Совершите путешествие по солнечной системе со скоростью света, начиная с Солнца
Мы слышали это снова и снова. Ни один материальный объект не может теоретически двигаться быстрее. Для всех практических целей достаточно света, чтобы путешествовать со скоростью света.
Двигаясь с такой скоростью, луч света может пронзить Землю 8 раз за одну секунду. Поездка на Луну занимает всего 1,3 секунды. Быстро точно, но, к сожалению, недостаточно быстро. Нажмите «Play» на видео, и вы скоро поймете, что я имею в виду. Вид начинается на Солнце и движется наружу в солнечную систему со скоростью света.
Расстояние до планеты в АС Время в пути ............................................ ........................ Меркурий 0,387 193,0 секунды или 3,2 минутыВенус 0,723 360,0 секунды или 6,0 минутыЗемля земли 4000 499,0 секунды или 8,3 минутыМарс 1,523 759,9 секунды или 12,6 минутыЮпитер 5,203 2595,0 секунд или 43,2 минутыСатура 9,538 4759,0 секунд или 79,3 минутУран 19,819 9575,0 секунд или 159,6 минут Нептун 30,058 14998,0 секунд или 4,1 часаПлуто 39,44 19680,0 секунд или 5,5 часов ..................... ..............................................
Расстояния и световое время до планет и Плутона (от Альфонса Суайнхарта)
Вы могли бы сначала подумать, что быстрое движение приведет нас через орбиты восьми планет в спешке. Я не должен был удивляться, но я уже чувствовал нетерпение к тому времени, когда Меркьюри пролетел… через 3,2 минуты. Земля была еще в 5 минутах, а Юпитер еще 40! Вот почему видео обрывается на Юпитере - никто не задержится на появлении Плутона через 5 с половиной часов.
Как утомительно, но эффективно демонстрирует видео, мы живем в солнечной системе, где несколько планет разделены огромными пространствами. Даже свет не достаточно быстр, чтобы удовлетворить потребность человека в скорости. Но просто для сравнения: самые быстрые из созданных человеком объектов - это НАСА. Космический корабль Вояджер Iкоторый недавно достиг межзвездного пространства, путешествуя со скоростью 38 000 миль в час (17 км / с) или почти в 18 000 раз медленнее, чем скорость света.
Давайте исследовать дальше. Любой материальный объект, например, кегель, движущийся так быстро, станет бесконечно массивным. Почему? Вам нужно бесконечное количество энергии, чтобы разогнать кегель до точной скорости света. Поскольку материя и энергия - это две грани одной монеты, вся эта энергия создает бесконечно массивный кегель. Сладкая месть, если когда-либо была.
Однако вы можете разогнать леденцовую таблетку до скорости света 99,9999% с конечным, если неимоверно большим количеством энергии. Эйнштейн крут с этим. Вот странная вещь. Если бы вы путешествовали со скоростью света, это выглядело бы как совершенно нормальный кусочек леденца, но если бы вы смотрели на него из внешнего мира, сладким угощением была бы вся вселенная. Обе точки зрения одинаково действительны, и это суть относительно.
Волново-частичная двойственность света
Чтобы лучше представить день из жизни фотона, давайте отправимся в путешествие. Фотоны являются частицей формы света, которая долгое время понималась только как волны электромагнитной энергии. В странности квантового мира свет и частица, и волна, С нашей точки зрения, фотон разгоняется со скоростью 186 000 миль в секунду, но сам фотон мир стоит на месте и время останавливается. Фотоны везде везде. Вездесущий. Время не проходит для них.
В теории относительности движение чего-либо определяется целиком и полностью с точки зрения наблюдателя. С точки зрения фотона, он в покое. От нашего он движется во времени и пространстве. У всех нас есть своя «система координат», поэтому, где бы мы ни находились, мы находимся в покое. Для вас это относительность - все кадры одинаково действительны.
Допустим, вы в самолете. Эта грустная сумка с кренделями, которую вам только что передали, находится в покое, потому что она находится в вашей системе координат. Человек рядом с вами тоже отдыхает (и, надеюсь, не храпит). Даже самолет в покое. По словам Эйнштейна, так же справедливо представить, как мир движется за окном самолета, а сам самолет остается в покое. В следующий раз, когда вы полетите, закройте глаза, когда самолет достигнет высоты и постоянной скорости. Вы услышите шум двигателей, но нет никакого способа узнать, что вы действительно двигаетесь.
Относительность также предсказывает, что Контракт объектов в направлении их движения. Как ни странно, это было подтверждено многими экспериментами. Чем быстрее вещи путешествуют, тем больше они сжимаются.
Эффект не становится заметным, пока объект не приблизится к скорости света, но служебные и экипажные модули Apollo 10 достигли скорости света 0,0037%. С точки зрения того, кто находится на земле, модуль длиной 11,03 метра сократился примерно на 7,5 нанометров, что является чрезвычайно незначительным, но измеримым количеством. (Толщина листа бумаги составляет 100 000 нанометров). Аналогично, расстояния сокращаются, достигая нуля при скорости света.
Сокращение длины происходит из-за того, что стационарный наблюдатель видит, как время быстрого путешественника на космическом корабле замедляется. Поскольку свет измеряется в единицах времени - световых секундах, световых годах - для того, чтобы двое могли договориться о скорости света (постоянной по всей вселенной), «правитель» путешественника должен быть короче. И это действительно с вашей стационарной точки зрения, если бы вы могли как-то заглянуть внутрь корабля. Путешествуя со скоростью света 10%, 200-футовый космический корабль сжимается до 199 футов. На 86,5% это 100 футов или половина размера, а на 99,99% только 3 фута!
Сегодня мы много путешествовали - спокойно сидели в наших системах отсчета.
