epigraf
??retmen sorar: ?ocuklar, d?nyadaki en h?zl? ?ey nedir?
Tanechka ??yle diyor: En h?zl? kelime. Az ?nce geri d?nmeyeceksin dedim.
Vanechka ??yle diyor: Hay?r, ???k en h?zl?s?d?r.
D??meye bast???m anda oda ayd?nlanmaya ba?lad?.
Ve Vovochka itiraz ediyor: D?nyadaki en h?zl? ?ey ishaldir.
Bir zamanlar o kadar sab?rs?zd?m ki tek kelime etmedim
Bir ?ey s?ylemeye ya da ????? a?maya zaman?m olmad?.

Evrenimizde ???k h?z?n?n neden maksimum, sonlu ve sabit oldu?unu hi? merak ettiniz mi? Bu ?ok ilgin? soru ve hemen spoiler olarak verece?im korkun? s?r Bunun cevab? kimsenin tam olarak nedenini bilmemesidir. I??k h?z? al?n?r, yani. zihinsel olarak kabul edilmi? Albert Einstein, bir sabit i?in ve bu varsay?m?n yan? s?ra t?m eylemsiz referans ?er?evelerinin e?it oldu?u fikri ?zerine, y?z y?ld?r bilim adamlar?n? k?zd?ran ve Einstein'?n dilini ??karmas?na izin veren ?zel g?relilik teorisini kurdu. cezas?z bir ?ekilde d?nyaya bak?yor ve mezar?nda t?m insanl???n ?zerine ekti?i domuzun boyutlar? kar??s?nda s?r?t?yor.

Ama asl?nda neden bu kadar sabit, bu kadar maksimum ve bu kadar nihai, cevap yok, bu sadece bir aksiyom, yani. inan? ?zerine al?nm??, g?zlemlerle desteklenen bir ifade ve sa?duyu, ancak hi?bir ?ekilde mant?ksal veya matematiksel olarak hi?bir yerden ??kar?lamaz. Ve b?y?k olas?l?kla o kadar da do?ru de?il, ancak hen?z hi? kimse bunu herhangi bir deneyimle ??r?temedi.

Bu konuyla ilgili kendi d???ncelerim var, onlar hakk?nda daha sonra detayl? bilgi verece?im, ancak ?imdilik konuyu basit tutal?m. parmaklar?n?z?n ?zerinde™ En az?ndan bir k?sm? cevaplamaya ?al??aca??m - ???k h?z? "sabit" ne anlama geliyor?

Hay?r, ???k h?z?nda u?an bir roketin farlar?n? a?arsan?z ne olaca??na dair d???nce deneyleriyle sizi s?kmayaca??m, bu ?imdi biraz konu d???.

Bir referans kitab?na veya Vikipedi'ye bakarsan?z, ?????n bo?luktaki h?z?n?n temel h?z olarak tan?mland???n? g?r?rs?n?z. fiziksel sabit, Hangi Kesinlikle 299.792.458 m/s'ye e?ittir. Yani kabaca konu?ursak, yakla??k 300.000 km/s olacakt?r, ancak e?er kesinlikle do?ru- Saniyede 299.792.458 metre.

G?r?n??e g?re bu do?ruluk nereden geliyor? Herhangi bir matematiksel veya fiziksel sabit, ne al?rsan?z al?n, Pi bile, hatta taban bile do?al logaritma e, hatta yer?ekimi sabiti G veya Planck sabiti H, her zaman biraz i?erir virg?lden sonraki say?lar. Pi'de bu ondal?k basamaklar?n yakla??k 5 trilyonu ?u anda bilinmektedir (her ne kadar herhangi bir fiziksel anlam, yaln?zca ilk 39 haneye sahiptir), yer?ekimi sabiti bug?n G ~ 6,67384(80)x10 -11 olarak tan?mlan?r ve Planck sabiti H~ 6.62606957(29)x10 -34 .

I????n bo?luktaki h?z? d?z 299.792.458 m/s, ne bir santimetre fazla, ne de nanosaniye eksik. Bu do?rulu?un nereden geldi?ini bilmek ister misiniz?

Her ?ey her zamanki gibi eski Yunanl?larla ba?lad?. Bilim, bu haliyle modern anlay?? bu kelime onlar?n aras?nda yoktu. Filozoflar Antik Yunanistan Bu y?zden onlara filozof deniyordu, ??nk? ?nce kafalar?nda baz? sa?mal?klar icat ettiler, sonra mant?ksal sonu?lar?n (ve bazen de ger?eklerin) yard?m?yla fiziksel deneyler) bunu kan?tlamaya veya ??r?tmeye ?al??t?. Bununla birlikte, ger?ek hayattaki fiziksel ?l??mlerin ve olaylar?n kullan?m?, onlar taraf?ndan do?rudan kafadan elde edilen birinci s?n?f mant?ksal sonu?larla kar??la?t?r?lamayacak "ikinci s?n?f" kan?tlar olarak de?erlendirildi.

I????n kendi h?z?n?n varl??? hakk?nda ilk d???nen ki?inin, ?????n hareket oldu?unu ve hareketin de h?za sahip olmas? gerekti?ini belirten filozof Empidokles oldu?u d???n?lmektedir. I????n yaln?zca do?adaki bir ?eyin varl??? oldu?unu savunan Aristoteles ona kar?? ??kt? ve hepsi bu. Ve hi?bir ?ey hi?bir yere hareket etmiyor. Ama bu ba?ka bir ?ey! ?klid ve Batlamyus genel olarak ?????n g?zlerimizden yay?ld??? ve daha sonra nesnelerin ?zerine d??t???ne ve bu nedenle onlar? g?rd???m?ze inan?yorlard?. K?sacas? eski Yunanl?lar, ayn? eski Romal?lar taraf?ndan fethedilinceye kadar ellerinden geldi?ince aptald?lar.

