Научные теории, которые заставят вас по-новому взглянуть на реальность, наш мир и Вселенную.
Время влияет на каждый аспект нашей жизни. Мы ориентируемся на него, когда просыпаемся, идем на работу, приступаем к еде, ложимся спать. И несмотря на такие, казалось бы, «близкие отношения», вы едва ли ответите: что же такое время?
Тысячелетиями философы и ученые со всего мира строили собственные теории о времени, но лишь единицы из них привели к какому-либо консенсусу. И хотя до сих пор не существует полного общепринятого определения, грубо говоря, время — это единица измерения.
Мы используем его для описания событий или продолжительности между ними. И это определение работает как в повседневной жизни, так и в точных науках, например в математике. В разговорной речи мы часто употребляем обороты «время идет» и «время летит», когда речь идет о поступательном движении жизни. А физики называют этот опыт «стрелой времени».
Onedio
Однако истинная сущность этого явления по сей день остается противоречивой и загадочной. Несмотря на то что физики могут активно использовать единицы времени в своих уравнениях, вопрос «как работает время?» продолжает приводить в недоумение все научное сообщество.
Buzzfeed.com
Действительно, за пределами поверхностных слоев времени здравый смысл и интуитивные идеи подвергаются сомнению, что затрудняет разговор о существовании, без упоминания о чем-то более метафизическом. В результате загадка времени фактически заставила некоторых философов и ученых переосмыслить всю модель нашей Вселенной.
Сегодня наша редакция решила рассказать вам о 14 научных теориях о времени, которые ставят под сомнение наше собственное восприятие реальности.
Теория стационарной Вселенной Фреда Хойла
Фред Хойл
Эйнштейн был не единственным противником теории Большого взрыва — британский астроном сэр Фред Хойл также относился к этой концепции с недоверием. Хойл известен, как создатель теории стационарной Вселенной, во многом совпадающей с ошибочными представлениями Эйнштейна об устройстве космоса.
Фред, без сомнения, был одним из самых выдающихся учёных своего времени — его исследования пролили свет на формирование звёзд и ядерные процессы, протекающие в них, однако увлёкшись идеей о стационарности Вселенной, британец основательно подмочил свою репутацию в научных кругах.
Хойл устраивал публичные лекции, пытаясь донести свою точку зрения до широкой общественности, однако апеллировал он в основном к чувствам слушателей, не приводя практически никаких фактов в пользу теории стационарной Вселенной. Именно Хойл придумал название «теория Большого взрыва» — по мнению учёного, это словосочетание должно было дискредитировать идеи его научных противников, однако вышло с точностью до наоборот — теория со столь звучным именем находила всё больше сторонников, в то время как идеи Хойла так и остались идеями, не получившими научного подтверждения. В конце концов, физики доказали ошибочность теории Хойла, поэтому сейчас она имеет разве что историческую ценность.
ЭПР-парадокс
Эксперимент был направлен на опровержение такого фундаментального для квантовой механики утверждения, как принцип неопределенности Гейзенберга, который гласит, что нельзя одновременно измерить две характеристики частицы, зачастую имеют ввиду – импульс и координату.
ЭПР-парадокс звучит следующим образом. Пусть две частицы одного сорта образовались вследствие распада третьей частицы. Тогда сумма их импульсов будет равна импульсу исходной частицы, согласно закону сохранения импульса. Далее, зная импульс исходной частицы (которую заранее подготовят экспериментаторы), и измерив импульс второй частицы, можно рассчитать импульс первой. То есть в результате измерения мы получили такую характеристику первой частицы как импульс. Теперь измерим координату второй частицы, и в итоге будем иметь две измеренные характеристики одной частицы, что прямо противоречит принципу неопределенности Гейзенберга.
Однако в самой же квантовой механике есть средства для разрешения этого парадокса. Согласно законам квантового мира – любое измерение приводит к изменению характеристик измеряемого тела. Тогда до измерения координаты второй частицы, действительно, может иметь место определенный импульс. Но в момент измерения координаты состояние частицы меняется и нельзя утверждать, что эти характеристики были измерены одновременно.
