Valguse kiirus on füüsika üks olulisemaid konstante. Taani astronoom Olaf Roemer hindas valguse kiirust esmakordselt 1676. aastal. Teadlane, kes tegi kindlaks, et meie universumis saavutatava kiiruse ülempiiri, mis võrdub peaaegu 300 000 kilomeetriga sekundis, seab kergeks, oli täpselt Albert Einstein. Ja veel, sama Einsteini teooria kohaselt on kõik selles universumis suhteline, ka liikumine. See omakorda sunnib meid esitama täiesti loogilise küsimuse: milline on valguse täieliku vastandi - pimeduse - kiirus?
Oleme kaugel esimesest, kes seda küsimust esitas, kuid Gizmodo portaal otsustas sellesse süveneda ja pöördus seekord ühe auväärsema ja kuulsama teadlase, uurija, teoreetiku, mustade aukude ja kvantfüüsika ekspertide poole. Huvitav on see, et neil kõigil pole selles küsimuses üksmeelt. Mõni usub, et pimedusel võib olla sama kiirus kui valguses. Teised usuvad, et see võib olla lõpmata aeglasem. Veel on teised kindlad, et kõik sõltub vaatenurgast, millest seda küsimust vaatad.
George Masser
Ajakirjade Scientific American ja Nautilus toimetaja, filmi Creepy Action at Distance: A Fenomenon, mis määratlevad ruumi ja aja uuesti. Fenomeni olulisus musta augu teoorias, suure paugu teoorias ja kõige teoorias, samuti idiootide keelpilliteooria täielik juhend
“Pimeduse kiirus? Lihtsaim vastus on see, et pimeduse kiirus võrdub valguse kiirusega. Lülitage Päike välja ja meie taevas läheb kaheksa minutit pärast seda punkti pimedaks. Kuid see on igav vastus! Ei päriselt! Esiteks, mida me kutsusime "valguse kiiruseks", on levimiskiirus ja see ei ole alati määrav tegur. Objektide poolt heidetakse maastikule langevat varju. Ja nende objektide eripära ning kaugus neist määravad, kui kiiresti see langeb.
Näiteks pöörleva majaka prožektor valgustab korrapäraste ajavahemike järel selle ümbrust. Keskkonna varjamise suhteline kiirus suureneb, kui kaugus tuletornist endast suureneb. Kui liigute tuletornist piisavalt kaugele, siis möödub vari teid kiiremini kui valguse kiirus. Sama asi juhtub näiteks kosmoses asuvate neutronitähtedega. Teisisõnu, sel juhul tähendab valguse kiirus ainult viivitust. Isegi kui majakas on suunatud otse teile, ei näe te valgust kohe, vaid mõne viivitusega. Kuid see ei mõjuta mingil viisil sündmuste käiku, mida näete, olles oma kohal.
Reklaamvideo:
Kuid kas on olemas isegi selline asi nagu pimedus? Täpsemalt, on olemas mõiste, kuid kas on olemas nähtus ise? Isegi kui Päikese "välja lülitate", ei vaju Maa täielikku läbitungimatusse pimedusse. Tähtede, udukogude ja isegi Suure Paugu valgus valgustab sel juhul teie taevast. Ka planeet ise ja kõik sellel asuv, ka meie keha, kiirgavad valgust. Ja see on infrapunas nähtav. Isegi kui leidsite kuidagi võimaluse Päike "välja lülitada", kiirgab see peaaegu igavesti teatud taset kuma. Teie sajandi ja paljude järgnevate sajandite jaoks on sellest kindlasti piisavalt. See tähendab, et kuni meil on võimalus näha, näeme ka. Ükski optiline andur ei suuda täielikku pimedust tuvastada, sest isegi kui läheduses pole valgusallikaid,saadaolevad kvant kõikumised tekitavad ka väga väikeseid valgusvälke. Või võtke mustad augud - väidetavatest objektidest kõige tumedamad. Isegi kui nad on mõne teooria kohaselt võimelised kiirgama teatud protsenti valgust. Füüsikas, vastupidiselt inimestevaheliste suhete sfäärile, vallutab valgus alati pimeduse.