Orta ?a?'da ?o?u bilim adam? ?????n yay?lma h?z?n?n sonsuz oldu?una inanmaya devam etti; aralar?nda Descartes, Kepler ve Fermat da vard?.

Ancak Galileo gibi baz?lar? ?????n h?z? oldu?una ve bu nedenle ?l??lebilece?ine inan?yordu. Bir lamba yakan ve Galileo'ya birka? kilometre uzakl?kta bulunan bir asistana ???k veren Galileo'nun deneyi yayg?n olarak biliniyor. I???? g?ren asistan lambas?n? yakt? ve Galileo bu anlar aras?ndaki gecikmeyi ?l?meye ?al??t?. Do?al olarak ba?ar?l? olamad? ve sonunda yaz?lar?nda, e?er ?????n h?z? varsa, bunun son derece y?ksek oldu?unu ve insan ?abas?yla ?l??lemedi?ini, dolay?s?yla sonsuz say?labilece?ini yazmak zorunda kald?.

I??k h?z?n?n belgelenen ilk ?l??m?, 1676'da Danimarkal? g?kbilimci Olaf Roemer'e atfedilir. Bu y?la gelindi?inde, ayn? Galileo'nun teleskoplar?yla donanm?? g?kbilimciler, J?piter'in uydular?n? aktif olarak g?zlemliyorlard? ve hatta d?n?? s?relerini hesapl?yorlard?. Bilim insanlar?, J?piter'e en yak?n uydu olan Io'nun d?n?? s?resinin yakla??k 42 saat oldu?unu belirledi. Ancak Roemer, Io'nun bazen beklenenden 11 dakika ?nce, bazen de 11 dakika sonra J?piter'in arkas?ndan g?r?nd???n? fark etti. Anla??ld??? ?zere, Io, D?nya'n?n G?ne? etraf?nda d?nd???, J?piter'e minimum mesafeden yakla?t??? ve D?nya y?r?ngenin z?t yerindeyken 11 dakika geride kald??? ve dolay?s?yla J?piter'den daha uzakta oldu?u d?nemlerde daha erken ortaya ??k?yor. J?piter.

D?nyan?n y?r?ngesinin ?ap?n? aptalca 22 dakikaya b?len Roemer (ki bu o zamanlar az ?ok biliniyordu), ger?ek de?eri yakla??k ??te bir oran?nda ka??rarak 220.000 km/s ???k h?z?n? elde etti.

1729'da ?ngiliz g?kbilimci James Bradley g?zlemledi. paralaks(konumda hafif bir sapma ile) y?ld?z Etamin (Gamma Draconis) bu etkiyi ke?fetti ???k sapmalar?, yani D?nyan?n G?ne? etraf?ndaki hareketi nedeniyle g?ky?z?nde bize en yak?n y?ld?zlar?n konumlar?n?n de?i?mesi.

Bradley taraf?ndan ke?fedilen ???k sapmas? etkisinden, ?????n sonlu bir yay?lma h?z?na sahip oldu?u sonucuna var?labilir; Bradley bunu ele ald? ve bunu yakla??k 301.000 km/s olarak hesaplad?; bu, halihaz?rda bilinen de?erin %1'i dahilindedir. Bug?n.

Bunu di?er bilim adamlar?n?n t?m a??klay?c? ?l??mleri izledi, ancak ?????n bir dalga oldu?una ve bir dalgan?n kendi ba??na yay?lamayaca??na inan?ld???ndan, bir ?eyin "heyecanlanmas?", "bir" varl??? fikrinin "heyecanlanmas?" gerekiyordu. Amerikal? fizik?i Albert Michelson'un ke?finde fena halde ba?ar?s?zl??a u?rayan ???k sa?an eter" ortaya ??kt?. I??k sa?an bir eter ke?fetmedi ancak 1879'da ?????n h?z?n?n 299.910±50 km/s oldu?unu a??klad?.

Ayn? s?ralarda Maxwell, elektromanyetizma teorisini yay?nlad?; bu, ???k h?z?n?n yaln?zca do?rudan ?l??lmesinin de?il, ayn? zamanda elektriksel ve manyetik ge?irgenlik de?erlerinden t?retilmesinin de m?mk?n oldu?u anlam?na geliyor; bu, de?erinin a??kl??a kavu?turulmas?yla yap?ld?. 1907'de ???k h?z? 299.788 km/s'ye ??kt?.

Son olarak Einstein, ?????n bo?luktaki h?z?n?n sabit oldu?unu ve hi?bir ?eye ba?l? olmad???n? a??klad?. Aksine, di?er her ?ey h?zlar? topluyor ve buluyor do?ru sistemler sayma, zaman geni?lemesinin etkileri, y?ksek h?zlarda hareket ederken mesafelerdeki de?i?iklikler ve di?er bir?ok g?receli etki, ???k h?z?na ba?l?d?r (??nk? t?m form?llerde sabit olarak yer almaktad?r). K?sacas? d?nyadaki her ?ey g?recelidir ve ???k h?z?, d?nyam?zdaki di?er ?eylerin g?receli oldu?u niceliktir. Burada belki de avu? i?i Lorentz'e verilmeli ama ticarile?meyelim, Einstein Einstein'd?r.

Bu sabitin de?erinin kesin olarak belirlenmesi 20. y?zy?l boyunca devam etti ve her on y?lda bir bilim insanlar? daha fazlas?n? buldu. virg?lden sonraki say?lar???k h?z?nda, ta ki kafalar?nda belirsiz ??pheler olu?maya ba?layana kadar.

I????n bo?lukta saniyede ka? metre yol kat etti?ini giderek daha do?ru bir ?ekilde belirleyen bilim insanlar?, metre cinsinden neyi ?l?t???m?z? merak etmeye ba?lad?lar. Sonu?ta bir metre, birisinin Paris yak?n?ndaki bir m?zede unuttu?u platin-iridyum ?ubu?unun uzunlu?u kadard?r!