Тем не менее, в результате корпускулярно-волнового дуализма, находясь на некотором расстоянии, эти возникшие частицы имеют состояния, описываемые одной волновой функцией. Из этого вытекает, что измерение (а значит и изменение) импульса одной частицы приводит и к измерению импульса другой. Причем увеличение расстояния между этими частицами не запрещается, что опять же противоречит принципу локальности.
Опечатка Исаака Ньютона
Исаак Ньютон
«Математические начала натуральной философии» Исаака Ньютона считаются одним из величайших научных трудов, тысячи ссылок на выдающуюся работу гениального британского учёного это только подтверждают. На протяжении трёх сотен лет работа Ньютона входит в число самых цитируемых монографий в истории науки, но тем удивительней тот факт, что всё это время «Начала» содержали элементарную математическую ошибку, на которую до недавнего времени никто не обращал внимания.
В одном из разделов «Начал» Ньютон приводит формулу для расчёта массы известных планет, в которой, среди прочего используется величина угла, образованного двумя определёнными линиями. В одних расчётах Ньютон работает с углом величиной 11 угловых секунд, а в другой части этих же вычислений использует угол 10,5 секунд.
Надо сказать, ошибка носит формальный характер и никак не сказывается на ценности научных выкладок Ньютона, однако остаётся неясным, каким образом тысячи людей, которые в течение сотен лет штудировали труд британца (среди них были поистине великие умы), сумели проглядеть эту «опечатку»? Ошибка недавно была обнаружена 23-летним студентом по имени Роберт Гаристо, который вероятно, будет хвастаться своим внукам, что превзошёл самого Ньютона если не в научных достижениях, то по крайней мере — во внимательности.
Мифы
Перед тем, как начать объяснение, хотелось бы отметить некоторые популярные заблуждения, которые часто можно услышать.
E = mc2
Данная формула эквивалентности массы с энергией часто трактуется неверно. Например, нередко можно услышать, что масса тела увеличивается с увеличением его скорости, и при достижении скорости света она станет бесконечной. Да, на самом деле масса увеличивается, но это не связано с этой формулой. Она всего лишь частный случай другой формулы, из которой и следует правильное заключение. О ней мы тоже успеем поговорить.
Другой миф, связанный с этой же формулой, — это то, что при световой скорости масса превращается в энергию. Или другая ее формулировка, которую также приходилось слышать: чтоб стать энергией, нужно двигаться со скоростью света. Что, опять же, в корне неправильно.
Что-то связанное со временем
Еще одно неверное объяснение, которому я даже не смог придумать нормальное название, но которое часто можно встретить в научно-популярных статьях в сети Интернет, — это то, что время при скорости света замедлится и повернет вспять.
Тем самым объясняется недостижимость таких скоростей. Приводятся всякие аналогии, сравнения для большей убедительности. Подобные объяснения усложняются, видоизменяются, пытаясь стать правдоподобными. Но как одно следует из другого — не понятно.
Отчасти некоторые утверждения верны, например, чем ближе к скорости света, тем быстрее замедляется время. Но это, опять же, не объяснение, а следствие преобразований Лоренца, также являющееся объяснением недосягаемости скорости света.
Аномалия Pioneer
В 1972 американцами был запущен космический аппарат Pioneer-10. На его борту находилось послание внеземным цивилизациям — табличка с изображениями мужчины, женщины и схемы расположения Земли в космосе. Год спустя вслед за ним отправился Pioneer-11. К настоящему времени оба аппарата уже должны были находиться в дальнем космосе. Однако необычным образом их траектории сильно отклонились от расчетных.
Что-то начало их тянуть (или толкать), в результате чего они начали двигаться с ускорением. Оно было крошечным — меньше нанометра в секунду, что эквивалентно одной десятимиллиардной доли гравитации на поверхности Земли. Но этого оказалось достаточно, чтобы сместить Pioneer-10 с его траектории на 400 000 километров.
С Pioneer-11 НАСА потеряла связь в 1995 году, но до того момента он отклонялся от траектории точно так же, как и его предшественник. Чем это было вызвано? Никто не знает.
Некоторые из возможных объяснений уже были отвергнуты, в том числе программные ошибки, солнечный ветер и утечки топлива. Если причиной явился некий гравитационный эффект, то мы об этом ничего не знаем. Физики находятся просто в растерянности.
