Faceți o viteză de deplasare a luminii prin sistemul solar începând de la Soare
Am auzit-o încă o dată. Niciun obiect material nu poate teoretic să călătorească mai repede. În toate scopurile practice, numai lumina este suficient de ușor pentru a călători cu viteza luminii.
Deplasându-se într-o asemenea grabă, un fascicul de lumină se poate feri în jurul Pământului de 8 ori în doar o secundă. O călătorie pe lună durează doar 1,3 secunde. Rapid cu siguranță, dar, din păcate, nu destul de repede. Jucați acces la videoclip și veți ști curând ce vreau să spun. Vederea începe la Soare și călătorește spre exterior în sistemul solar cu viteza luminii.
Distanța planetei în timpul călătoriei AU ............................................ ........................ Mercur 0,387 193,0 secunde sau 3,2 minuteVenus 0,723 360,0 secunde sau 6,0 minuteEarth 1.000 499,0 secunde sau 8,3 minuteMars 1,523 759,9 secunde sau 12,6 minuteJupiter 5.203 2595,0 secunde sau 43,2 minuteSurn 9,538 4759,0 secunde sau 79,3 minuteUranus 19.819 9575,0 secunde sau 159,6 minuteNeptun 30,058 14998,0 secunde sau 4,1 orePluto 39,44 19680,0 secunde sau 5,5 ore ..................... ..............................................
Distanțele și timpul luminos până la planete și Pluto (de la Alphonse Swinehart)
S-ar putea să crezi mai întâi că mișcarea atât de rapidă ne va duce pe grabă pe orbitele celor opt planete. N-ar fi fost surprins, dar m-am trezit deja nerăbdător de momentul în care Mercur a zburat până la 3,2 minute. Pământul era încă la 5 minute și Jupiter încă 40! Acesta este motivul pentru care videoclipul se oprește la Jupiter - nimeni nu s-ar lipi de aspectul lui Pluton 5 1/2 ore mai târziu.
După cum video demonstrează obositor, dar eficient, trăim într-un sistem solar unde câteva planete sunt separate de spații vaste. Nici măcar lumina nu este suficient de rapidă pentru a satisface nevoia umană de viteză. Dar doar pentru a pune lucrurile în perspectivă, cele mai rapide obiecte create de oameni sunt cele NASA Nava spațială Voyager I, care a atins recent spațiul interstelar care se deplasează cu 38.000 mph (17 km / h) sau de aproape 18.000 de ori mai lent decât viteza luminii.
Haideți să explorăm mai departe. Orice obiect material, un Skittle, de exemplu, care se mișcă atât de repede ar deveni infinit de masiv. De ce? Ai nevoie de o cantitate infinită de energie pentru a accelera Skittle-ul până la viteza exactă a luminii. Deoarece materia și energia sunt două fețe ale aceleiași monede, toată acea energie creează un Skittle infinit de masiv. Răzbunare dulce dacă a existat vreodată.
Puteți însă să accelerați bomboanele asemănătoare cu pastila la 99.9999% de viteză a luminii cu o cantitate fină de incredibil de mare de energie. Einstein e fain cu asta. Iată lucrul ciudat. Dacă ai călători de-a lungul cu viteza luminii, ar arăta ca o bucată perfect normală, dar dacă ar fi să o privești din lumea exterioară, tratamentul cu zahăr ar fi întregul univers. Ambele puncte de vedere sunt la fel de valide și aceasta este esența relativă.
Dualitatea undă-particule a luminii
Pentru a ne imagina mai bine o zi din viața unui foton, haideți să mergem pe drum. Fotonii sunt forma particulelor de lumină, care timp îndelungat a fost înțeleasă doar ca valuri de energie electromagnetică. În ciudățile lumii cuantice, lumina este atât o particulă cât și o undă. Din perspectiva noastră, un foton se îndepărtează cu 186.000 de mile pe secundă, dar la foton în sine, lumea stă nemișcată și timpul se oprește. Fotoni sunt pretutindeni simultan. Omniprezent. Nu trece timpul pentru ei.
În teoria relativității, mișcarea a orice este definită în întregime din punctul de vedere al unui observator. Din perspectiva fotonului, este în repaus. Din partea noastră, se mișcă în timp și spațiu. Cu toții avem propriul „cadru de coordonate”, astfel încât, oriunde ne-am afla, suntem în repaus. Aceasta este relativitatea pentru dvs. - toate cadrele sunt la fel de valabile.
Să spunem că sunteți într-un avion. Acea tristă pungă de covrigi pe care tocmai ai fost înmânată este în repaus, deoarece este în cadrul tău de coordonate. Persoana de lângă tine este la fel de odihnită (și sperăm să nu sforăie). Chiar și avionul este în repaus. Potrivit lui Einstein, este la fel de valabil să imaginezi lumea în afara ferestrei avionului care se mișcă în timp ce avionul în sine rămâne în repaus. Data viitoare când zbori, închide ochii odată ce avionul atinge altitudinea și o viteză constantă. Veți auzi zgomotul motoarelor, dar nu puteți ști că vă deplasați efectiv.
Relativitatea prezice și asta obiecte contract în direcția mișcării lor. Ciudat cum pare, acest lucru a fost verificat de multe experimente. Cu cât trec mai repede lucrurile, cu atât se contractă mai mult.
Efectul nu devine vizibil până când un obiect se apropie de viteza luminii, dar modulele de service și echipaj Apollo 10 au atins o viteză de 0,0037% viteza luminii. Din perspectiva cuiva pe pământ, modulul lung de 11,03 metri s-a redus cu aproximativ 7,5 nanometri, o cantitate extrem de mică, dar măsurabilă. (O foaie de hârtie are 100.000 nanometri grosime). De asemenea, distanțele se contractă, coborând la zero la viteza luminii.
Contracția lungimii se produce deoarece un observator staționar vede că un călător cu nave spațiale timp de timp marchează mai lent. Deoarece lumina este măsurată în unități de timp - secunde de lumină, ani-lumină - pentru ca cei doi să fie de acord cu viteza luminii (o constantă în univers), „conducătorul” călătorului trebuie să fie mai scurt. Și într-adevăr este din perspectiva ta staționară dacă ai putea cumva să privești în interiorul navei. Călătorind cu 10% viteză a luminii, o navă spațială de 200 de metri se micșorează la 199 de picioare. La 86,5%, are 100 de metri sau jumătate din dimensiune și la 99,99% doar 3 metri!
Am călătorit departe astăzi, stând liniștiți în cadrele noastre de referință.
