Қызықты

Жарықтың шынайы жылдамдығы және оны пайдалану әдісі туралы біліңіз

Жарықтың шынайы жылдамдығы және оны пайдалану әдісі туралы біліңіз

Астрономдар өлшей алатын жылдамдықпен ғалам арқылы қозғалады. Шындығында, жарық жылдамдығы - бұл ғарыштық жылдамдықтың шегі, сондықтан тезірек қозғалатын ештеңе жоқ. Жарық қаншалықты жылдам қозғалады? Бұл шекті өлшеуге болады және ол біздің ғаламның мөлшері мен жасына қатысты түсінігімізді анықтауға көмектеседі.

Жарық дегеніміз не: толқын немесе бөлшек?

Жеңіл жылдамдықпен, секундына 299, 792, 458 метр жылдамдықпен жүреді. Мұны қалай істеуге болады? Мұны түсіну үшін жарықтың не екенін және 20-ғасырдың ашылуы екенін білу пайдалы.

Жарықтың табиғаты ғасырлар бойы құпия болып келді. Ғалымдар толқын мен бөлшектер табиғаты туралы ұғымды білуде қиындықтарға тап болды. Егер толқын болса, ол нені таратты? Неліктен ол барлық бағыттарда бірдей жылдамдықпен жүрді? Жарық жылдамдығы ғарыш туралы не айта алады? 1905 жылы Альберт Эйнштейн арнайы салыстырмалылық туралы бұл теорияны сипаттағанға дейін ол бәріне назар аударды. Эйнштейн кеңістік пен уақыт салыстырмалы, ал жарық жылдамдығы екеуін байланыстыратын тұрақты деп тұжырымдады.

Жарық жылдамдығы дегеніміз не?

Жарық жылдамдығы тұрақты және жарық жылдамдығынан ешнәрсе жылдам жүре алмайды деп жиі айтылады. Бұлай емес толығымен дәл. Секундына 299,792,458 метр (секундына 186,282 миль) - бұл вакуумдағы жарық жылдамдығы. Дегенмен, әр түрлі медиа арқылы өтетіндіктен жарық баяулайды. Мысалы, әйнек арқылы қозғалса, ол вакуумда жылдамдығының үштен екісіне дейін баяулайды. Тіпті ауада, бұл шамасында вакуум, жарық аздап баяулайды. Ол ғарыш арқылы қозғалғанда ол бұлт пен газдың бұлттарымен, гравитациялық өрістермен кездеседі және олар жылдамдықты аздап өзгерте алады. Газ бен шаң бұлттар өтіп бара жатқанда жарықтың бір бөлігін сіңіреді.

Бұл құбылыс электромагниттік толқын болып табылатын жарықтың табиғатымен байланысты. Ол материал арқылы тарала бастағанда оның электрлік және магниттік өрістері байланысқа түскен зарядталған бөлшектерді «бұзады». Бұл бұзылулар бөлшектердің бірдей жиілікте, бірақ фазалық ығысумен сәулеленуіне әкеледі. «Барлық бұзылулар» нәтижесінде пайда болған барлық толқындардың қосындысы бастапқы жарықпен бірдей жиіліктегі электромагниттік толқынға әкеледі, бірақ толқын ұзындығы қысқа, демек баяу болады.

Қызықты, жарық қаншалықты жылдам қозғалса, оның жолы интенсивті гравитациялық өрістері бар кеңістіктегі аймақтар арқылы өтіп бара жатқан кезде бүгілуі мүмкін. Мұны галактикалық кластерлерде оңай көруге болады, олар көп заттардан тұрады (оның ішінде қара материя), олар квазар сияқты алыс объектілерден жарық жолын өзгертеді.

Гравитациялық линзалар және ол қалай жұмыс істейді. Қашықтағы объектінің сәулесі күшті гравитациялық тартқышы бар жақын объектінің жанынан өтеді. Жарық бүгілген және бұрмаланған, сондықтан алыстағы нысанның «бейнелерін» жасайды. NASA

Шамдар мен гравитациялық толқындар

Қазіргі физика теориялары гравитациялық толқындар да жарық жылдамдығымен жүреді деп болжайды, бірақ ғалымдар гравитациялық толқындар құбылысын қара тесіктер мен нейтрондық жұлдыздардың соқтығысуынан зерттеген кезде бұл әлі де расталуда. Әйтпесе, жылдам жүретін басқа объектілер жоқ. Теориялық тұрғыдан олар ала алады Жақын жарық жылдамдығы, бірақ тезірек емес.

Мұның бір ерекшелігі ғарыштық уақыт болуы мүмкін. Алыс галактикалар бізден жарық жылдамдығынан тезірек алыстап бара жатқан сияқты. Бұл ғалымдар әлі де түсінуге тырысатын «проблема». Алайда, мұның бір қызықты нәтижесі - бұл соғу дискісінің идеясына негізделген саяхат жүйесі. Мұндай технологияда ғарыш кемесі ғарышқа қатысты демалуда және ол іс жүзінде ғарыш мұхиттағы толқынға мінген серфер сияқты қозғалады. Теориялық тұрғыдан алғанда, бұл суперлиминалды саяхатқа мүмкіндік береді. Әрине, басқа да практикалық және технологиялық шектеулер бар, бірақ бұл ғылыми қызығушылық тудыратын ғылыми-фантастикалық идея.

Жарық үшін саяхат уақыты

Астрономдардың қоғам мүшелерінен алған сұрақтарының бірі: «X объектісінен Y объектісіне өту үшін жарық қанша уақытты алады?». Жарық оларға қашықтықты анықтай отырып, ғаламның өлшемін анықтауға мүмкіндік береді. Міндетті түрде қашықтықтан өлшенетін бірнеше:

  • Жер Айға: 1,255 секунд
  • Күн Жерге: 8.3 минут
  • Келесі жақын жұлдызға біздің Күн: 4.24 жыл
  • Біздің Сүт жолы галактикасында: 100,000 жыл
  • Ең жақын спиральды галактикаға (Андромеда): 2,5 миллион жыл
  • Көруге болатын ғаламның Жерге шегі: 13,8 миллиард жыл

Бір қызығы, ғаламның кеңеюіне байланысты біз көре алмайтын нысандар бар, ал кейбіреулері біз көре алмайтын «көкжиектен» тұрады. Олар қаншалықты жылдам жүрсе де, олар ешқашан біздің көзқарасымызға енбейді. Бұл кеңейіп жатқан ғаламда өмір сүрудің таңғажайып әсерлерінің бірі.

Каролин Коллинз Петерсен редакциялаған


Video, Sitemap-Video, Sitemap-Videos