Скорость движения фотонов
В реальности, фотоны движутся на скорости 300 000 км/с, но сталкиваются с определенной интерференцией, помехами, вызванными другими фотонами, которые испускаются атомами стекла, когда проходит главная световая волна. Понять это может быть нелегко, но мы хотя бы попытались.
В реальности, фотоны движутся на скорости 300 000 километров в секунду
Точно так же, в рамках специальных экспериментов с отдельными фотонами, удавалось замедлить их весьма внушительно. Но для большинства случаев будет справедливо число в 300 000. Мы не видели и не создавали ничего, что могло бы двигаться так же быстро, либо еще быстрее. Есть особые моменты, но прежде чем мы их коснемся, давайте затронем другой наш вопрос
Почему так важно, чтобы правило скорости света выполнялось строго?
Ответ связан с человеком по имени Альберт Эйнштейн, как часто бывает в физике. Его специальная теория относительности исследует множество последствий его универсальных пределов скорости. Одним из важнейших элементов теории является идея того, что скорость света постоянна. Независимо от того, где вы и как быстро движетесь, свет всегда движется с одинаковой скоростью.
Но из этого вытекает несколько концептуальных проблем.
Представьте себе свет, который падает от фонарика на зеркало на потолке стационарного космического аппарата. Свет идет вверх, отражается от зеркала и падает на пол космического аппарата. Скажем, он преодолевает дистанцию в 10 метров.
Теперь представим, что этот космический аппарат начинает движение с колоссальной скоростью во многие тысячи километров в секунду. Когда вы включаете фонарик, свет ведет себя как прежде: светит вверх, попадает в зеркало и отражается в пол. Но чтобы это сделать, свету придется преодолеть диагональное расстояние, а не вертикальное. В конце концов, зеркало теперь быстро движется вместе с космическим аппаратом.
Соответственно, увеличивается дистанция, которую преодолевает свет. Скажем, на 5 метров. Выходит 15 метров в общем, а не 10.
И несмотря на это, хотя дистанция увеличилась, теории Эйнштейна утверждают, что свет по-прежнему будет двигаться с той же скоростью. Поскольку скорость — это расстояние, деленное на время, раз скорость осталась прежней, а расстояние увеличилось, время тоже должно увеличиться. Да, само время должно растянуться. И хотя это звучит странно, но это было подтверждено экспериментально.
Теории Эйнштейна говорят о замедлении времени
Этот феномен называется замедлением времени. Время движется медленнее для людей, которые передвигаются в быстро движущемся транспорте, относительно тех, кто неподвижен.
Десятая планета
Если вы отправитесь в путешествие к самому краю Солнечной системы, в холодную зону пространства за Плутоном, то увидите нечто странное. После прохождения пояса Койпера — области космоса, изобилующей ледяными скалами, — вы внезапно увидите пустое пространство.
Астрономы называют эту границу скалой Койпера, так как после нее плотность космического каменного пояса резко уменьшается. Что является причиной? Единственным ответом на это может быть наличие десятой планеты в нашей Солнечной системе. Причем, чтобы так очистить пространство от мусора, она должна быть такой же массивной как Земля или Марс.
Но, хоть расчеты и показывают, что такое тело могло стать причиной существования пояса Койпера, никто и никогда не видел эту легендарную десятую планету.
Тетранейтроны
Четыре года назад были обнаружены шесть частиц, которые не должны были существовать. Их назвали тетранейтронами — четыре нейтрона, которые находятся в связи, игнорирующей законы физики.
Группа ученых из Кана под руководством Франсиско Мигеля Маркеса (Francisco Miguel Marquès) выстреливала ядра бериллия в небольшую углеродную цель и анализировала их траектории с помощью детекторов. Ученые ожидали увидеть, что четыре разных нейтрона попадут в разные детекторы. Вместо этого они обнаружили только одну вспышку света в одном детекторе.
Энергия этой вспышки показала, что все четыре нейтрона попали в один и тот же детектор. Возможно, это просто совпадение, и четыре нейтрона случайно попали в одно и то же место в одно и то же время. Но это до смешного маловероятно.
