment dat het uitspansel niet bestond.,”het experiment — en Michelson’ s oeuvre — was zo revolutionair dat hij de enige persoon in de geschiedenis werd die een Nobelprijs won voor een zeer precieze non-ontdekking van iets,” schreef astrofysicus Ethan Siegal in het Forbes science blog, start With a Bang. “Het experiment zelf mag dan een complete mislukking zijn geweest, maar wat we ervan leerden was een grotere zegen voor de mensheid en ons begrip van het universum dan enig succes zou zijn geweest!,”

Einstein and special relativity

in 1905 schreef Albert Einstein zijn eerste paper over speciale relativiteitstheorie. Daarin stelde hij vast dat licht met dezelfde snelheid reist, hoe snel de waarnemer ook beweegt. Zelfs met behulp van de meest nauwkeurige metingen die mogelijk zijn, blijft de snelheid van het licht dezelfde voor een waarnemer die stilstaat op het gezicht van de aarde als voor iemand die reist in een supersonische straal boven zijn oppervlak., Ook al draait de aarde rond de zon, die zelf rond de Melkweg beweegt, een sterrenstelsel dat door de ruimte reist, de gemeten snelheid van het licht van onze zon zou hetzelfde zijn of men binnen of buiten het sterrenstelsel stond om het te berekenen. Einstein berekende dat de lichtsnelheid niet varieert met tijd of plaats.

hoewel de snelheid van het licht vaak aangeduid wordt als de maximumsnelheid van het heelal, breidt het heelal zelfs nog sneller uit., Volgens astrofysicus Paul Sutter breidt het heelal uit met ongeveer 68 kilometer per seconde per megaparsec, waar een megaparsec 3,26 miljoen lichtjaar is (daarover later meer). Dus een melkwegstelsel 1 megaparsec afstand lijkt weg te reizen van de Melkweg met een snelheid van 68 km/s, terwijl een melkwegstelsel twee megaparsec afstand zich terugtrekt bij 136 km/s, enzovoort.

“op een bepaald punt, op enige obscene afstand, De snelheid kantelt over de schalen en overschrijdt de snelheid van het licht, allemaal door de natuurlijke, regelmatige expansie van de ruimte,” schreef Sutter.,

hij legde verder uit dat, terwijl de speciale relativiteit een absolute snelheidslimiet biedt, de algemene relativiteit grotere afstanden mogelijk maakt.

” a galaxy on the far side of the universe? Dat is het domein van de algemene relativiteit, en de algemene relativiteit zegt: wat maakt het uit! Dat sterrenstelsel kan elke snelheid die het wil hebben, zolang het ver weg blijft, en niet naast je gezicht, ” schreef hij.

“speciale relativiteit geeft niets om de snelheid — superluminaal of anderszins — van een ver sterrenstelsel. En dat zou jij ook niet moeten doen.”

Wat is een lichtjaar?,

de afstand die licht in de loop van een jaar aflegt, wordt een lichtjaar genoemd. Een lichtjaar is een maat voor tijd en afstand. Het is niet zo moeilijk te begrijpen als het lijkt. Zie het zo: licht reist van de maan naar onze ogen in ongeveer 1 seconde, wat betekent dat de maan ongeveer 1 licht-seconde verwijderd is. Zonlicht duurt ongeveer 8 minuten om onze ogen te bereiken, dus de zon is ongeveer 8 lichtminuten verwijderd. Licht van het dichtstbijzijnde sterrenstelsel, Alpha Centauri, heeft ongeveer 4,3 jaar nodig om hier te komen, dus het sterrenstelsel zou 4,3 lichtjaar ver weg zijn.,”om een idee te krijgen van de grootte van een lichtjaar, neem de omtrek van de aarde (24.900 mijl), leg het in een rechte lijn, vermenigvuldig de lengte van de lijn met 7,5 (de corresponderende afstand is één lichtseconde), plaats dan 31,6 miljoen soortgelijke lijnen van begin tot eind,” schrijft Glenn Research center van NASA op zijn website. “De resulterende afstand is bijna 6 biljoen (6.000.000.000.000) mijl!”

sterren en andere objecten buiten ons zonnestelsel liggen ergens van een paar lichtjaren tot een paar miljard lichtjaren ver., Dus, wanneer astronomen objecten bestuderen die een lichtjaar of meer weg liggen, zien ze het zoals het bestond op het moment dat het licht het verliet, niet zoals het zou lijken als ze vandaag de dag in de buurt van het oppervlak stonden. In die zin is alles wat we zien in het Verre universum, letterlijk, geschiedenis.met dit principe kunnen astronomen zien hoe het heelal er uitzag na de oerknal, die ongeveer 13,8 miljard jaar geleden plaatsvond., Als we objecten op 10 miljard lichtjaar afstand bekijken, zien we ze zoals ze er 10 miljard jaar geleden uitzagen, relatief kort na het begin van het heelal, in plaats van hoe ze er nu uitzien.

Is de lichtsnelheid echt constant?

licht reist in golven en kan, net als geluid, worden vertraagd, afhankelijk van waar het doorheen reist. Niets kan licht overtreffen in een vacuüm. Als een gebied echter materie bevat, zelfs stof, kan licht buigen wanneer het in contact komt met de deeltjes, wat resulteert in een afname van de snelheid.,

licht dat door de atmosfeer van de aarde reist, beweegt bijna net zo snel als licht in een vacuüm, terwijl licht dat door een diamant gaat, wordt vertraagd tot minder dan de helft van die snelheid. Toch reist het door de gem met meer dan 277 miljoen mph (bijna 124.000 km/s) — geen snelheid om op te spotten.

kunnen we sneller reizen dan licht?sciencefiction speculeert hier graag over, omdat “warpsnelheid”, zoals sneller dan licht reizen in de volksmond bekend is, ons in staat zou stellen om tussen sterren te reizen in tijdsframes die anders onmogelijk lang zijn., En hoewel het niet onmogelijk is gebleken, maakt de bruikbaarheid van sneller reizen dan licht het idee nogal vergezocht.

volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie neemt de massa toe naarmate een object sneller beweegt, terwijl de lengte samentrekt. Bij de lichtsnelheid heeft zo ‘ n object een oneindige massa, terwijl de lengte 0 is — een onmogelijkheid. Dus, geen object kan de snelheid van het licht te bereiken, de theorie gaat.

dat weerhoudt theoretici er niet van om creatieve en concurrerende theorieën voor te stellen., Het idee van warpsnelheid is niet onmogelijk, zeggen sommigen, en misschien in toekomstige generaties zullen mensen springen tussen de sterren de manier waarop we reizen tussen steden tegenwoordig. Een voorstel zou betrekking hebben op een ruimteschip dat een ruimte-tijdbel rond zichzelf zou kunnen vouwen om de snelheid van het licht te overschrijden. Klinkt goed, in theorie.,”als Captain Kirk gedwongen werd om met de snelheid van onze snelste raketten te bewegen, zou het hem honderdduizend jaar kosten om naar het volgende sterrenstelsel te komen,” zei Seth Shostak, een astronoom van het Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) Institute in Mountain View, Calif., in een 2010 interview met Space.com ‘ s zuster site LiveScience. “Dus science fiction heeft lang gepostuleerd een manier om de snelheid van het licht barrière te verslaan, zodat het verhaal kan een beetje sneller bewegen.”