epigrafas
Mokytojas klausia: Vaikai, kas yra grei?iausias dalykas pasaulyje?
Tanechka sako: ?odis yra grei?iausias. Tu k? tik sakei, kad negr??i.
Vanechka sako: Ne, ?viesa yra grei?iausia.
Tiesiog paspaud?iau jungikl?, ir kambarys i? karto tapo ?viesus.
O Vovo?ka prie?tarauja: Viduriavimas yra grei?iausias dalykas pasaulyje.
Kart? buvau toks nekantrus, kad n? ?od?io
Netur?jau laiko pasakyti, ne?jungiau ?viesos.

Ar kada nors susim?st?te, kod?l m?s? Visatoje ?viesos greitis yra did?iausias, baigtinis ir pastovus? Tai labai ?domus klausimas, ir i? karto, kaip spoileris, i?duosiu siaubing? atsakymo ? j? paslapt? – niekas tiksliai ne?ino kod?l. Imamas ?viesos greitis, t.y. psichi?kai priimtas D?l konstantos ir ?io postulato, taip pat minties, kad visos inercin?s atskaitos sistemos yra vienodos, Albertas Ein?teinas suk?r? savo speciali?j? reliatyvumo teorij?, kuri ?imt? met? varo mokslininkus i? proto, leisdama Ein?teinui parodyti savo lie?uv?. pasaulis nebaud?iamas ir ?ypsosi karste vir? kiaul?s, kuri? jis pasodino visai ?monijai.

Bet kod?l i? tikr?j? jis toks pastovus, toks maksimumas ir toks galutinis atsakymas, atsakymo n?ra, tai tik aksioma, t.y. teiginys, priimtas kaip savaime suprantamas dalykas, pagr?stas steb?jimu ir sveiku protu, ta?iau logi?kai ar matemati?kai i? niekur nei?vestas. Ir tik?tina, kad tai ne tokia tiesa, bet niekam dar nepavyko to paneigti jokia patirtimi.

Turiu savo min?i? ?iuo klausimu, apie jas v?liau, bet kol kas paprastai ant pir?t?™ Pabandysiu atsakyti bent ? vien? dal? – k? rei?kia ?viesos greitis „pastovi“.

Ne, a? neapkrausiu psichikos eksperiment?, kas bus, jei ?viesos grei?iu lekian?ioje raketoje bus ?jungti priekiniai ?ibintai ir pan., dabar tai ?iek tiek ne ? tem?.

Jei pa?velgsite ? ?inyn? ar Vikipedij?, ?viesos greitis vakuume yra apibr??iamas kaip pagrindin? fizin? konstanta, kuri yra tiksliai yra lygus 299 792 458 m/s. Na, tai yra, kalbant apytiksliai, tai bus apie 300 000 km/s, bet jei teisingai tiksliai- 299 792 458 metrai per sekund?.

Atrodyt?, i? kur toks tikslumas? Bet kokia matematin? ar fizin? konstanta, kad ir k? imtum?te, net Pi, net nat?ralaus logaritmo pagrindas e, nors gravitacin? konstanta G arba Planko konstanta h, visada yra ?iek tiek skai?iai po kablelio. ?iuo metu ?inoma, kad Pi ?ie skai?iai po kablelio yra ma?daug 5 trilijonai (nors tik pirmieji 39 skaitmenys turi koki? nors fizin? reik?m?), gravitacin? konstanta ?iandien apibr??iama kaip G ~ 6,67384(80)x10 -11, o pastovioji lenta h~ 6,62606957(29)x10 -34 .

?viesos greitis vakuume yra skland?iai 299 792 458 m/s, nei centimetru daugiau, nei nanosekunde ma?iau. Ar norite su?inoti, i? kur toks tikslumas?

Viskas prasid?jo kaip ?prasta nuo senov?s graik?. Mokslas, kaip toks, ?iuolaikine to ?od?io prasme, j? neegzistavo. Tod?l senov?s Graikijos filosofai buvo vadinami filosofais, nes i? prad?i? jie sugalvojo savo galvoje ka?kokius nes?mones, o paskui, pasitelk? logines i?vadas (o kartais ir realius fizinius eksperimentus), band? tai ?rodyti arba paneigti. Ta?iau reali? fizini? matavim? ir rei?kini? panaudojim? jie laik? „antros klas?s“ ?rodymu, kurio negalima lyginti su pirmos klas?s login?mis i?vadomis, gautomis tiesiai i? galvos.

Pirmasis apie ?viesos grei?io egzistavim? pagalvojo filosofas Empidoklis, teig?s, kad ?viesa yra jud?jimas, o jud?jimas turi tur?ti greit?. Jam prie?taravo Aristotelis, teigdamas, kad ?viesa yra tiesiog ka?ko buvimas gamtoje, ir viskas. Ir niekas nejuda. Bet tai daugiau! Euklidas ir Ptolem?jus, tod?l jie paprastai tik?jo, kad ?viesa sklinda i? m?s? aki?, o tada krenta ant daikt?, tod?l mes juos matome. Trumpai tariant, senov?s graikai buvo kvaili, kaip gal?jo, kol j? neu?kariavo tie patys senov?s rom?nai.

Viduram?iais dauguma mokslinink? ir toliau man?, kad ?viesos greitis yra begalinis, tarp j? buvo, tarkime, Dekartas, Kepleris ir Fermatas.