Ve ilk ba?ta standart bir ?l??m cihaz? kullanma fikri harika g?r?n?yordu. Frans?zlar, 1791'de yarda, ayak ve di?er e?ik kula?lardan muzdarip olmamak i?in, Paris'ten ge?en meridyen boyunca Kuzey Kutbu'ndan ekvatora kadar olan mesafenin on milyonda birini standart uzunluk ?l??s? olarak almaya karar verdiler. Bu mesafeyi o zamanki do?rulukla ?l?t?ler, platin-iridyum (daha do?rusu ?nce pirin?, sonra platin ve sonra platin-iridyum) ala??m?ndan bir ?ubuk d?kt?ler ve bunu Paris'teki A??rl?k ve ?l??ler Odas?'na koydular. bir ?rnek. Ne kadar ileri giderse, o kadar ortaya ??k?yor d?nyan?n y?zeyi de?i?iyor, k?talar deforme oluyor, meridyenler kay?yor ve on milyonda bir puan ald?lar ve Paris "mozolesinin" kristal tabutunda yatan ?ubu?un uzunlu?unu bir metre olarak saymaya ba?lad?lar.

B?yle bir putperestlik ger?ek bir bilim adam?na yak??m?yor, buras? K?z?l Meydan (!) de?il ve 1960 y?l?nda metre kavram?n?n tamamen a??k bir tan?mla basitle?tirilmesine karar verildi - metre, ge?i?le yay?lan 1.650.763,73 dalga boyuna tam olarak e?ittir. Bo?lukta Kripton-86 elementinin uyar?lmam?? izotopunun 2p10 ve 5d5 enerji seviyeleri aras?ndaki elektronlar. Peki, daha ne kadar a??k?

Bu, 23 y?l boyunca devam etti ve ?????n bo?luktaki h?z? artan bir do?rulukla ?l??l?rken, 1983'e kadar en inat?? gerilemeler bile ???k h?z?n?n bir ?e?it sabit de?il, en do?ru ve ideal sabit oldu?unu fark etti. kriptonun izotopu. Ve her ?eyin tersine ?evrilmesine karar verildi (daha do?rusu d???n?rseniz, her ?eyin tersine ?evrilmesine karar verildi), ?imdi ???k h?z? ?le ger?ek bir sabittir ve metre, ?????n bo?lukta (1/299.792.458) saniyede kat etti?i mesafedir.

I??k h?z?n?n ger?ek de?eri bug?n a??kl??a kavu?turulmaya devam ediyor ancak ilgin? olan, bilim adamlar?n?n her yeni deneyde ?????n h?z?n? de?il, metrenin ger?ek uzunlu?unu a??kl??a kavu?turmas?. Ve ?n?m?zdeki y?llarda ???k h?z? ne kadar do?ru bulunursa, sonunda o kadar do?ru ?l??m elde edece?iz.

Tam tersi de?il.

?imdi koyunlar?m?za geri d?nelim. Evrenimizin bo?lu?undaki ?????n h?z? neden maksimum, sonlu ve sabittir? Ben bu ?ekilde anl?yorum.

Herkes metaldeki ve hemen hemen her kat? cisimdeki ses h?z?n?n havadaki ses h?z?ndan ?ok daha y?ksek oldu?unu bilir. Bunu kontrol etmek ?ok kolayd?r; sadece kula??n?z? raylara dayay?n ve yakla?an trenin sesini havadan ?ok daha erken duyabileceksiniz. Bu neden b?yle? Sesin temelde ayn? oldu?u ve yay?lma h?z?n?n ortama, bu ortam? olu?turan molek?llerin konfig?rasyonuna, yo?unlu?una, kristal kafesinin parametrelerine, k?sacas?, sesin iletildi?i ortam?n mevcut durumu.

I??ldayan eter fikri uzun s?redir terk edilmi? olsa da, elektromanyetik dalgalar?n yay?ld??? bo?luk, bize ne kadar bo? g?r?nse de kesinlikle mutlak bir hi? de?ildir.

Benzetmenin biraz abart?l? oldu?unun fark?nday?m ama bu do?ru parmaklar?n?z?n ?zerinde™ Ayn?! Kesinlikle eri?ilebilir bir benzetme olarak ve hi?bir ?ekilde bir dizi fiziksel yasadan di?erine do?rudan bir ge?i? olarak, sizden yaln?zca elektromanyetik (ve genel olarak gluon ve yer?ekimi dahil herhangi bir) titre?imin yay?lma h?z?n?n, t?pk? ?elikteki ses h?z?n?n ray?n i?ine "dikilmesi" gibi. Buradan dans ediyoruz.

G?NCELLEME: Bu arada, "y?ld?z i?aretli okuyucular?" ???k h?z?n?n "zor bir bo?lukta" sabit kal?p kalmad???n? hayal etmeye davet ediyorum. ?rne?in, 10-30 K s?cakl?k d?zeyindeki enerjilerde, vakumun sanal par?ac?klarla kaynamay? b?rakt???na ve "kaynamaya" ba?lad???na inan?lmaktad?r; uzay?n dokusu par?alan?r, Planck miktarlar? bulan?kla??r ve fiziksel anlamlar?n? kaybeder vb. B?yle bir bo?lukta ?????n h?z? hala e?it olabilir mi? C Yoksa bu, a??r? h?zlarda Lorentz katsay?lar? gibi d?zeltmelerle yeni bir "g?reli bo?luk" teorisinin ba?lang?c?na m? i?aret edecek? Bilmiyorum, bilmiyorum, zaman g?sterecek...

