А если человек полетит со скоростью света?

Если двигаться чуть меньше 300 тысяч км в секунду, то время замедлится, а звезды станут синими

Задумывались ли вы о том, можно ли путешествовать так же быстро, как лучистая энергия? Быть может, достигнув такой скорости, мы смогли бы полететь к краю Вселенной и увидеть, что находится за ее пределами?

Ничего резвей фотона нету

Скорость света в пустом пространстве, то бишь, в вакууме — 299 млн. 792 тыс. 458 метров в секунду, иначе говоря, почти 300 тысяч километров за указанный промежуток времени. Это скорость распространения всех электромагнитных полей в вакууме, включая радиоволны, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение.

Согласно теории относительности Эйнштейна, ничто не может двигаться быстрее фотона – элементарной частицы света. В обычных условиях свет для нас действительно движется мгновенно. Например, мы не успеваем увидеть, как фотоны отражаются от предметов и абсорбируются поверхностями в комнате, когда выключается лампочка, — настолько быстро это происходит.

Скорость света в вакууме не зависит от относительной скорости между его источником и наблюдателем. Некоторые считают, что это утверждение противоречит здравому смыслу, тем не менее, именно это было продемонстрировано. Самый известный такой эксперимент был проведен физиками Альбертом Майкельсоном и Эдвардом Морли в конце XIX века. Они обнаружили, что скорость света одинакова во всех направлениях, вне зависимости от того факта, что Земля сама движется через пространство.

Тело будет тяжелеть

До XX века мир был уверен в правильности взглядов Исаака Ньютона на объекты и гравитацию. Однако Альберт Эйнштейн взял и навсегда изменил представление о мире. Теория относительности, предложенная им, прояснила множество вопросов, связанных с массой и энергией. Уравнение эквивалентности массы и энергии доказало, что масса и энергия взаимозаменяемы, то есть, одно можно преобразовать в другое — и наоборот. Он также предположил, что не существует единственной стандартной системы отсчета. Все относительно, даже время. Тогда к нему и пришло понимание, что скорость света постоянна и не зависит от наблюдателя.

Таким образом, если человек движется на 50 процентов от скорости света в том же направлении, что и свет, то луч света будет выглядеть для него так же, как и для человека, стоящего на месте. Что же касается эквивалентности массы и энергии, то это означает, что, если объект движется на 10 процентов от скорости света, его масса увеличится на полпроцента от изначальной массы. В то же время, если объект движется на 90 процентов от скорости света, его масса увеличится вдвое.

Но, к сожалению, или, быть может, к счастью, мы не можем двигаться со световой скоростью. Все дело в том, что при движении со скоростью света масса объекта увеличится. Представьте себе следующее: скорость света составляет почти 300 тысяч километров в секунду, и когда объект движется с этой скоростью, его масса становится бесконечной. Следовательно, чтобы сдвинуть этот объект, потребуется бесконечная энергия (вспоминаем эквивалентность массы и энергии), что крайне непрактично. Грубо говоря, именно по этой причине ни один объект не может двигаться со скоростью света (кроме самого света) или быстрее.

И время замедляет бег

А если двигаться почти со скоростью света, скажем, на 90 процентов от нее, то можно наблюдать любопытные явления. Прежде всего, движущийся с такой скоростью человек испытает замедление времени. Время для него будет протекать медленнее, чем для кого-то, стоящего на месте. Когда для мчащегося человека пройдут 10 минут, для человека, стоящего на месте, – все 20.

Стоит упомянуть и о серьезных изменениях в поле зрения. Для человека, движущегося — куда бы то ни было — на 90 процентов от скорости света, Вселенная предстанет в форме туннеля перед аппаратом, на котором он путешествует.

Звезды, к которым он приближается, будут выглядеть синими, а остающиеся позади — красными. Это обусловлено тем, что световые волны от звезд перед ним будут скапливаться вместе, из-за чего объект будет выглядеть синим, а световые волны от звезд, остающихся позади, будут растягиваться и приобретать красный цвет, вызывая экстремальный эффект Доплера.

После преодоления определенной отметки человек погрузился бы во тьму, так как длины волн, попадающие ему в глаза, были бы вне видимого спектра.

Конечно, даже учитывая всю непрактичность и препятствия, связанные с путешествием со скоростью света (или почти с такой быстротой), это было бы то еще приключение!

Источник: Naked Science