Ta?iau kai kurie, pavyzd?iui, Galil?jus, tik?jo, kad ?viesa turi greit?, o tai rei?kia, kad j? galima i?matuoti. Pla?iai ?inoma Galil?jaus patirtis, kuri u?deg? lemp? ir ap?viet? pad?j?j?, kuris buvo u? keli? kilometr? nuo Galil?jaus. Pamat?s ?vies?, pad?j?jas u?deg? savo lemp?, o Galil?jus band? i?matuoti v?lavim? tarp ?i? akimirk?. Nat?ralu, kad jam nepavyko, ir galiausiai jis buvo priverstas savo ra?tuose para?yti, kad jei ?viesa turi greit?, tai jis yra nepaprastai didelis ir negali b?ti i?matuotas ?mogaus pastangomis, tod?l gali b?ti laikomas begaliniu.

Pirmasis dokumentuotas ?viesos grei?io matavimas priskiriamas dan? astronomui Olafui Roemeriui 1676 m. Iki ?i? met? astronomai, apsiginklav? to paties Galil?jaus teleskopais, i? vis? j?g? steb?jo Jupiterio palydovus ir net skai?iavo j? sukimosi periodus. Mokslininkai nustat?, kad Io, artimiausio Jupiterio m?nulio, sukimosi periodas yra ma?daug 42 valandos. Ta?iau Roemeris pasteb?jo, kad kartais Io i? u? Jupiterio pasirodo 11 minu?i? anks?iau, o kartais – 11 minu?i? pav?lav?s. Kaip paai?k?jo, Io pasirodo anks?iau tais laikotarpiais, kai ?em?, besisukdama aplink Saul?, minimaliu atstumu priart?ja prie Jupiterio, o atsilieka 11 minu?i?, kai ?em? yra prie?ingoje orbitos vietoje, vadinasi, yra toliau. i? Jupiterio.

Kvailai padalij?s ?em?s orbitos skersmen? (o tuo metu jis jau buvo daugiau ar ma?iau ?inomas) i? 22 minu?i?, Roemeris gavo 220 000 km/s ?viesos greit?, ma?daug tre?daliui tr?kstant tikrosios vert?s.

Angl? astronomas Jamesas Bradley, steb?damas 1729 m paralaksas(ne?ymus vietos nuokrypis) ?vaig?d?s Etaminas (Dragon Gamma) atv?r? efekt? ?viesos aberacijos, t.y. ar?iausiai m?s? esan?i? ?vaig?d?i? pad?ties pasikeitimas danguje d?l ?em?s jud?jimo aplink Saul?.

I? ?viesos aberacijos poveikio, kur? atrado Bradley, taip pat galima daryti i?vad?, kad ?viesos sklidimo greitis yra baigtinis, kur? Bradley pasinaudojo, apskai?iuodamas, kad jis yra ma?daug 301 000 km/s, o tai jau yra 1% tikslumu. ?iandien ?inoma vert?.

Tada sek? visi kit? mokslinink? patikslinantys matavimai, bet kadangi buvo manoma, kad ?viesa yra banga ir banga negali sklisti pati, reikia ka?kuo „susir?pinti“, kyla mintis, kad egzistuoja „ ?vie?iantis eteris“, kurio atradimas apgail?tinai nepavyko amerikie?i? fizikui Albertui Michelsonui. ?vie?ian?io eterio jis neatrado, ta?iau 1879 m. patikslino ?viesos greit? iki 299 910 ± 50 km/s.

Ma?daug tuo pa?iu metu Maxwellas paskelb? savo elektromagnetizmo teorij?, kuri rei?kia, kad tapo ?manoma ne tik tiesiogiai i?matuoti ?viesos greit?, bet ir i?vesti j? i? elektrinio ir magnetinio pralaidumo ver?i?, o tai buvo padaryta patobulinus ?viesos grei?io vert? iki 299 788 km/s 1907 m.

Galiausiai Ein?teinas paskelb?, kad ?viesos greitis vakuume yra pastovus ir visi?kai nuo nieko nepriklauso. Atvirk??iai, visa kita – grei?i? prid?jimas ir teising? atskaitos r?m? radimas, laiko i?sipl?timo ir atstum? kitimo poveikis judant dideliu grei?iu bei daugelis kit? reliatyvistini? efekt? priklauso nuo ?viesos grei?io (nes jis ?trauktas ? visus formul?s kaip konstanta). Trumpai tariant, viskas pasaulyje yra reliatyvu, o ?viesos greitis yra ta vert?, kurios at?vilgiu visi kiti dalykai m?s? pasaulyje yra santykiniai. ?ia gal Lorentzui reik?t? duoti deln?, bet neb?kime prekiniai, Ein?teinas yra Ein?teinas.

Tikslus ?ios konstantos vert?s nustatymas t?s?si vis? XX am?i?, o kas de?imtmet? mokslininkai atrasdavo vis daugiau skaitmenys po kablelio?viesos grei?iu, kol j? galvose prad?jo formuotis neai?k?s ?tarimai.

Vis tiksliau nustatydami, kiek metr? vakuumin?je ?viesoje nuskrieja per sekund?, mokslininkai prad?jo dom?tis, k? mes visi matuojame metrais? Juk metras – tai tik platinos-irid?io lazdos ilgis, kur? ka?kas pamir?o kokiame nors muziejuje netoli Pary?iaus!