H?z? (al?nan mesafe / al?nan zaman) belirlemek i?in mesafe ve zaman standartlar?n? se?meliyiz. Farkl? standartlar verebilir farkl? sonu?lar h?z ?l??mleri.

I????n h?z? sabit midir?

[Asl?nda ince yap? sabiti enerji ?l?e?ine ba?l?d?r ama burada onun d???k enerji limitinden bahsediyoruz.]

?zel g?relilik teorisi

SI sistemindeki metre tan?m? da g?relilik teorisinin do?ru oldu?u varsay?m?na dayanmaktad?r. G?relilik teorisinin temel varsay?m?na g?re ?????n h?z? sabittir. Bu varsay?m iki fikir i?erir:

• I????n h?z? g?zlemcinin hareketine ba?l? de?ildir.
• I????n h?z? zaman ve uzaydaki koordinatlara ba?l? de?ildir.

I??k h?z?n?n g?zlemcinin h?z?ndan ba??ms?z oldu?u fikri mant??a ayk?r?d?r. Baz? insanlar bu fikrin mant?kl? oldu?u konusunda bile hemfikir de?iller. 1905'te Einstein, uzay ve zaman?n mutlak do?as? varsay?m?ndan vazge?ildi?inde bu fikrin mant?ksal olarak do?ru oldu?unu g?sterdi.

1879'da, sesin havada ve di?er maddelerde seyahat etmesi gibi, ?????n da uzaydaki bir ortamdan ge?mesi gerekti?ine inan?l?yordu. Michelson ve Morley D?nya'n?n G?ne?'e g?re hareketinin y?n? y?l boyunca de?i?ti?inde ???k h?z?ndaki de?i?iklikleri g?zlemleyerek eteri tespit etmek i?in bir deney ger?ekle?tirdi. ?a??rt?c? bir ?ekilde ?????n h?z?nda hi?bir de?i?iklik tespit edilmedi.

Los Alamos'ta bulunan bir Amerikan laboratuvar?ndan fizik?iler, 2 milyar y?l ?nce ???k h?z?n?n mutlak de?erinin ?imdikinden daha az oldu?unu belirtti. Bu ifade temel al?n?rsa Einstein'?n teorisi ciddi bir d?n???me u?rayacak ve bir?ok temel kavram k?kten revize edilmek zorunda kalacakt?r.

I??k h?z?n?n de?i?ti?i ger?e?i uzun zamand?r teorik olarak varsay?lm??t?. Ancak buna dair hi?bir kan?t yoktu. Bu durumda, ????? yava?latabilecek baz? yapay kurulumlardan de?il, elektromanyetik radyasyonun bo?lukta yay?lmas?ndan bahsediyoruz. Yani, t?m Evrenin do?as?nda bulunan do?al bir d?nya sabiti ima edilmektedir.

Ancak cesur Amerikal?lar sabitin hi? de ?yle olmad??? fikrini ortaya att?lar. Ve ince yap? sabiti alfay? hesaplayarak ak?l y?r?tmelerini hakl? ??kard?lar. 0,00729735'e e?ittir ve ???k h?z?yla ters orant?l?d?r. Bu ince yap? do?rudan elektronun y?k?ne ba?l?d?r ve Planck sabiti. Ve bildi?iniz gibi bunlar her zaman sabit kabul edildi. Bu nedenle, e?er alfa dalgalanmalara maruz kal?yorsa, ???k h?z?nda da buna kar??l?k gelen dalgalanmalar g?zlemlenmelidir.

Avustralyal? bilim adamlar? ilk kez 1998'de alfan?n de?i?mezli?inden ??phe ettiler. Galaksiler aras? gaz k?meleri arac?l???yla kuasarlardan gelen elektromanyetik radyasyonu ?l?t?ler. Hesaplamalar, 12 milyar y?l ?nce alfa de?erinin daha az oldu?unu ve buna ba?l? olarak ???k h?z?n?n daha y?ksek oldu?unu g?sterdi.

Alfan?n zaman i?inde sorunsuz bir ?ekilde de?i?ti?i fikri burada ortaya ??kt?. S?recin kendisi dalgaya benzer. Yani de?er ya artar ya da azal?r. Ancak t?m fizik?iler bu ifadeye kat?lmad?. Avustralyal?lar?n muhalifleri, alfan?n 8. basama?a kadar sabit oldu?unu g?steren n?kleer reaksiyonlara at?fta bulundu. Ger?ek ?u ki, ince yap? n?kleer reaksiyonlardaki izotoplarla ili?kilidir. Los Alamos'lu Amerikal?lar?n anlad??? ?ey tam olarak buydu.

???NDE Bat? Afrika 2 milyar y?l ?nce do?al n?kleer reakt?r. Yeralt?n?n derinliklerinden kaynakland? uranyum cevherleri k?m?r i?eri?i ve eri?imi olan yeralt? suyu. Bulundu?u b?lgenin ad?ndan dolay? ona Oklo ad?n? verdiler.

Reakt?rdeydi n?kleer reaksiyon. Ayn? zamanda buna kayan?n ?s?nmas?, radyasyonun sal?nmas? ve izotoplar?n ?retimi de e?lik ediyordu. Bug?n reaksiyon sona erdi, ancak Oklo ?ok fazla uranyum-235, samaryum, skandiyum, rubidyum, paladyum, teknetyum vb. i?eriyor.

T?m bunlar?n analizi zaten yap?ld?, ancak Amerikal?lar t?m hesaplamalar? dikkatlice tekrar kontrol etmeye karar verdi. Ve reakt?r?n ?al??mas? s?ras?nda alfan?n 8. ondal?k basama?a d??t??? ortaya ??kt?. Buna g?re ?????n h?z? da de?i?ti: artt?.