Pimedus ei ole füüsiline kategooria, vaid pigem suhteline olek. Isegi mitte seda. See on riigi subjektiivne ettekujutus. Fotonid võivad peegelduda või mitte, võrkkestarakud võivad käivitada mäluprotsesse, kuid need ei suuda seletada subjektiivset pimeduse tajumist, samamoodi nagu laineid ei saa esindada midagi enamat kui meie kogemus värvi või heli vaatlemisel. Meie subjektiivne kogemus muutub aeg-ajalt, kuid selle kogemuse üksikud osad asuvad väljaspool aega. Ja selles mõttes võime öelda, et pimedusel endal pole kiirust.
Mis on kiirus üldises mõttes? Ja kas see üldse olemas on? See eeldab teatud ruumi olemasolu, kus seda saab mõõta. Paljud kvantfüüsikaga töötavad teadlased - maailm, kus tavafüüsika tavamõisted muutuvad sageli kasutuks - usuvad aga, et kosmos ise on üks reaalsuse fundamentaalsema taseme tuletisi, kus puuduvad sellised mõisted nagu asend, kaugus või sama. kiirus.
Avi Loeb
Harvardi ülikooli astrofüüsika professor, Black Hole Initiative (BHI) asutaja
“Musta augu keskpunkti meelitatud materjal jõuab valguse kiirusele lähedale. Kõik, mis jääb nn musta augu sündmuste horisondi alla, ei pääse kuidagi. Isegi valgus on sündmushorisondil igavesti suletud. Seda silmas pidades võib mustadesse aukudesse suhtuda kui igavese pimeduse vanglatesse. Kuid see pole nii.
Päikese taolise tähe võib spagetiseerida gaasivooluks, kui see möödub massiivse musta augu kõrval, näiteks meie Linnutee galaktika keskel asuv täht, mille mass on 6 miljardit päikese massi.
Musta auku kukkudes võib mateeria aga üksteisega hõõruda ja kuumeneda. Selle hõõrdumise lõpptulemuseks on kiirgus. Kui aknetsioonikiirus (massi juurdekasvu protsess) on piisavalt kõrge, on väljuva kiirguse rõhul potentsiaalselt võimalus ümbritsevat täiendavat ainet kukkumise eest päästa. Paljudel universumi kõige massiivsematel mustadel aukutel, mille mass on miljardeid päikesi, on kõrgeim võimalik akretsioonimäär."
Neil DeGrasse Tyson
Astrofüüsik, füüsika doktor, kirjanik, teaduse populariseerija, Manhattani Ameerika loodusloomuuseumi Haydeni planetaariumi direktor. Populaarteadusliku sarja "Kosmos: ruum ja aeg" võõrustaja
„Pimeduse kiirus tähendab … Arvestades, et pimedus on iseenesest valguse lakkamise tulemus? Kui valguse kiirust tähistab konstant, siis on pimeduse kiirus valguse kiiruse täpselt vastupidine konstant. Kui valgus on vektor, sellel on suurus ja suund, siis … rääkides selle negatiivsest väärtusest, räägime selle vastassuunast. Pimedus on sel juhul vastupidine, mitte otsene. Ma ütleksin, et pimedusel on valguse kiirusele vastupidine negatiivne väärtus."
Sara Caudill
PhD Leonardo E. Parkeri gravitatsiooni, kosmoloogia ja astrofüüsika uuringute keskusest, Wisconsini-Milwaukee ülikool
„Mustade aukude gravitatsioonijõud on nii suur, et isegi valgus ei pääse sellest pärast sündmushorisondi raadiusele sisenemist - nähtamatuid piire, mis loovad tagasitulekupunkti. Kuna mustade aukude gravitatsioon on nii tugev, mõjutavad väljaspool seda tugevat gravitatsioonivälja tehtud vaatlusi aja dilatatsiooni mõju.
Oletame, et kaugel mustast august on mõni välisvaatleja, kes näeb, et mustasse auku langeb helendav objekt. Vaatleja seisukohast aeglustab see helendav objekt kõigepealt oma kiirust ja siis "kustub", muutudes nii tuhmiks, et seda on võimatu näha. Vaatleja ei suuda isegi näha, kuidas objekt ületab sündmushorisondi piiri.