Ir i? prad?i? id?ja ?vesti standartin? skaitikl? atrod? puiki. Kad nenukent?t? nuo jard?, p?d? ir kit? ?stri?? p?d?, pranc?zai 1791 m. nusprend? kaip standartin? ilgio mat? paimti de?imt milijonin? atstumo dal? nuo ?iaur?s a?igalio iki pusiaujo palei dienovidin?, einant? per Pary?i?. Jie i?matavo ?? atstum? tuo metu turimu tikslumu, i? platinos irid?io (tiksliau, i? prad?i? ?alvario, paskui platinos, o tik paskui platinos ir irid?io) lydinio i?liejo lazd? ir ?d?jo ? t? pa?i? Pary?iaus svarmen? ir mat? kamer?. , kaip pavyzdys. Kuo toliau, tuo labiau ai?k?ja, kad kei?iasi ?em?s pavir?ius, deformuojasi ?emynai, slenka dienovidiniai ir jie surinko de?imt milijonin? dal?, ir prad?ta svarstyti, kokio ilgio lazda guli kri?toliniame karste. Pary?iaus „mauzoliejus“ kaip metras.

Tikram mokslininkui tokia stabmeldyst? netinka, ?ia ne Tau Raudonoji aik?t? (!), o 1960 metais buvo nuspr?sta metro s?vok? supaprastinti iki visi?kai akivaizdaus apibr??imo – metras yra lygiai lygus 1 650 763,73 bangos ilgiams, kuriuos skleid?ia elektron? per?jimas tarp 2p10 ir 5d5 energijos lygi? nesu?adinto elemento Kriptonas-86 izotopo vakuume. Na, kiek ai?kiau?

Tai t?s?si 23 metus, kol ?viesos greitis vakuume buvo matuojamas vis didesniu tikslumu, kol 1983 m. net ir atkakliausiems retrogradams pagaliau i?ai?k?jo, kad ?viesos greitis yra pati tiksliausia ir idealiausia konstanta, o ne ka?kokia. kriptono izotopo. Ir buvo nuspr?sta visk? apversti auk?tyn kojomis (tiksliau, jei gerai pagalvoji, buvo nuspr?sta visk? i? karto apversti auk?tyn kojomis), dabar ?viesos greitis Su yra tikroji konstanta, o metras yra atstumas, kur? ?viesa nukeliauja vakuume per (1/299 792 458) sekundes.

Tikroji ?viesos grei?io vert? vis dar tikslinama ir ?iandien, ta?iau ?domu tai, kad su kiekviena nauja patirtimi mokslininkai nurodo ne ?viesos greit?, o tikr?j? metro ilg?. Ir kuo tiksliau bus nustatytas ?viesos greitis ateinan?iais de?imtme?iais, tuo tikslesn? matuokl? galiausiai gausime.

Ir ne atvirk??iai.

Na, o dabar gr??kime prie m?s? avi?. Kod?l ?viesos greitis m?s? Visatos vakuume yra did?iausias, baigtinis ir pastovus? A? tai suprantu taip.

Visi ?ino, kad garso greitis metale ir i? tikr?j? beveik bet kuriame kietame k?ne yra daug didesnis nei garso greitis ore. Patikrinti tai labai paprasta, tereikia priglausti aus? prie b?gio ir art?jan?io traukinio garsus i?girsite daug anks?iau nei oru. Kod?l taip? Akivaizdu, kad garsas i? esm?s yra vienodas, o jo sklidimo greitis priklauso nuo terp?s, nuo molekuli?, i? kuri? ?i terp? susideda, konfig?racijos, nuo jos tankio, nuo jo kristalin?s gardel?s parametr? - trumpai tariant, nuo srov?s. terp?s, per kuri? perduodamas garsas, b?sena.

Ir nors ?vie?ian?io eterio id?jos jau seniai atsisakyta, vakuumas, per kur? sklinda elektromagnetin?s bangos, n?ra visi?kai absoliutus niekas, kad ir koks tu??ias jis mums atrodyt?.

Suprantu, kad analogija yra ?iek tiek toli, ar ne? ant pir?t?™ tas pats! Kaip prieinam? analogij? ir jokiu b?du ne kaip tiesiogin? per?jim? nuo vieno fizini? d?sni? prie kit?, a? tik pra?au ?sivaizduoti, kad elektromagnetinio (ir apskritai bet kokio, ?skaitant gliuon? ir gravitacin?) sklidimo greitis vibracijos, kaip ir b?gyje, pliene garso greitis „?si?tas“. I? ?ia mes ?okame.

UPD: Beje, si?lau „skaitovams su ?vaig?dute“ pafantazuoti, ar ?viesos greitis i?lieka pastovus „sunkiame vakuume“. Pavyzd?iui, manoma, kad esant 10 30 K temperat?ros energijoms, vakuumas nustoja tiesiog virti virtualiomis dalel?mis, bet pradeda „virti“, t.y. gri?va erdv?s audinys, Plancko vertyb?s i?silieja ir praranda fizin? prasm? ir pan. Ar ?viesos greitis tokiame vakuume vis tiek b?t? c, ar tai pa?ym?s naujos „reliatyvistinio vakuumo“ teorijos prad?i? su pataisymais, tokiais kaip Lorenco koeficientai esant ekstremaliam grei?iui? Ne?inau, ne?inau, laikas parodys...