Alfa hesaplamas?n?n do?rulu?unun 15 basamaktan fazlas?n? kapsad???na dikkat edilmelidir. Bu nedenle 8. i?aret ciddi de?i?iklikleri g?sterir. Bu da hi?bir sabitin var olmad??? sonucunu akla getiriyor. Amerikal?lar hesaplamalar?ndaki hatalar? g?z ard? ediyor. Ancak her durumda, ?ok say?da ve kapsaml? kontrollere ihtiya? vard?r ??nk? fizi?in temel kavramlar? sorgulan?r.

Bilim insanlar?na gelince, baz?lar? alfan?n bir sabit olmad???n?n ortaya ??kmas?n? hi? umursamayacakt?r. Ancak bunlar?n hepsi ??z?lemeyen “ufuk sorununa” ba?l?. Buradaki ?nemli nokta, uzay?n geni? alanlar?n?n ayn? s?cakl?k arka plan?n? g?stermesidir. Bu, uzun zaman ?nce bu alanlar?n yan yana oldu?unu ve enerji al??veri?i yaparak s?cakl?klar?n? e?itledi?ini g?steriyor.

Ancak Evrenin ilk modeli bununla ?eli?iyor. Ancak ???k h?z?n?n de?i?ti?i kan?tlansayd? her ?ey yerli yerine otururdu. Nitekim burada k???k mesafeler yerine daha y?ksek elektromanyetik radyasyon h?zlar? temel al?nabilir.

Alfan?n tutars?zl??? ayn? zamanda sicim teorisinin (tek boyutlu geni?letilmi? nesnelerin etkile?iminin dinami?i), ek uzaysal boyutlar?n ve di?er baz? teorilerin tam olarak kabul edilme ?ans?n? da artt?r?r. Bug?n fizi?in ?n saflar?nda yer al?yorlar ancak bir?ok temel kavram ve fikrin revizyonunu gerektiriyorlar.

• ?eviri

Renk, dalga boyu veya enerji ne olursa olsun ?????n bo?lukta ilerleme h?z? sabit kal?r. Uzay ve zamandaki konuma veya y?nlere ba?l? de?ildir

Evrendeki hi?bir ?ey hareket etme yetene?ine sahip de?ildir ???ktan daha h?zl? bo?lukta. Saniyede 299.792.458 metre. E?er devasa bir par?ac?k ise ancak bu h?za yakla?abilir ama ula?amaz; e?er k?tlesiz bir par?ac?ksa, bo? uzayda meydana geliyorsa her zaman tam olarak bu h?zda hareket etmesi gerekir. Peki bunu nas?l biliyoruz ve bunun nedeni nedir? Bu hafta okuyucumuz bize ???k h?z?yla ilgili ?? soru soruyor:

I????n h?z? neden s?n?rl?d?r? O neden b?yle? Neden daha h?zl? de?il ve daha yava? de?il?

I??k sudan, prizmadan veya ba?ka bir ortamdan ge?erse ikiye ayr?l?r. farkl? renkler. K?rm?z? renk maviden farkl? bir a??yla k?r?l?r, bu nedenle g?kku?a??na benzer bir ?ey ortaya ??kar. Bu ayn? zamanda g?r?n?r spektrumun d???nda da g?zlemlenebilir; k?z?l?tesi ve ultraviyole ???k ayn? ?ekilde davran?r. Bu ancak farkl? dalga boylar?ndaki/enerjilerdeki ???k i?in ?????n ortamdaki h?z?n?n farkl? olmas? durumunda m?mk?n olabilir. Ancak bo?lukta, herhangi bir ortam?n d???nda, t?m ???k ayn? sonlu h?zla hareket eder.

I????n renklere b?l?nmesi ?unlardan kaynaklan?r: farkl? h?zlar?????n bir ortamda dalga boyuna ba?l? hareketi

Bu ancak 19. y?zy?l?n ortalar?nda fizik?i James Clerk Maxwell'in ?????n ger?ekte ne oldu?unu g?stermesiyle d???n?lebildi: elektromanyetik dalga. Maxwell, elektrostatik (statik y?kler), elektrodinamik (hareketli y?kler ve ak?mlar), manyetostatik (sabit manyetik alanlar) ve manyetodinamik (ind?klenen ak?mlar ve alternatif manyetik alanlar) gibi ba??ms?z fenomenleri tek bir birle?ik platforma koyan ilk ki?iydi. Bunu y?neten denklemler (Maxwell denklemleri) g?r?n??te basit bir sorunun cevab?n? hesaplamay? m?mk?n k?l?yor: Elektrik veya manyetik kaynaklar?n d???ndaki bo? uzayda ne t?r elektrik ve manyetik alanlar mevcut olabilir? Y?kler ve ak?mlar olmadan, hi?bir y?k olmad???na karar verilebilir; ancak Maxwell'in denklemleri ?a??rt?c? bir ?ekilde bunun tersini kan?tl?yor.

An?t?n?n arkas?nda Maxwell denklemlerinin bulundu?u tablet

Hi?bir ?ey bunlardan biri de?il olas? ??z?mler; ama ba?ka bir ?ey daha m?mk?n; ayn? fazda sal?nan kar??l?kl? dik elektrik ve manyetik alanlar. Belli genlikleri vard?r. Enerjileri alan sal?n?mlar?n?n frekans? ile belirlenir. ?ki sabit taraf?ndan belirlenen belirli bir h?zda hareket ederler: e 0 ve µ 0. Bu sabitler Evrenimizdeki elektriksel ve manyetik etkile?imlerin b?y?kl???n? belirler. Ortaya ??kan denklem dalgay? tan?mlar. Ve herhangi bir dalga gibi, 1/?e 0 µ 0 h?z?na sahiptir ve bu h?z?n, ?????n bo?luktaki h?z? olan c'ye e?it oldu?u ortaya ??kar.

