ЯК досягти швидкість світла :: Природничі науки

Світло (або електромагнітне випромінювання) володіє найбільшою швидкістю, можливої у Всесвіті. Вона приблизно дорівнює трьомстам тисячам кілометрів на секунду. Тому з того самого моменту, як вона була виміряна, учених цікавило, чи може апарат створений людиною, розігнатися до такої швидкості?

Інструкція

Будь-який рухомий об'єкт може змінювати свою швидкість тільки в тому випадку, якщо на нього діє якась сила. Тоді він буде відчувати прискорення. Чим воно більше, тим швидше буде змінюватися швидкість. Тим не менш, з точки зору класичної механіки, постійно діюче прискорення може збільшити швидкість тіла до як завгодно великих значень. Таким чином, здавалося б, космічний корабель може досягти швидкості світла або навіть перевершити її. Головне, щоб йому вистачило палива, простору і часу для розгону.

Теорія відносності, створена Альбертом Ейнштейном, вносить поправки в цю теорію. Згідно з її формулами, чим ближче швидкість тіла до швидкості світла, тим важче збільшити її ще більше. Маса швидко рухомого тіла починає зростати, і при розгоні до швидкості світла повинна перетворитися в нескінченність. Тому жоден об'єкт, що володіє масою, не може рухатися зі швидкістю світла.

Фотони (частинки світла) не мають маси. Однак вони переносять не тільки енергію, але й імпульс, а значить, можуть передавати рух. Грунтуючись на цьому факті, вчені двадцятого століття висунули ідею фотонного двигуна. Потужний потік світла, що виходить з зорельота, буде, згідно закону реактивного руху, штовхати його вперед. А оскільки швидкість цього потоку дорівнює швидкості світла, то фотонний зореліт зможе летіти майже так само швидко.

Однак сила реактивної тяги, створювана світлом, дуже мала. Якщо використовувати тільки її, розгін зорельота тривав би століттями. Тому було запропоновано, щоб корабель виходив на якусь початкову швидкість за допомогою більш традиційних реактивних двигунів, а фотонний промінь включався б тільки для маршового руху.

Хоча швидкість світла перевершити неможливо, спосіб обігнати світло все ж існує. Справа в тому, що світло рухається з максимально можливою швидкістю тільки в чистому вакуумі. У будь-який інший середовищі він сповільнюється, і іноді дуже сильно.

Пропускаючи світло через спеціально підготовлені речовини, вчені зменшували його швидкість до десятків кілометрів на годину. Нарешті, використавши пари рубідію, охолоджені майже до абсолютного нуля, світло вдалося привести майже до повної зупинки. Фотони, що влетіли в це речовина, вийшли б назовні тільки через довгі роки.