Nor?dami nustatyti greit? (nuva?iuot? atstum?/pra?jus? laik?), turime pasirinkti atstumo ir laiko standartus. Skirtingi standartai gali duoti skirtingus grei?io matavimo rezultatus.

Ar ?viesos greitis pastovus?

[Ties? sakant, smulkios strukt?ros konstanta priklauso nuo energijos skal?s, bet ?ia turime omenyje jos ?em? energijos rib?.]

Specialioji reliatyvumo teorija

Skaitiklio apibr??imas SI sistemoje taip pat pagr?stas prielaida, kad reliatyvumo teorija yra teisinga. ?viesos greitis yra konstanta pagal pagrindin? reliatyvumo teorijos postulat?. ?iame postulate yra dvi id?jos:

• ?viesos greitis nepriklauso nuo steb?tojo jud?jimo.
• ?viesos greitis nepriklauso nuo koordina?i? laike ir erdv?je.

Id?ja, kad ?viesos greitis nepriklauso nuo steb?tojo grei?io, yra prie?inga. Kai kurie ?mon?s net negali sutikti, kad ?i mintis yra logi?ka. 1905 m. Ein?teinas parod?, kad ?i mintis logi?kai teisinga, jei atsisakoma absoliu?ios erdv?s ir laiko prigimties prielaidos.

1879 metais buvo manoma, kad ?viesa turi sklisti per koki? nors terp? erdv?je, kaip ir garsas sklinda oru ir kitomis med?iagomis. Michelsonas ir Morley sureng? eksperiment? eteriui aptikti stebint ?viesos grei?io kitim?, kai per metus kei?iasi ?em?s jud?jimo kryptis Saul?s at?vilgiu. J? nuostabai nebuvo aptikta joki? ?viesos grei?io poky?i?.

Fizikai i? Amerikos laboratorijos, esan?ios Los Alamose, teig?, kad prie? 2 milijardus met? absoliuti ?viesos grei?io vert? buvo ma?esn? nei dabar. Jei ?is teiginys bus laikomas pagrindu, Ein?teino teorija patirs rimt? transformacij? ir daugelis pagrindini? s?vok? tur?s b?ti i? esm?s per?i?r?tos.

Tai, kad ?viesos greitis kinta, teori?kai pripa?intas jau seniai. Ta?iau tai patvirtinan?i? ?rodym? nebuvo. ?iuo atveju kalbame apie elektromagnetin?s spinduliuot?s sklidim? vakuume, o ne apie ka?kokius dirbtinius ?renginius, galin?ius sul?tinti ?vies?. Tai rei?kia, kad tai rei?kia nat?ral? pasaul?, b?ding? visai visatai.

Ta?iau dr?s?s amerikie?iai i?k?l? mint?, kad konstanta visai ne tokia. O savo samprotavimus jie pagrind? apskai?iav? smulkiosios strukt?ros konstant? – alfa. Jis lygus 0,00729735 ir yra atvirk??iai proporcingas ?viesos grei?iui. ?i smulki strukt?ra tiesiogiai priklauso nuo elektron? kr?vio ir Planko konstantos. Ir jie, kaip ?inote, visada buvo laikomi konstantomis. Taigi, jei alfa yra veikiama svyravim?, tur?t? b?ti stebimi atitinkami ?viesos grei?io svyravimai.

Pirm? kart? Australijos mokslininkai suabejojo alfa pastovumu 1998 m. Jie i?matavo i? kvazar? per tarpgalaktini? duj? spie?ius sklindan?i? elektromagnetin? spinduliuot?. Skai?iavimai parod?, kad prie? 12 milijard? met? alfa vert? buvo ma?esn?, tod?l ?viesos greitis buvo didesnis.

I? ?ia ir susidaro nuomon?, kad alfa laikui b?gant kei?iasi skland?iai. Pats procesas yra banguotas. Tai rei?kia, kad vert? kyla ir ma??ja. Ta?iau ne visi fizikai sutiko su ?iuo teiginiu. Austral? prie?ininkai min?jo branduolines reakcijas, kurios nurodo alfa pastovum? iki 8 skaitmen? po kablelio. Ta?iau faktas yra tas, kad smulkioji strukt?ra yra susijusi su izotopais branduolin?se reakcijose. B?tent to ir pasinaudojo amerikie?iai i? Los Alamos.

Vakar? Afrikoje nat?ralus branduolinis reaktorius susiformavo prie? 2 milijardus met?. Jis atsirado giliai po ?eme urano r?dose, turin?iose anglies ir prieig? prie po?eminio vandens. Jie pavadino j? Oklo pagal vietov?s, kurioje jis buvo, pavadinimo.

Reaktoryje vyko branduolin? reakcija. Tuo pa?iu metu j? lyd?jo uolien? kaitinimas, radiacijos i?siskyrimas ir izotop? gamyba. Iki ?iol reakcija baig?si, ta?iau Oklo yra daug urano-235, samariumo, skand?io, rubid?io, palad?io, technecio ir kt.

Viso to analiz? jau buvo atlikta, ta?iau amerikie?iai nusprend? dar kart? atid?iai patikrinti visus skai?iavimus. Ir paai?k?jo, kad veikiant reaktoriui alfa suma??jo 8 skaitmenimis po kablelio. Atitinkamai pasikeit? ir ?viesos greitis: jis padid?jo.