Bir fazda sal?nan ve ???k h?z?nda yay?lan, kar??l?kl? dik elektrik ve manyetik alanlar, elektromanyetik radyasyon

Teorik a??dan bak?ld???nda ???k k?tlesiz bir elektromanyetik radyasyondur. Elektromanyetizma yasalar?na g?re di?er ?zelliklerinden (enerji, momentum, dalga boyu) ba??ms?z olarak c'ye e?it 1/?e 0 µ 0 h?zla hareket etmesi gerekir. e 0 bir kapasit?r yap?larak ve ?l??lerek ?l??lebilir; µ 0 amper, birimden kesin olarak belirlenir elektrik ak?m?, bu da bize c'yi verir. ?lk kez 1865'te Maxwell taraf?ndan t?retilen ayn? temel sabit, o zamandan beri ba?ka bir?ok yerde de ortaya ??kt?:

Bu, yer?ekimsel olanlar da dahil olmak ?zere k?tlesiz herhangi bir par?ac???n veya dalgan?n h?z?d?r.
Bu, uzaydaki hareketinizi g?relilik teorisindeki zamandaki hareketinizle ili?kilendiren temel sabittir.
Ve bu enerjiyi durgun k?tleyle ili?kilendiren temel sabittir, E = mc 2

Roemer'in g?zlemleri bize, geometri kullan?larak elde edilen ve ?????n bir mesafe kat etmesi i?in gereken s?reyi ?l?en ???k h?z?na ili?kin ilk ?l??mleri sa?lad?. ?apa e?it D?nyan?n y?r?ngeleri.

Bu miktar?n ilk ?l??mleri s?ras?nda yap?ld?. astronomik g?zlemler. J?piter'in uydular? tutulma konumlar?na girip ??kt?klar?nda, ?????n h?z?na ba?l? olarak belirli bir s?rayla D?nya'dan g?r?n?r veya g?r?nmez g?r?n?rler. Bu, 17. y?zy?lda s'nin 2,2 x 10 8 m/s olarak belirlenen ilk niceliksel ?l??m?ne yol a?t?. Y?ld?z?n ve teleskopun kurulu oldu?u D?nya'n?n hareketinden dolay? y?ld?z ?????n?n sapmas? da say?sal olarak tahmin edilebilir. 1729'da c'yi ?l?menin bu y?ntemi, modern olandan yaln?zca %1,4 farkl? bir de?er g?sterdi. 1970'li y?llara gelindi?inde c yaln?zca %0,0000002 hatayla 299,792,458 m/s olarak belirlendi, en bu da metreyi veya saniyeyi do?ru bir ?ekilde belirlemenin imkans?zl???ndan kaynaklan?yordu. 1983 y?l?na gelindi?inde saniye ve ?l?? s ve ?l?? olarak yeniden tan?mland?. evrensel ?zellikler atom radyasyonu. Art?k ?????n h?z? tam olarak 299.792.458 m/s'dir.

6S y?r?ngesinden atomik ge?i? (df 1), ?????n metresini, saniyesini ve h?z?n? belirler

Peki ???k h?z? neden daha h?zl? ya da daha yava? de?il? A??klama ?ekil 2'de g?sterilen kadar basittir. Yukar?da bir atom var. Atomik ge?i?ler, do?an?n yap? ta?lar?n?n temel kuantum ?zelliklerinden dolay? bu ?ekilde meydana gelir. Etkile?imler atom ?ekirde?i Elektronlar ve atomun di?er k?s?mlar? taraf?ndan olu?turulan elektrik ve manyetik alanlar, farkl? enerji seviyelerinin birbirine son derece yak?n olmas?na, ancak yine de biraz farkl? olmas?na neden olur: buna a??r? ince b?l?nme denir. ?zellikle sezyum-133'?n a??r? ince yap? ge?i? frekans?, ?ok spesifik bir frekansta ???k yayar. Bu t?r 9.192.631.770 d?ng?n?n ge?mesi i?in gereken s?re saniyeyi belirler; ?????n bu s?re zarf?nda kat etti?i mesafe 299.792.458 metredir; Bu ?????n ilerleme h?z? c'yi belirler.

Mor bir foton, sar? bir fotondan milyon kat daha fazla enerji ta??r. Fermi Gama-???n? Uzay Teleskobu, gama-???n? patlamas?ndan bize gelen fotonlar?n hi?birinde gecikme olmad???n? g?steriyor; bu da ???k h?z?n?n t?m enerjiler i?in sabit oldu?unu do?ruluyor

Bu tan?m? de?i?tirmek i?in, bu atomik ge?i?e veya ondan gelen ????a, mevcut do?as?ndan temelde farkl? bir ?ey olmas? gerekir. Bu ?rnek ayn? zamanda bize de?erli bir ders de veriyor: Atom fizi?i ve atom ge?i?leri ge?mi?te ya da ge?mi?te i?e yaram?? m?yd?? uzun mesafeler Aksi takdirde bu, ?????n h?z?n?n zaman i?inde de?i?ti?ine dair bir kan?t olacakt?r. ?u ana kadar yapt???m?z t?m ?l??mler ???k h?z?n?n sabitli?ine yaln?zca ek k?s?tlamalar getiriyor ve bu k?s?tlamalar ?ok kat?: De?i?im son 13,7 milyar y?ldaki mevcut de?erin %7'sini ge?miyor. Bu ?l??mlerden herhangi birine g?re ???k h?z?n?n sabit olmad??? veya farkl? oldu?u ortaya ??karsa farkl? t?rler???k, bu en b?y???ne yol a?acakt?r bilimsel devrim Einstein'?n zaman?ndan beri. Bunun yerine, t?m kan?tlar, ???k fizi?i de dahil olmak ?zere t?m fizik yasalar?n?n her zaman, her yerde, her y?nde ve her zaman ayn? kald??? bir Evren'e i?aret ediyor. Bu da bir anlamda olduk?a devrim niteli?inde bir bilgi.