Вместе с тем, такое поведение не маловероятно для тетранейтронов. Правда, некоторые могут возразить, что согласно стандартной модели физики элементарных частиц, тетранейтроны просто не могут существовать. Ведь по принципу Паули, в одной системе не существует даже двух протонов или нейтронов, которые могли бы обладать одинаковыми квантовыми свойствами. Удерживающая их вместе ядерная сила такова, что не может удержать даже два одиночных нейтрона, не говоря о четырех.
Маркес и его группа были настолько ошеломлены полученными результатами, что «похоронили» эти данные в научном труде, который гласил о некой вероятности открытия тетранейтронов в будущем. Ведь если начать менять законы физики, чтобы обосновать связь четырех нейтронов, возникнет хаос.
Признание существования тетранейтронов означало бы, что сочетание элементов, образовавшихся после Большого взрыва, не согласуется с тем, что мы сейчас наблюдаем. И, что еще хуже, сформированные элементы становятся слишком тяжелыми для космоса. «Вероятно, Вселенная сколлапсировала бы прежде, чем стала расширяться», — говорит Наталья Тимофеюк (Natalia Timofeyuk), теоретик из университета Суррей в Гилфорде, Великобритания.
Вместе с тем, имеются и другие доказательства, говорящие в пользу того, что материя может состоять из многочисленных нейтронов. Это — нейтронные звезды. Они содержат огромное количество связанных нейтронов, и это означает, что когда нейтроны собираются в массы, в действие вступают все еще необъяснимые для нас силы.
Объяснение недостижимости скорости света
Я не смог обойти стороной многие популярные мифы и заблуждения, так как именно они сподвигли меня написать данную статью. Рассмотрим основное соотношение теории относительности для свободно движущихся тел:
где — энергия, — импульс, — масса тела.
Импульс тела в свою очередь равняется:
где — скорость.
Приведенные выше формулы описывают движение во всем интервале скоростей: .
Отметим, что, когда тело покоится, его энергия не становится равной нулю. Как видно из первой формулы, при = 0, энергия покоя принимает знаменитый вид:
А при скоростях, равных световым, приходим к выводу, что масса частицы должна быть равна нулю, и наоборот, безмассовые частицы могут существовать только при движении со скоростью света. Вы сами можете это проверить, подставив значение импульса при v = c в первое соотношение.
Для частиц, имеющих массу, первую формулу удобно записывать без импульса в следующем виде:
И выражая энергию, получим:
Анализирую эту формулу, видим следующее:
Это и будет объяснением, почему нельзя перемещаться быстрее скорости света, которое также было неоднократно подтверждено экспериментально на различных ускорителях частиц.
Сверхтекучесть
Если температуру вещества в состоянии квантовой жидкости охладить до состояния, близкого к абсолютному нулю, то вещество приобретёт способность протекать через узкие каналы вроде, например, капилляров, без трения.
Научное обоснование явления таково: атомы вещества в состоянии квантовой жидкости (например, такую форму часто принимает гелий-3) — бозоны, и с точки зрения квантовой механики любое число её частиц может находиться в одинаковом состоянии. Чем ближе температура к абсолютному нулю, тем большее число атомов находится в одном энергетическом состоянии, и при сверхнизкой температуре энергия столкновений может быть очень мала, так что рассеяния энергии в зазорах между атомами не произойдёт — поскольку энергия не рассеивается, то и трения не будет.
До недавнего времени считалось, что подобное состояние характерно только для жидкого гелия, однако не так давно оказалось, что оно присуще и твёрдому гелию, а также другим веществам, основу которых составляют бозоны, температура которых близка к абсолютному нулю.
Каменные шары Коста-Рики
Гигантские каменные сферы, чье предназначение не ясно
Почему древние люди Коста-Рики решили создать сотни больших шаров из камня, до сих пор остается загадкой.
Каменные шары Коста-Рики были обнаружены в 1930-х годах компанией United Fruit Company, когда рабочие очищали землю для банановых плантаций. Некоторые из этих шаров, имеющих идеальную сферическую форму, достигали 2 метров в диаметре.
Камни, которые местные жители называют Las Bolas, относились к 600 — 1000 г. н.э. Еще больше усложняет разгадку этого явления тот факт, что нет письменных данных о культуре людей, которые их создали. Это произошло потому, что испанские поселенцы стерли все следы культурного наследия коренного населения.