Reik?t? pa?ym?ti, kad alfa skai?iavimo tikslumas apima daugiau nei 15 simboli?. Tod?l 8 ?enklas rodo rimtus poky?ius. Ir tai leid?ia daryti i?vad?, kad konstanta neegzistuoja. Amerikie?iai atmeta klaidas savo skai?iavimuose. Ta?iau bet kuriuo atveju reikia atlikti daugyb? ir nuodugni? patikrinim?, nes kyla abejoni? d?l pagrindini? fizikos s?vok?.

Kalbant apie mokslininkus, kai kurie i? j? visai neprie?taraut?, jei alfa nepasirodyt? konstanta. Ir viskas priklauso nuo nei?sprend?iamos „horizonto problemos“. Esm? ta, kad did?iuliai erdv?s plotai rodo t? pat? temperat?ros fon?. Tai rodo, kad seniai ?ie regionai buvo arti vienas kito ir, keisdamiesi energija, suvienodino savo temperat?r?.

Ta?iau ankstyvasis visatos modelis tam prie?tarauja. Bet jei b?t? ?rodyta, kad ?viesos greitis kinta, tada viskas stot? ? savo vietas. I? ties? ?ia vietoj ma?? atstum? b?t? galima remtis didesniais elektromagnetin?s spinduliuot?s grei?iais.

Alfa nenuoseklumas taip pat padidina tikimyb? visi?kai priimti styg? teorij? (vienma?io i?pl?stini? objekt? s?veikos dinamik?), papildomas erdvines dimensijas ir kai kurias kitas teorijas. ?iandien jie yra fizikos prie?akyje, ta?iau reikalauja per?i?r?ti daugel? pagrindini? s?vok? ir id?j?.

• Vertimas

Nepriklausomai nuo spalvos, bangos ilgio ar energijos, greitis, kuriuo ?viesa sklinda vakuume, i?lieka pastovus. Tai nepriklauso nuo vietos ar kryp?i? erdv?je ir laike

Niekas visatoje negali jud?ti grei?iau u? ?vies? vakuume. 299 792 458 metrai per sekund?. Jei tai masyvi dalel?, ji gali tik priart?ti prie ?io grei?io, bet jo nepasiekti; jei tai bemas? dalel?, ji visada turi jud?ti tokiu grei?iu, jei yra tu??ioje erdv?je. Bet kaip mes tai ?inome ir kas tai sukelia? ?i? savait? m?s? skaitytojas u?duoda mums tris klausimus, susijusius su ?viesos grei?iu:

Kod?l ?viesos greitis yra baigtinis? Kod?l ji tokia, kokia yra? Kod?l ne grei?iau ar l??iau?

Jei ?viesa praeina per vanden?, prizm? ar bet kuri? kit? terp?, ji i?siskiria ? skirtingas spalvas. Raudona l??ta ne tokiu pat kampu kaip m?lyna, o tai sukuria ka?k? pana?aus ? vaivoryk?t?. Tai taip pat galima pasteb?ti u? matomo spektro rib?; infraraudonieji ir ultravioletiniai spinduliai elgiasi taip pat. Tai b?t? ?manoma tik tuo atveju, jei ?viesos greitis terp?je yra skirtingas skirtingo bangos ilgio / energijos ?viesai. Ta?iau vakuume, u? bet kokios terp?s rib?, visa ?viesa sklinda tuo pa?iu ribotu grei?iu.

?viesos atskyrimas ? spalvas vyksta d?l skirting? ?viesos grei?i?, priklausomai nuo bangos ilgio, per terp?.

Tik XIX am?iaus viduryje fizikas Jamesas Clerkas Maxwellas parod?, kas i? tikr?j? yra ?viesa: elektromagnetin? bang?. Maxwellas pirmasis pastat? nepriklausomus elektrostatikos (statinius kr?vius), elektrodinamik? (judan?ius kr?vius ir sroves), magnetostatik? (nuolatinius magnetinius laukus) ir magnetodinamik? (indukuotos srov?s ir kintamieji magnetiniai laukai) rei?kinius ant vienos, vieningos platformos. J? valdan?ios lygtys – Maksvelo lygtys – leid?ia apskai?iuoti atsakym? ? i? pa?i?ros paprast? klausim?: koki? tip? elektriniai ir magnetiniai laukai gali egzistuoti tu??ioje erdv?je u? elektrini? ar magnetini? ?altini?? Be kr?vi? ir be srovi? galima nuspr?sti, kad j? n?ra – ta?iau Maksvelo lygtys steb?tinai ?rodo prie?ingai.

Plok?tel? su Maksvelo lygtimis jo paminklo gale

Niekas n?ra vienas i? galim? sprendim?; bet galima ir kas kita – vienai fazei svyruojantys vienas kitam stat?s elektriniai ir magnetiniai laukai. Jie turi tam tikrus diapazonus. J? energij? lemia lauko svyravim? da?nis. Jie juda tam tikru grei?iu, kur? lemia dvi konstantos: e 0 ir µ 0 . ?ios konstantos lemia elektrin?s ir magnetin?s s?veikos mast? m?s? visatoje. Gauta lygtis apib?dina bang?. Ir, kaip ir bet kuri banga, jos greitis yra 1/?e 0 µ 0, kuris, pasirodo, yra lygus c, ?viesos grei?iui vakuume.