Bu ?lkenin bilime a? n?fusundan ?ok say?da te?ekk?r ald?ktan sonra, ?ocuklukta bilim insan? olmay? hayal eden ancak bir ?ekilde i?e yaramayanlara y?nelik e?itim program?na devam etmeye karar verdik. T?m uzman ve adaylara ra?men her metodolojiyi ve iyi niyet kural?n? ihlal ederek bilimsel metin, modern (ve o kadar da modern olmayan) bilimin ke?ifleri hakk?nda eri?ilebilir bir dilde yaz?yoruz ve internetten rastgele resimler ekliyoruz.
Bug?n ???k h?z?n?n neden sabit oldu?unu, neden herkesin bu h?zda “ko?tu?unu” ve buna ?a??rd???n?, neler olup bitti?ini konu?aca??z.

Asl?na bak?l?rsa ???k h?z?n? ?l?meye y?nelik giri?imler ?ok uzun zaman ?nce ba?lad?. Her t?rden Kepler ve di?erleri ???k h?z?n?n sonsuz oldu?una inan?yordu ve ?rne?in Galileo h?z? belirlemenin m?mk?n oldu?una inan?yordu, ancak ?ok b?y?k oldu?u i?in bu zordu.
Galileo ve onun gibilerin hakl? oldu?u ortaya ??kt?. 17. y?zy?lda bir Roemer, J?piter'in ay tutulmalar?n? g?zlemlerken ?????n h?z?n? yanl?? hesaplad?. Daha sonra bilimsel ve teknolojik ilerleme nihayet her ?eyi yerine koydu ve ???k h?z?n?n saniyede yakla??k 300.000 kilometre oldu?u ortaya ??kt?.

Peki bu anlam? bu kadar ?zel k?lan ne? Bu h?z neden bu kadar ?nemli? H?z?m Lisapeda o da hesaplanabilir ama hi? kimse sonsuzluk ve evrenin yap?s? hakk?nda d???nm?yor.

??in p?f noktas?, ?????n h?z?n?n HER ZAMAN saniyede 300.000 kilometre olmas?d?r.
dayal? kendi deneyimi seyahat etmek Lizapedler, bir durum hayal edin: siz ve bir arkada??n?z bisiklete biniyorsunuz: arkada??n?z biraz daha h?zl?, siz ise biraz daha yava?s?n?z. S?ras?yla 20 ve 15 km/saat h?zlarda diyelim. Ve e?er kendi h?z?n?zda hareket ederek bir arkada??n?z?n h?z?n? (bir ?ekilde) ?l?meye karar verirseniz, o zaman arkada??n?z?n size g?re saatte 5 km h?zla hareket etti?ini hesaplayacaks?n?z.

Peki bu basit kurallar h?zlar?n eklenmesi. Burada her ?eyin a??k oldu?unu umuyoruz. H?z?n?z? 20 km/saat'e ??kar?rsan?z ve arkada??n?z? ge?erseniz, arkada??n?z?n size g?re h?z? s?f?r olacakt?r.

Bu mant?kl?d?r ve ?u ?ekildedir: ya?am deneyimi. H?z motorlu tekne Ak??la birlikte hareket eden bu h?z ayn? zamanda teknenin kendi h?z? ve nehrin h?z?ndan da olu?ur.

?imdi ayn? numaray? ???kla yapmaya ?al??al?m. Arkada??n?z bir anda yok oldu ve bir ???k huzmesine d?n??t?. Onu kovalamaya karar verdin ve bunun i?in ?ok ?al??t?n. I??k h?z?na olduk?a yak?n bir h?za ula?t?n?z. Ve tamamen e?lence ama?l?, tabiri caizse bilimsel, meraktan dolay?, h?z?n?z? da ?l?meye karar verdik. eski arkada?. Elbette ???k h?z? eksi kendi h?z?n?za e?it bir ??z?m bulaca??n?zdan eminsiniz.

Ve burada sizi bir s?rpriz bekliyor. Hesaplama ve deney yaparak ???n arkada??n?z?n ba??l h?z?n?n h?l? 300.000 m/sn oldu?unu g?receksiniz. Ki?isel olarak hangi h?zda hareket ederseniz edin, y?n ne olursa olsun: ?????n hareketine paralel, ????a do?ru, dik vb. - I????n h?z? her zaman 300.000 m/sn olacakt?r.

Bu tutars?zl?k ilk olarak 20. y?zy?l?n ba??nda Michelson ve Morley adl? iki bilim adam? taraf?ndan fark edildi.

Daha sonra yap?lan bir?ok deney ?unu do?rulad?: I????n h?z?n? nas?l ?l?erseniz ?l??n, herhangi bir ba??l hareket ko?ulu alt?nda sabit de?erine e?ittir. Pek ?ok insan h?l? buna inanmay? reddediyor ve bilimsel ?arlatanlar ???k h?z?n?n sabitli?ini ??r?tecek teoriler ileri s?r?yorlar. 1905 y?l?na kadar hi? kimse ???k h?z?n?n neden g?receli olmak istemedi?ini a??klayam?yordu, ta ki Einstein gelip ne oldu?unu anlayana kadar.

G?r?n??e g?re ???k h?z? bizi birka? ani mucizeyle daha memnun etti. Einstein hi? teredd?t etmeden d?nyaya y?ksek h?zl? modlar?n di?er tuhafl?klar?n? anlatt?.

Ger?ek ?u ki h?z?m?z ne kadar artarsa saatlerimiz de o kadar yava?lar. H?z artt?k?a zaman yava?lar. E?er bunlar?n hi?bir ger?ek delili olmayan teorik ve matematiksel ?akalar oldu?unu d???n?yorsan?z, Orta ?a?'da s?k???p kalm??s?n?z demektir.