Ученые начали изучать каменные шары в 1943 году, обозначив их распределение. Позже антрополог Джон Хупс (John Hoopes) опроверг многие теории, объясняющие предназначение камней, включая утерянные города и космических пришельцев.
Сообщения о ярких вспышках при землетрясениях
Легкие вспышки, которые появляются в небе до и после землетрясения
Одним из самых загадочных явлений являются необъяснимые вспышки в небе, которые сопровождают землетрясения. Что их вызывает? Почему они существуют?
Итальянский физик Кристиано Феруга собрал все наблюдения за вспышками во время землетрясений, датирующиеся до 2000 до н.э. Долгое время ученые скептически относились к этому странному явлению. Но все изменилось в 1966 году, когда появились первые свидетельства – фотографии землетрясения Мацусиро в Японии.
Сейчас таких фотографий великое множество, а вспышки на них настолько разных цветов и форм, что иногда сложно отличить подделку.
Среди теорий объясняющих это явление есть тепло, вызванное трением, газ радон и пьезоэлектрический эффект – электрический заряд, накапливающийся в кварцевых породах, когда двигаются тектонические плиты.
В 2003 году, физик НАСА д-р Фридеманн Фройнд (Friedemann Freund) провел лабораторный эксперимент и показал, что, возможно, вспышки вызваны электрической активностью в породах.
Ударная волна от землетрясения может изменить электрические свойства кремния и минералов, содержащих кислород, позволяя им передавать ток и излучать свечение. Однако некоторые считают, что теория может быть только одним из возможных объяснений.
Время — это измерение
Мы все понимаем основную концепцию трехмерного пространства. Технически это значит, что каждая точка в нашей Вселенной имеет физический адрес, который можно определить по координате вдоль трех перпендикулярных плоскостей (X, Y и Z). Это просто одна из многих интересных вещей о космосе. Но действительно ли точка в пространстве «существует» без времени, в которое это можно сделать?
Нет такого физического закона, который бы требовал, чтобы время было измерением. Однако привела именно к этому утверждению. Называя его четвертым измерением, широкий круг современных ученых признает, что время плавно переплетается с трехмерным пространством в континууме «».
Скорость распространения света
Когда мы включаем свет, комната озаряется светом моментально. Поэтому кажется, что свету нисколько не нужно времени, чтобы достигнуть стен. Но это не так, просто свет распространяется с такой большой скоростью, что это непросто заметить в обычных условиях.
Впервые конечность скорости света удалось установить О. Рёмеру (датскому ученому) в 1676 г. Он наблюдал за затмением Ио — спутника Юпитера. Он видел, как ИО проходил перед планетой, а затем погружался в ее тень и пропадал из поля зрения. Затем он опять появлялся, как мгновенно вспыхнувшая лампа. Промежуток времени между двумя вспышками был равен 42 ч 28 мин. Поэтому спутник представлял для астронома космические часы, которые посылали сигналы на Землю через равные промежутки времени.
Сначала Рёмер делал измерения, когда Земля при своем движении вокруг Солнца подошла к Юпитеру максимально близко. Затем он повторил их в момент, когда Земля максимально удалилась от Юпитера. Измерения показали, что во втором случае спутник появился на 22 минуты позже по сравнению с первым результатом. Ученый объяснил это явление так: «Если бы я мог остаться на другой стороне земной орбиты, то спутник всякий раз появлялся бы из тени в назначенное время; наблюдатель, находящийся там, увидел бы Ио на 22 минуты раньше. Запаздывание в этом случае происходит оттого, что свет употребляет 22 мин на прохождение от места моего первого наблюдения до моего теперешнего положения».
Зная опаздывание появления Ио и расстояние, которым оно вызвано, можно определить скорость, разделив это расстояние на время опаздывания. Из-за неточности измерений и неточного знания радиуса земной орбиты Рёмер получил скорость света, равную 215 000 км/с. Если провести расчеты с более точными данными, результат получается максимально приближенным к реальному значению скорости света — около 300 000 км/с.
Позже измерения скорости света повторили другие ученые. В 1849 году И. Физо (французский ученый) сделал расчеты, в результате которых он получил значение 313 000 км/с. В 1856 году была измерена скорость света в воде, которая оказалась в 4/3 раз меньше по сравнению со скоростью света в космосе (вакууме). Так же было установлено, что скорость света в средах всегда меньше скорости света в вакууме.