Elektromagnetin? spinduliuot? lemia viena faze svyruojantys, ?viesos grei?iu sklindantys vienas kitam stat?s elektriniai ir magnetiniai laukai

Teoriniu po?i?riu ?viesa yra bemas? elektromagnetin? spinduliuot?. Pagal elektromagnetizmo d?snius jis turi jud?ti grei?iu 1/?e 0 µ 0, lygiu c – nepriklausomai nuo kit? jo savybi? (energijos, impulso, bangos ilgio). e 0 galima i?matuoti pagaminus ir i?matuojant kondensatori?; µ 0 tiksliai nustatomas i? ampero, elektros srov?s vieneto, kuris mums suteikia c. Ta pati pagrindin? konstanta, pirm? kart? i?vesta Maxwello 1865 m., Nuo to laiko atsirado daugelyje kit? viet?:

Tai yra bet kurios mas?s dalel?s ar bangos greitis, ?skaitant gravitacines.
Tai yra pagrindin? konstanta, susijusi su j?s? jud?jimu erdv?je ir jud?jimu laike reliatyvumo teorijoje.
Ir tai yra pagrindin? konstanta, jungianti energij? su ramyb?s mase, E = mc 2

Roemerio steb?jimai suteik? mums pirmuosius ?viesos grei?io matavimus, gautus naudojant geometrij? ir i?matuojant laik?, reikaling? ?viesai nukeliauti atstum?, lyg? ?em?s orbitos skersmeniui.

Pirmieji ?io dyd?io matavimai buvo atlikti astronomini? steb?jim? metu. Kai Jupiterio m?nuliai ateina ir i?eina u? u?temimo, jie atrodo matomi arba nematomi i? ?em?s, atsi?velgiant ? ?viesos greit?. Tai paskatino pirm?j? kiekybin? c matavim? XVII am?iuje, kuris buvo nustatytas kaip 2,2 x 10 8 m/s. ?vaig?d?i? ?viesos nukreipim? – d?l ?vaig?d?s ir ?em?s, ant kurios yra teleskopas, jud?jimo – taip pat galima ?vertinti skai?iais. 1729 m. ?is c matavimo metodas parod? vert?, kuri nuo ?iuolaikinio skyr?si tik 1,4%. A?tuntajame de?imtmetyje s buvo nustatytas kaip 299 792 458 m/s, o paklaida buvo tik 0,0000002%, kurios dauguma kilo d?l nesugeb?jimo tiksliai nustatyti metro ar sekund?s. Iki 1983 m. antrasis ir metras buvo i? naujo apibr??ti per s ir visuotines atomin?s spinduliuot?s savybes. Dabar ?viesos greitis yra lygiai 299 792 458 m/s.

Atominis per?jimas i? 6S orbitos, df 1 , nustato ?viesos metr?, sekund? ir greit?

Taigi kod?l ?viesos greitis ne didesnis ir ne ma?esnis? Paai?kinimas toks pat paprastas, kaip parodyta fig. Vir? atomo. Atominiai per?jimai vyksta taip, kaip vyksta d?l pagrindini? gamtos element? kvantini? savybi?. D?l atomo branduolio s?veikos su elektriniais ir magnetiniais laukais, kuriuos sukuria elektronai ir kitos atomo dalys, skirtingi energijos lygiai yra itin arti vienas kito, bet vis tiek ?iek tiek skiriasi: tai vadinama hipersmulkiuoju skilimu. Vis? pirma, cezio-133 hipersmulkios strukt?ros per?jimo da?nis skleid?ia labai specifinio da?nio ?vies?. Laikas, per kur? praeina 9 192 631 770 toki? cikl?, lemia antr?j?; atstumas, kur? ?viesa nukeliauja per ?? laik?, yra 299 792 458 metrai; greitis, kuriuo ?i ?viesa sklinda, lemia c.

Violetinis fotonas ne?a milijon? kart? daugiau energijos nei geltonasis. Fermi gama spinduli? kosminis teleskopas nerodo jokio fotono, at?jusio pas mus i? GRB, v?lavimo, o tai patvirtina ?viesos grei?io pastovum? visoms energijoms.

Norint pakeisti ?? apibr??im?, su ?iuo atominiu per?jimu arba i? jo sklindan?ia ?viesa turi ?vykti ka?kas i? esm?s skiriasi nuo dabartin?s prigimties. ?is pavyzdys taip pat moko vertingos pamokos: jei anks?iau ar dideliais atstumais atom? fizika ir atominiai per?jimai b?t? veik? kitaip, tai b?t? ?rodymas, kad laikui b?gant kinta ?viesos greitis. Kol kas visi m?s? matavimai nustato tik papildomus ?viesos grei?io pastovumo apribojimus, o ?ie apribojimai yra labai grie?ti: pokytis nevir?ija 7% dabartin?s vert?s per pastaruosius 13,7 mlrd. Jei pagal kuri? nors i? ?i? metrik? ?viesos greitis neb?t? pastovus arba b?t? skirtingas skirting? tip? ?viesai, tai sukelt? did?iausi? mokslin? revoliucij? nuo Ein?teino laik?. Vietoj to, visi ?rodymai pasisako u? visat?, kurioje visi fizikos d?sniai visada, visur, visomis kryptimis, visada i?lieka tokie patys, ?skaitant ir pa?i? ?viesos fizik?. Tam tikra prasme tai taip pat gana revoliucinga informacija.