Ne yaz?k ki, ge?en y?zy?lda ger?ek deneyler yap?ld?. ?ok do?ru bir ?ift saat ald?k. ayn? zamanda. Gemiye bir saat g?t?r?ld? jet u?a?? ve ikinci n?bet yerde kald?. ?lk saat gezegenin etraf?nda y?ksek h?zda birka? kez d?nd?. Daha sonra saati kontrol ettiler. U?a??n saati yava?t?.

Ve birisi ???k h?z?na ne kadar yakla??rsa, saati o kadar yava?lar (kendisi bunu fark etmez ve saatinin do?ru gitti?ine inan?r, ancak bunlar zaten g?relilik teorisinin paradokslar?d?r, ?imdi onlardan bahsetmiyoruz) ).

Yani saati olan biri ???k h?z?na ??ksa onun i?in zaman dururdu. Fizik?ilerin dedi?i gibi: Fotonun ?zerindeki saat ?al??m?yor.
Ve e?er ???k h?z?n? a?mak m?mk?n olsayd?, o zaman matematik bize bu durumda zaman?n ters y?nde ilerleyece?ini s?ylerdi. I??k?st? h?zlar?n imkans?zl???n?n nedenlerinden biri de budur; neden-sonu? ili?kisi bozulacakt?r, biliyorsunuz. 400.000 km/s h?za ??kt?n?z ve kendinizi ge?mi?te buldunuz….

Ancak zaman geni?lemesinden daha ciddi sebeplerden dolay? ???k h?z?na ??kmam?z engelleniyor. K?tlesi olan hi?bir ?ey ne yaz?k ki ???k h?z?nda u?amaz. H?zlanmaya ba?lad???m?z anda k?tlemiz artar ve ???k h?z?na yakla?t?k?a k?tlemiz de artar. Ve bizi h?zland?rmak i?in daha fazla enerjiye ihtiya? duyulur. I??k h?z?na ?ok yak?n de?erlerde k?tlemiz neredeyse sonsuz hale gelir ve buna ba?l? olarak daha fazla ivmelenmemiz i?in sonsuz enerjiye ihtiyac?m?z vard?r. Matematikte bu s?f?ra b?lmeye benzer.

Bir foton neden ???k h?z?nda u?ar? - merakl? ve anlay??l? bir okuyucu soracakt?r. Kendi k?tlesi olmad??? i?in (uzmanlar, hareketsiz k?tle, eylemsizlik k?tlesi ve di?er n?anslar aras?ndaki fark konusunda sessiz kal?n - biz y?kleme yapm?yoruz, basitle?tiriyoruz).

Evet evet, sizin bu ?arp??t?r?c?lar?n?zda bir elektron h?zland?r?ld???nda onun k???c?k k?tlesi bile ???k h?z?nda f?rlat?lamaz.

Baz? ders kitaplar?ndan al?nt? yapmadan duramay?z: " Bir par?ac???n h?z? ???k h?z?ndan sadece 90 km/s azsa k?tlesi 40 kat artar. G??l? elektron h?zland?r?c?lar?, bu par?ac?klar? ???k h?z?ndan yaln?zca 35-50 m/s daha d???k h?zlara kadar h?zland?rma kapasitesine sahiptir. Bu durumda elektronun k?tlesi yakla??k 2000 kat artar. B?yle bir elektronun dairesel bir y?r?ngede tutulabilmesi i?in, manyetik alan K?tlenin h?za ba??ml?l??? dikkate al?nmadan, beklenenden 2000 kat daha b?y?k bir kuvvet etki etmelidir."Zaman makinesi yapmay? planlamadan ?nce bunu bir d???n?n.

Dolay?s?yla birisinin ???k h?z?n? a?an bir ?ey ke?fetti?ini ve bu teknolojiye dayanarak haz?ms?zl?k i?in burulma ila?lar? satt???n? bir kez daha okudu?unuzda yaz?m?z? hat?rlay?n.
I????n h?z? inan?lmaz fiziksel miktar. ?rne?in, zaman ???k h?z?yla ?arp?l?rsa ("metrik" de?erler alm??), o zaman t?m g?relilik teorisinin ?zerinde ?al??t??? d?rt boyutlu uzay?n d?rd?nc? eksenini elde ederiz: uzunluk, geni?lik, y?kseklik, zaman. Bu son derece t?yler ?rpertici bir teori, ancak buradan ??kan sonu?lar ?a??rt?c? ve h?l? gen? fizik?ilerin k?r?lgan zihinlerini hayrete d???r?yor.

Dikkat modern fizik???k h?z?n?n a??lmas? olas?l???n? inkar etmiyor. Ancak t?m bu varsay?mlar do?rudan h?z?n ?stesinden gelmekle ilgili de?il. bu yakla??k?????n ?stesinden gelmek i?in gerekenden daha k?sa s?rede uzayda hareket etmekle ilgili. Bu da her t?rl? ke?fedilmemi? veya ??z?lmemi? etkile?imlerin (?rne?in kuantum ???nlanmas?) veya uzay?n e?rili?inden dolay? (varsay?msal gibi) solucan delikleri) veya zaman?n ters y?nde gitti?i par?ac?klar?n varl??? (teorik takyonlar gibi).

Bizim i?in hepsi bu. Ruhsal ba?lar? koparan ve REN-TV ve TNT'nizdeki e?itim programlar?na kar?? i?ren? bilimin yay?lmas?n? te?vik eden kurulu?lar?n talebi ?zerine yaz?lm??t?r. ?lginiz i?in te?ekk?r ederiz. Devam edecek.

Not: T?m g?rseller Google'dan al?nm??t?r (g?rsel arama) - yazarl?k orada belirlenir.
Metnin yasa d??? kopyalanmas? dava ediliyor, bast?r?l?yor, biliyorsunuz...