Kui vaatame olukorda sellesse musta auku langeva mateeria vaatevinklist. Kujutage nüüd ette musta auku, mida ümbritseb hõõguva gaasi pilv. Selle pilve moodustas eraldunud täht, mis läks sellele mustale augule liiga lähedale. See gaasipilv ilmub tasandatud kettana, mida nimetatakse ka akordkettaks. Niisiis, selle ketta gaasi neelab lõpuks täielikult must auk, kuid see ei juhtu kohe.
Fakt on see, et on olemas kiirusepiirang, mis sõltub kuumutatud gaasi kiirgusrõhu jõust, mis peab vastu musta augu enda sisemise raskusjõu toimimisele. Lõppkokkuvõttes, niipea kui kogu gaas on musta auku imendunud, suureneb selle suurus. Näiteks kui me võtame musta augu, mille algmass on kümme korda suurem kui meie Päikese mass ja selle massi suurenemise kiirus saavutab maksimumi (nn Eddingtoni piir), siis umbes miljardi aasta pärast jõuab selle musta augu mass 100 miljonini. korda ületades meie päikese massi”.
David Reice
Laserinterferomeetrilise gravitatsioonilainete vaatluskeskuse (LIGO) teaduslik juhendaja
“Põhimõtteliselt sõltub kõik sellest, kas te olete asi, mille neeldub musta augu lõpmatu kuristik, või olete sündmuspaigast piisavalt kaugel ja olete passiivne vaatleja sündmusele, kus keegi või midagi muud sellesse väga kuristikku satuvad. Kui teil pole õnne ja olete esiteks, siis on kiirus väga suur. Tõenäoliselt räägime valguse kiirusele lähedastest näitajatest.
Kui leiate end sekundi teisest kohast ja olete mustast august piisavalt kaugel, siis tundub kiirus, mille abil must auk imendub, gravitatsioonilise aja laienemise tõttu. Tema sõnul läheb gravitatsioonivälja mõjul "kell" aeglasemalt ja väga tugeva gravitatsioonivälja mõjul - veelgi aeglasemalt, mis saab paika just siis, kui läheneda musta augu sündmushorisondile.
Piisavalt pean silmas seda, et kohalikus koordinaatsüsteemis jääte te musta augu suhtes liikumatuks (st teid ei köida see enam) ja teie kohaliku aja süsteemi ei mõjuta selle musta augu gravitatsiooniväli. Sel juhul näib musta augu mõjust väljaspoole jääva inimese jaoks, et objekt või mateeria liigub musta augu sündmushorisondi poole lõpmata pikaks ajaks.
Nyayesh Afshordi
Waterloo ülikooli füüsika ja astronoomia osakonna astrofüüsik ning Kanada teoreetilise füüsika perimeetri instituudi kosmoloogia ja gravitatsiooni osakonna juhataja
„Ma usun, et pimeduse kiirus on lõpmatu! Klassikalises füüsikas võib kosmose pimeduse üldkontseptsiooni kohaselt pidada lihtsalt tühja vaakumit. Tänu kvantmehaanikale teame aga, et tegelikult pole pimedust ja tühja ruumi. Isegi kui teile tundub, et meil pole ühtegi valgusallikat, mida me võiksime näha, võib see allikas olla elektromagnetväljade kõikumine. Isegi kvantitatiivsed kõikumised peavad aset leidma LIGO laboratooriumi poolt alles hiljuti kosmoseaega läbinud gravitatsioonilainetes.
Probleem on selles, et selle kvantarinde raskusaste on lõpmatu. Teisisõnu, praegu pole ühtegi veenvat kvantgravitatsiooni teooriat, millega enamik teadlasi nõustuks. Vajalik vastus küsimusele võib peituda "pimeduse" kiiruse väga võimaluses, see tähendab, et kvantaripid saavutavad lõpmatu väärtuse (või muutuvad suvaliselt suureks), eriti väikestes skaalades ja lühikese aja jooksul. Muidugi, see on vaid oletus, kuid mulle tundub, et see on tõhus viis Suure Paugu põhimõtte ja olemuse, mustade aukude, tumeda energia ja kvantgravitatsiooni mõistmiseks."
NIKOLAY KHIZHNYAK