Sulauk? daug pad?k? i? mokslo i?tro?kusi? ?ios ?alies gyventoj?, nusprend?me t?sti edukacin? program? tiems, kurie vaikyst?je svajojo tapti mokslininkais, bet ka?kaip nepasiteisino. Nepaisydami vis? specialist? ir kandidat?, pa?eisdami kiekvien? metodik? ir gero mokslinio teksto taisykles, prieinama kalba ra?ome apie ?iuolaikinio (ir ne tokio) mokslo atradimus ir pridedame atsitiktines nuotraukas i? interneto.
?iandien kalb?sime apie ?viesos greit?, kod?l jis yra pastovus, kod?l visi tokiu grei?iu „b?ga“ ir tuo stebisi bei koks velnias vyksta.

Ties? sakant, jie labai seniai prad?jo bandyti matuoti ?viesos greit?. Vis? r??i? Kepleriai ir kiti tik?jo, kad ?viesos greitis yra begalinis, o, pavyzd?iui, Galil?jus tik?jo, kad greit? ?manoma nustatyti, ta?iau tai buvo sunku, nes jis buvo labai didelis.
Galil?jus ir ? j? pana??s pasirod? teis?s. XVII am?iuje tam tikras R?meris, steb?damas Jupiterio m?nuli? u?temimus, netiksliai apskai?iavo ?viesos greit?. Na, o ateityje mokslo ir technologij? pa?anga pagaliau visk? sustat? ? savo vietas ir paai?k?jo, kad ?viesos greitis yra ma?daug 300 000 kilometr? per sekund?.

Bet kokia ?i prasm?? Kod?l ?is greitis toks svarbus? mano greitis lisapeda taip pat galima apskai?iuoti, bet niekas negalvoja apie am?inyb? ir visatos sandar?.

Akivaizdu, kad ?viesos greitis VISADA yra 300 000 kilometr? per sekund?.
Remiantis savo kelioni? patirtimi lisapedah, ?sivaizduokite situacij?: j?s su draugu va?iuojate dvira?iais: j?s? draugas yra ?iek tiek greitesnis, o j?s ?iek tiek l?tesnis. Tarkime, atitinkamai 20 ir 15 km/h grei?iu. Ir jei j?s, jud?dami savo grei?iu, nuspr?site (ka?kaip) i?matuoti draugo greit?, tada apskai?iuosite, kad j?s? draugas juda j?s? at?vilgiu 5 km / h grei?iu.

Na, tai yra paprastos grei?io prid?jimo taisykl?s. ?ia, tikim?s, viskas ai?ku. Jei padidinsite greit? iki 20 km/h ir pasivisite draug?, j?s? draugo greitis j?s? at?vilgiu bus lygus nuliui.

Tai logi?ka ir i?plaukia i? gyvenimo patirties. Motorin?s valties, kuri juda kartu su srove, greitis taip pat susideda i? paties valties grei?io ir up?s grei?io.

O dabar pabandykime t? pat? triuk? padaryti su ?viesa. J?s? draugas staiga sunaikino ir virto ?viesos pluo?tu. J?s nusprend?te j? vytis ir labai stengiat?s. J?s ?sib?g?jote iki grei?io, gana artimo ?viesos grei?iui. Ir grynai d?l pramogos, i? mokslinio, galima sakyti, smalsumo, nusprend?me i?matuoti ir j?s? buvusio draugo greit?. ?inoma, esate tikri, kad gausite sprendim?, lyg? ?viesos grei?iui at?mus j?s? paties greit?.

Ir ?ia j?s? laukia staigmena. Skai?iuodami ir patyr? su?inosite, kad j?s? spindulio draugo santykinis greitis vis dar yra 300 000 m/s. Nesvarbu, kaip greitai judate asmeni?kai, nepriklausomai nuo krypties: lygiagre?iai ?viesos jud?jimui, ?viesos link, statmenai ir pan. - ?viesos greitis visada bus 300 000 m/sek.

Pirm? kart? ?? neatitikim? XX am?iaus prad?ioje pasteb?jo mokslinink? pora Michelsonas ir Morley.

V?liau daugelis eksperiment? patvirtino: nesvarbu, kaip matuojate ?viesos greit?, jis yra lygus jo pastoviai vertei bet kokiomis santykinio jud?jimo s?lygomis. Daugelis ?moni? vis dar atsisako tuo tik?ti, o mokslo ?arlatanai stumia teorijas, paneigian?ias ?viesos grei?io pastovum?. Iki 1905 m. niekas negal?jo paai?kinti, kod?l ?viesos greitis nenor?jo b?ti santykinis, kol neat?jo Ein?teinas ir i?siai?kino, kas vyksta.

?viesos greitis, kaip paai?k?jo, mus prad?iugino dar keliais staigiais stebuklais. Ein?teinas nedvejodamas papasakojo pasauliui apie kitas didel?s spartos re?im? keistenybes.

Faktas yra tas, kad kuo didesnis m?s? greitis, tuo l??iau veikia m?s? laikrod?iai. Laikas l?t?ja, kai greitis did?ja. Jei manote, kad tai teoriniai ir matematiniai juokeliai, neturintys reali? ?rodym?, tuomet esate ?strig? viduram?iuose.

