Светлост се креће кроз свемир најбржом брзином коју астрономи могу да мере. У ствари, брзина светлости је космичка брзина и ништа се не зна брже кретати. Како се брзо креће светлост? Ова граница се може мерити и такође помаже у дефинисању нашег разумевања величине и старости универзума.
Шта је светлост: талас или честица?
Светлост путује брзо, брзином од 299, 792, 458 метара у секунди. Како то може да уради? Да бисте то разумели, корисно је знати шта је светлост у ствари и то је углавном откриће 20. века.
Природа светлости је вековима била велика мистерија. Научници су имали проблема са схватањем концепта његове таласе и природе честица. Ако је то талас, кроз шта се ширио? Зашто се чинило да путује истом брзином у свим правцима? И шта нам светлост може рећи о космосу? Тек када је Алберт Еинстеин описао ову теорију специјална релативност 1905. све је постало у фокусу. Ајнштајн је тврдио да су простор и време релативни и да је брзина светлости константа која повезује ово двоје.
Шта је брзина светлости?
Често се наводи да је брзина светлости константна и да ништа не може да путује брже од брзине светлости. Ово није у потпуности тачно. Вредност 299.792.458 метара у секунди (186.282 миље у секунди) је брзина светлости у вакууму. Међутим, светло се успорава док пролази кроз различите медије. На пример, када се креће кроз стакло, успорава се до приближно две трећине своје брзине у вакууму. Чак и у ваздуху, што јесте скоро вакуум, светлост лагано успорава. Док се креће кроз свемир, наилази на облаке гаса и прашине, као и на гравитациона поља, а они могу мало променити брзину. Облаци гаса и прашине такође апсорбују део светлости током проласка.
Ова појава има везе са природом светлости, а то је електромагнетни талас. Док се кроз материјал шири, његова електрична и магнетна поља "узнемиравају" наелектрисане честице са којима дође у контакт. Ови поремећаји тада узрокују да честице зраче светлошћу истом фреквенцијом, али са фазним помаком. Збир свих ових таласа произведених „сметњама“ довешће до електромагнетног таласа истом фреквенцијом као и првобитно светло, али са краћом таласном дужином, а самим тим и мањом брзином.
Занимљиво је да, како се светлост креће, њен се пут може савијати док пролази крај региона у простору са интензивним гравитационим пољима. То се прилично лако може видети у кластерима галаксија, који садрже много материје (укључујући тамну материју), која окреће пут светлости из удаљенијих објеката, попут квазара.
Светлосни талас и гравитациони таласи
Постојеће теорије физике предвиђају да гравитациони таласи такође путују брзином светлости, али то је још увек потврђује се док научници проучавају феномен гравитационих таласа из сударања црних рупа и неутрона Звездице. У супротном, нема других објеката који тако брзо путују. Теоретски, они могу да добију Близу брзина светлости, али не и већа.
Изузетак за то може бити сам простор-време. Изгледа тако далеко галаксије удаљавају се од нас брже од брзине светлости. То је "проблем" који научници још увек покушавају да разумеју. Међутим, једна занимљива последица тога је да је систем путовања заснован на идеји о варп погон. У таквој технологији, свемирска летелица се одмара у односу на простор и заправо је простора који се креће, попут сурфера који јаше талас океаном. Теоретски, то би могло омогућити суперлуминална путовања. Наравно, постоје и друга практична и технолошка ограничења која им стоје на путу, али занимљива је идеја научне фантастике која добија неки научни интерес.
Светлосна времена путовања
Једно од питања које астрономи добијају од чланова јавности гласи: „колико би времена требало да се прође светлост објекта Кс до Објекта И? "Светлост им даје врло тачан начин да мере величине свемира дефинисањем растојања. Ево неколико уобичајених мерења растојања:
- Земља до Месеца: 1.255 секунди
- Сунце на Земљу: 8.3 минута
- Наше Сунце до следеће најближе звезде: 4.24 године
- Преко наше Млечни пут галаксија: 100.000 година
- На најближе спирална галаксија (Андромеда): 2,5 милиона година
- Граница посматрања универзум на земљи: 13,8 милијарди година
Интересантно је да постоје предмети који нису у могућности да видимо само зато што се универзум шири, а неки су „преко хоризонта“, изван којих не можемо видети. Никада неће доћи у наш поглед, без обзира колико брзо светлост путује. Ово је један од фасцинантних ефеката живота у свемиру који се шири.
Уредио Царолин Цоллинс Петерсен