По современным данным принято считать, что скорость света равна 299 792 458 м/с с точностью ±1,2 м/с. Обозначают эту величину как c. Единица измерения в СИ — м/с.
Внимание!
При выполнении расчетных задач скорость света принято принимать за величину c = 3∙108 м/с.
Рисунки Наска
Мы в соцсетях
Огромные фигуры, нарисованные на песке в Перу древними людьми, но никто не знает почему
Линии Наска, простирающиеся на 450 кв. км прибрежной пустыни, представляют собой огромные произведения искусства, оставленные на перуанских равнинах. Среди них есть геометрические фигуры, а также рисунки животных, растений и редко фигур людей, которые можно увидеть с воздуха в виде огромных рисунков.
Считается, что их создал народ Наска в течение 1000-летнего периода между 500 г. До н.э. и 500 г. Н.э., но никто не знает зачем.
Несмотря на статус объекта Всемирного наследия, власти Перу с трудом защищают линии Наска от поселенцев. Тем временем археологи пытаются изучить линии, пока их не разрушили.
Вначале предполагалось, что эти геоглифы были частью астрономического календаря, но позже эта версия была опровергнута
Потом исследователи сконцентрировали свое внимание на истории и культуре людей, которые их создали. Являются ли линии Наска посланием инопланетянам или представляют какое-то зашифрованное сообщение, никто не может сказать.
В 2012 году Университет Ямагата в Японии заявил о том, что откроет исследовательский центр на месте и намерен в течение 15-лет изучить более 1000 рисунков.
Возможно, нельзя узнать, что произошло до Большого взрыва, поскольку времени вовсе не существовало
Направляя свои телескопы в далекую Вселенную, космологи фактически имеют возможность заглянуть в прошлое. Дело в том, что свету требуется время, чтобы преодолевать большие расстояния, и когда он «доходит» до нас, проходит невообразимое количество лет.
Таким образом, свет открывает нам только то, что происходило в окружающей среде, когда он только начинал свой путь. И если современные астрономы могут заглянуть почти на 13,8 миллиарда лет назад, , чтобы увидеть Большой взрыв Вселенной.
Если однажды мы действительно сможем запечатлеть начало времени, маловероятно, что мы когда-нибудь узнаем, что было до этого. Одна из причин связана с нашими ограниченными методами исследования.
В основном они полагаются на известные законы физики, которые, предположительно, перестают работать за пределами нашей Вселенной. Другая причина — сама природа Вселенной.
Широкий круг ученых по всему миру признает, что Большой взрыв стал катализатором возникновения пространства-времени. В этом случае считается, что до него не было ни пространства, ни времени.
По крайней мере, не в том виде, который мы знаем и можем понять.
Квантовая запутанность
Принцип квантовой запутанности состоит в том, что при взаимодействии только на одну частицу из определённой группы частиц изменяется состояние не только того объекта, на который воздействуют напрямую, но и всех остальных объектов этой группы. Следовательно, объекты взаимосвязаны, и их связь остаётся постоянной даже тогда, когда они находятся на значительном расстоянии друг от друга или в совершенно разных условиях.
Для примера возьмём пару фотонов, находящихся в запутанном состоянии: если изменить спиральность спина первого фотона с положительного на отрицательную, то спиральность второго фотона всегда будет отрицательной. Если же снова изменить спиральность первого фотона на отрицательную, то второй фотон приобретёт положительную спиральность.
Что быстрее света в нашем мире? Часть I
Скорость больше скорости света в вакууме — это реальность. Теория относительности Эйнштейна запрещает лишь сверхсветовую передачу информации. Поэтому есть довольно много случаев, когда объекты могут двигаться быстрее света и ничего при этом не нарушать. Начнем с теней и солнечных зайчиков.
Если создать на далекой стене тень от пальца, на который светите фонариком, а потом пальцем пошевелите, то тень задвигается гораздо быстрее пальца. Если стена расположена очень далеко, то движение тени будет отставать от движения пальца, так как свет должен будет еще долететь от пальца до стены, но все равно скорость движения тени будет во столько же раз больше. То есть, скорость движения тени не ограничена скоростью света.