Deja, tikri eksperimentai buvo atlikti pra?jusiame am?iuje. Jie pa?m? labai tiksli? laikrod?i? por?, rodan?i? t? pat? laik?. Viena laikrod?io kopija buvo paimta ? reaktyvin? l?ktuv?, o antrasis laikrodis liko ant ?em?s. Pirmosios valandos dideliu grei?iu kelis kartus apskriejo planet?. Ir tada jie patikrino laik?. L?ktuvo laikrodis buvo u? nugaros.

Ir kuo ar?iau kas nors juda prie ?viesos grei?io, tuo l??iau eina jo laikrodis (jis pats to nepastebi ir tiki, kad jo laikrodis veikia teisingai, bet tai jau reliatyvumo teorijos paradoksai, apie juos dabar nekalbame ).

Taigi, jei kas nors, turintis laikrod?, ?sib?g?t? iki ?viesos grei?io, laikas jam sustot?. Kaip sako fizikai: laikrodis ant fotono neveikia.
Ir jei b?t? ?manoma vir?yti ?viesos greit?, tada matematika mums sako, kad ?iuo atveju laikas eis prie?inga kryptimi. Tai yra viena i? superluminalini? grei?i? ne?manomumo prie?as?i? – prie?astinis ry?ys bus pa?eistas, ?inote. J?s ?sib?g?jote iki 400 000 km/s grei?io ir atsid?r?te praeityje ....

Ta?iau ?sib?g?ti iki ?viesos grei?io mums trukdo rimtesn?s prie?astys nei laiko i?sipl?timas. Deja, viskas, kas turi mas?, negali skristi ?viesos grei?iu. Kai tik pradedame greit?ti, m?s? mas? did?ja ir kuo ar?iau ?viesos grei?io, tuo didesn? m?s? mas?. Ir tuo daugiau energijos reikia mums pagreitinti. Esant vert?ms, labai artimoms ?viesos grei?iui, m?s? mas? tampa prakti?kai begalin?, tod?l tolimesniam pagrei?iui mums reikia begalin?s energijos. Matematikoje tai atrodo kaip padalijimas i? nulio.

Kod?l fotonas sklinda ?viesos grei?iu? – paklaus smalsus ir nuovokus skaitytojas. Nes neturi savo mas?s (specialistai, tyl?kite apie skirtum? tarp ramyb?s mas?s, inercin?s mas?s ir kit? niuans? – supaprastiname, o ne apkrauname).

Taip, taip, kai elektronas pagreitinamas ?iuose j?s? greitintuvuose, net ir ma?yt? jo mas? negali b?ti i??aunama ?viesos grei?iu.

Negalime nepacituoti vadov?lio: " Jei dalel?s greitis yra tik 90 km/s ma?esnis u? ?viesos greit?, tai jos mas? padid?ja 40 kart?. Galingi elektron? greitintuvai gali pagreitinti ?ias daleles iki grei?io, kuris yra tik 35-50 m/s ma?esnis u? ?viesos greit?. ?iuo atveju elektrono mas? padid?ja apie 2000 kart?. Kad toks elektronas b?t? i?laikytas ?iedin?je orbitoje, i? magnetinio lauko pus?s j? turi veikti j?ga, 2000 kart? didesn? nei b?t? galima tik?tis, neatsi?velgiant ? mas?s priklausomyb? nuo grei?io.„Pagalvokite apie tai prie? planuodami statyti laiko ma?in?.

Tod?l, kai dar kart? perskaitysite, kad ka?kas atrado ka?k?, kas vir?ija ?viesos greit?, ir dabar parduoda torsioninius vaistus nuo vir?kinimo sutrikim? pagal ?i? technologij?, prisiminkite m?s? straipsn?.
?viesos greitis yra nuostabus fizinis dydis. Jei, pavyzd?iui, laikas padauginamas i? ?viesos grei?io (gavus "metrines" reik?mes), tada bus gauta ta pati ketvirtoji keturmat?s erdv?s a?is, su kuria operuoja visa reliatyvumo teorija: ilgis, plotis, auk?tis. , laikas. Tai nepaprastai ?nirtinga teorija, ta?iau i? jos padarytos i?vados nuostabios ir vis dar stebina nesubrendus? jaun? fizik? prot?.

Atkreipkite d?mes?, kad ?iuolaikin? fizika neneigia galimyb?s ?veikti ?viesos greit?. Ta?iau visos ?ios prielaidos n?ra susijusios su grei?io ?veikimu „ant kaktos“. Mes kalbame apie jud?jim? erdv?je per trumpesn? laik?, nei jis ?veiks ?vies?. Ir tai gali b?ti d?l bet koki? neatrast? ar nei?spr?st? s?veik? (toki? kaip kvantin? teleportacija) arba d?l erdv?s kreivumo (pavyzd?iui, hipotetin?s kirmgrau?os) arba d?l daleli?, kuriose laikas teka prie?inga kryptimi ( pavyzd?iui, teoriniai tachionai).

Tai viskas, k? turime. Jis buvo para?ytas organizacij?, kurios nutraukia dvasinius ry?ius ir propaguoja Dievo niek?i?ko mokslo skleidim? prie? edukacines programas j?s? REN-TV ir TNT, ?sakymu. A?i? u? d?mes?. T?sinys.

NB: visi vaizdai paimti i? Google (vaizd? paie?ka) – ?ia nustatoma autoryst?.
Neteis?tas teksto kopijavimas yra patrauktas baud?iamojon atsakomyb?n, u?gniau?tas, na, ?inote...