Кроме теней быстрее света могут двигаться и «солнечные зайчики». Например, пятнышко от лазерного луча, направленного на Луну. Расстояние до Луны 385 000 км. Если слегка поводить лазером сдвинув его едва лишь на 1 см, то он успеет пробежать Луну со скоростью примерно на треть больше световой.
Подобные вещи могут происходить и в природе. Например, световой луч от пульсара, нейтронной звезды, может прочесывать облако пыли. Яркая вспышка порождает расширяющееся оболочку из света или другого излучения. Когда она пересекает поверхность облака, то создается световое кольцо, увеличивающееся быстрее скорости света.
Все это примеры вещей, движущихся быстрее света, но которые не являлись физическими телами. При помощи тени или зайчика нельзя передать сверхсветовое сообщение, так что и общение быстрее света не получается.
А вот уже пример, который связан с физическими телами. Забегая вперед, скажем, что опять же сверхсветовых сообщений не получится.
В системе отсчёта, связанной с вращающимся телом, удалённые объекты могут двигаться со сверхсветовой скоростью. Например, Альфа Центавра в системе отсчёта, связанной с Землёй, движется со скоростью, более чем в 9600 раз превышающей скорость света, «проходя» расстояние около 26 световых лет в сутки. И точно такой же пример с Луной. Встаньте к ней лицом и повернитесь вокруг своей оси за пару секунд. За это время она повернулась вокруг вас на примерно на 2,4 миллиона километров, то есть в 4 раза быстрее скорости света. Ха-ха, скажете вы, так это ж не она вертелась, а я…А вспомните, что в теории относительности все системы отсчета независимы, включая и вращающиеся. Так что, с какой стороны еще посмотреть…
И что же делать? Ну на самом деле, никаких противоречий здесь нет, ведь опять же, это явление не может быть использовано для сверхсветовой передачи сообщений. Кроме того заметьте, в своей окрестности Луна не превышает скорости света. А именно на превышение локальной скорости света все запреты и накладываются в общей теории относительности.
Космический сигнал WOW
Он продолжался 37 секунд и пришел из космоса. 15 августа 1977 года на распечатке радиотелескопа в штате Делавэр самописцы начертили: WOW. И двадцать восемь лет спустя никто не знает, что было причиной этого сигнала.
Импульсы пришли из созвездия Стрельца на частоте около 1420 МГц. Передачи в этом диапазоне запрещены международным соглашением. Природные источники излучения, такие как термические выбросы планет, охватывают гораздо более широкий диапазон частот. Что же явилось причиной излучения этих импульсов? Ответа до сих пор нет.
Ближайшая к нам звезда в этом направлении находится на расстоянии 220 световых лет. Если сигнал пришел оттуда, то это должно быть либо огромным астрономическим событием, либо развитой внеземной цивилизацией с удивительно мощным передатчиком.
Все последующие наблюдения на том же участке неба ни к чему не привели. Сигнала подобного WOW больше не зарегистрировано.
Почему нельзя двигаться быстрее скорости света… в нормальных условиях
Потому что так работает вселенная.
Но если серьезно, то я давно собирался написать на эту тему материал, и только сегодня, наконец, решился на это дело. Связаны мои сомнения и неуверенность были с тем, что это очень непростой вопрос для разбора без знания серьезной математики. Впрочем это возможно. И, я гарантирую, что после прочтения этого материала, вы взгляните на мир совсем иначе. Так как предел скорости – это не просто высчитанная цифра, но она включает суть того, как работает вселенная.
Чтобы понять это, для начала необходимо осознать тот факт, что даже если вы подстрелите слона в задницу и он упадет замертво, он все еще продолжает движение. Даже если вы сидите на месте, или стоите застыв словно мим – вы продолжаете движение. И это движение во времени. Откуда нам известно это? Потому что если вы просидите минуту без движения, то вы окажетесь в будущем на одну минуту по отношению от точки отсчета сидения без движения. Если бы вы НЕ двигались во времени, то вы бы застыли в этом моменте навеки. И это пострашней смерти. Но, к счастью, этого не происходит. А значит, мы можем вполне справедливо положить, что вы, сидя на туше слона подстреленного в задницу, двигаетесь во времени.
Теперь, давайте предположим, что я подхожу к вам, достаю раскладной стульчик и сажусь рядом. Мы оба находимся без движения в пространстве, но мы оба двигаемся во времени. Но что будет, если вы решите прекратить сидеть смирно. Вы встанете и сделаете шаг вперед. Теперь вы передвинулись в пространстве. Совсем чуть-чуть, в то же время продолжая двигаться во времени. И тут начинаются странные вещи. Так как мы не будем прибегать к математике, то можете поверить на слово и проверить позже: вы всегда двигаетесь с одной и той же общей скоростью. И это скорость света. Даже если вы сидите без движения, вы двигаетесь со скоростью света во времени. Когда вы начинаете двигаться в пространстве, ваша скорость перераспределяется, и ваше передвижение во времени немного, но замедляется, тогда как скорость в пространстве немного, но увеличивается. Похоже на систему сообщающихся сосудов – если взять из одного, то прибудет в другом, и наоборот. Это значит, что я, будучи без движения, за одну минуту я двигаюсь во времени на одну минуту. Однако вы – нет. Если бы мы посмотрели в этот момент на часы, мои показывали бы минуту, тогда как на ваших была бы… почти минута.
Скорость света – очень высокая. А так как вы двигаетесь не очень быстро, то расходуете совсем немного от вашей общей скорости на передвижение в пространстве, тогда как большая часть продолжает уходить на время. Так что наши часы будут практически одинаковы.
Но что будет, если вы начнете двигаться быстрей, приближаясь к скорости света? Вы будете бесконечно близки к тому, чтобы совсем не двигаться во времени. Когда мои часы будут показывать минуту, час, день или год – для вас это будет меньше чем секунда.
Если вы когда-нибудь сможете достигнуть скорости света (чего вы не сможете сделать, так как вам потребуется бесконечное количество энергии для передвижения массы вашего тела или космического корабля, которая будет стремиться к бесконечности чем ближе к скорости света вы приближаетесь), то вы прекратите двигаться во времени, и для вас все часы во вселенной, помимо ваших, остановятся.
Но что, если вы продолжите ускоряться? Дело в том, что вы не сможете, так как у вас не осталось скорости, которую можно было бы отнять от вашего движения во времени.
Тут стоит отметить, что мы двигаемся во времени не со скоростью света. Так как наша планета вращается, так как наша Солнечная система двигается в космическом пространстве, то скорость нашего времени… примерно на 15 километров в секунду меньше скорости света.
И это мы еще не затрагиваем теорию относительности!
Как раз по этой причине нам и нужны двигатели работающие по принципу искажения пространства. Вместо того, чтобы стремиться к скорости света, эти двигатели искажают пространство вокруг корабля, позволяя ему преодолевать космос со скоростью меньше скорости света, но проходя большее расстояние, чем свет.
Первый полёт Николы Теслы
Никола Тесла
Никола Тесла, без всякого сомнения, один из величайших учёных за всю историю человечества. Его эксперименты определили развитие науки на десятилетия вперёд, во многом благодаря Тесле у нас есть возможность наслаждаться плодами научно-технического прогресса, хотя современники считали великого учёного чудаком, если не сказать — безумцем. В последние годы жизни Никола Тесла занимался разработкой хитроумных устройств вроде генератора землетрясений или аппарата, создающего так называемые лучи смерти, что только подогревало слухи о его сумасшествии. Гений поставил немало экспериментов, при этом один из наиболее забавных опытов ему пришлось пережить в детстве, правда он чуть было не стал для будущего светоча научной мысли последним.
Однажды юный Никола заметил, что после нескольких минут гипервентиляции (то есть, интенсивного дыхания, в ходе которого в легкие поступает слишком много кислорода) он испытывает необыкновенную лёгкость — мальчику казалось, что он буквально может парить в воздухе. Экспериментатор решил проверить, сможет ли он с помощью гипервентиляции преодолеть земное притяжение. Взяв зонт, Тесла забрался на крышу сарая, начал глубоко дышать, пока не почувствовал головокружение и прыгнул вниз. Надо ли говорить, что его полёт был недолгим — при ударе о землю Никола потерял сознание, а через некоторое время мальчика обнаружила перепуганная мать и следующие несколько недель будущий гений провёл практически под домашним арестом.
