Kaip skaičiuojamas šviesos greitis – šviesos greičio matavimas

Kaip skaičiuojamas šviesos greitis – šviesos greičio matavimas

Kaip apskaičiuoti perimetrą ir plotą: kvadrato, stačiakampio, lygiašonio ir nelygiašonio trikampio?
Kaip pagaminti sūrio spurgas
Kaip prailginti iPhone baterijos veikimo laiką
Kaip užsirišti kaklaskarę
Kaip pridėti rusų/vokiečių kalbą jūsų kompiuteryje
lgus šimtemečius buvo galvota, kad šviesos greitis yra begalinis, tačiau taip nėra ir mokslininkai jį sugebėjo apskaičiuoti. Šviesos greitį pats pirmasis sėkmingai (nors ir nevisai tiksliai) išmatavo danas astronomas Olausas Roemeris. Tai jis atliko 1676 metais, pasinaudojęs Jupiterio palydovų judėjimu.
Mokslininkai ir filosofai ilgai ginčijosi, ar šviesos greitis yra begalinis, o jei ne – kaip jį būtų galima išmatuoti. Vienas pirmųjų tai padaryti bandė italų astronomas Galileo Galilei, siūlęs išmatuoti laiko tarpą tarp žibinto atidengimo ir jo atspindžio tolimame veidrodyje pasirodymo. Eksperimentas vaisių nedavė – juk šviesa per sekundę daugiau nei 7 kartus apskrieja Žemės rutulį.

Tiksliau šviesos greitį nustatyti pavyko O.Roemeriui, kuris tuo metu dirbo Paryžiaus karališkojoje observatorijoje. Šis astronomas stebėjo Jupiterio palydovo Ijo užtemimus ir pamatė, kad jų judėjimas atrodo šiek tiek kitaip, priklausomai nuo to, ar Žemė savo orbitoje juda link Jupiterio, ar tolyn nuo jo. Astronomas apskaičiavo, kad šviesa užtrunka apie 22 minutes, kol nukeliauja atstumą, lygų Žemės orbitos aplink Saulę diametrui. Tai reikštų, kad šviesos greitis siekia apie 220 tūkst. kilometrų per sekundę – maždaug 26 proc. mažiau nei yra iš tiesų.

Šviesos greičio matavimai

1)Šviesos greitis lygus 3×10^10 cm/sek. Kiek minučių prireiks šviesos spinduliui nueiti kelią nuo Saulės iki Žemės, jei Saulė nutolusi nuo Žemės 1,5×10^13 cm atstumu.

2)Šviesos spindulys nueina kelią nuo Saulės iki Žemės per 8 min.20 sec. Atstumas nuo Saulės iki Žemės lygus 1,5×10^8 km. Šviesa iš arčiausiai Žemės esančios žvaigždės pasiekia Žemę per 3 metus. Raskite atstumą tarp tos žvaigždės ir Žemės.

Kol kas dar joks žinomas objektas nesugebėjo viršyti šviesos greičio.

Greitis tėra matas, nusakantis, kiek reikia laiko, kad būtų pasiektas tam tikras taškas. Reliatyvumo teorija leidžia pasirinkti bet kokį kelionės tikslą Visatoje ir, jeigu bus panaudotos tinkamos technologijos, kelionės trukmę įmanoma sutrumpinti iki kiek norima mažo dydžio – jeigu tik jis nėra lygus nuliui.

Iš tikrųjų tai yra vienintelis apribojimas mūsų Visatoje. Ir jis labiau susijęs ne su fizika, o su logikos ir priežastingumo principais. Tam, kad sumažintume kelionės iš taško A į tašką B trukmę, erdvėlaikį galime išmaišyti skersai ir išilgai, tačiau bet kuriuo atveju atstumo tarp šių dviejų taškų neįveiksime greičiau nei per akimirksnį, nes kitaip tašką B pasiektume anksčiau, nei išvykome iš taško A.

Jeigu šį apribojimą pavyktų apeiti, rastųsi galybė paradoksalių priežastingumo problemų, pavyzdžiui, jūs nuspręstumėte nevykti iš taško A, nors jūs jau pasiekėte tašką B. Tokia kelionė yra nelogiška, be to, pažeidžia termodinamikos dėsnius, kadangi staiga Visatoje imtų šmėžuoti dvi jūsų kopijos – kitas jūs atsirastų tiesiog iš niekur.

Taigi, nesvajokite apie judėjimą, viršijantį šviesos greitį – ne dėl to, kad šviesos greitis yra kažkuo ypatingas, o todėl, jog neįmanoma pasiekti kelionės tikslo anksčiau, nei jūs ją pradėjote. Šviesa iš tikrųjų juda akimirksniu, kaip ir gravitacija ar kiti mums dar nežinomi reiškiniai, tačiau neverta tikėtis, jog pavyks aptikti kažką, kas sugebėtų įveikti šį greičio barjerą.

Masę turintys objektai, keliaudami tarp dviejų taškų, jaučia laiko tėkmę. Nors mes galime išmatuoti, kiek šviesos signalas užtrunka įveikdamas tam tikrą atstumą, tačiau mes niekada nepajėgsime patys pasiekti tokios būsenos.

Mes esame įsitikinę, jog greičio riba siekia 300 tūkstančių kilometrų per sekundę, nes intuityviai nujaučiame, kad laikas bėga pastovia sparta. Vis dėlto daugybė įvairių eksperimentų aiškiai patvirtino, jog laikas skirtingose atskaitos sistemose neteka pastovia sparta. Taigi, įvaldę tinkamas technologijas, savo erdvėlaivyje praleisime viso labo pusvalandį begurkšnodami arbatą, kai tuo tarpu kitoje iliuminatoriaus pusėje praeis visa amžinybė. Tai nėra susiję su greičiu, tai susiję su asmeninės kelionės tarp dviejų taškų trukmės sumažėjimu. Tokia trukmė turi natūralią ribą – nulį.

Kaip kartą yra pasakęs Vudis Alenas: laikas yra įrankis, kuriuo gamta neleidžia viskam atsitikti vienu metu. Tad erdvėlaikis – įrankis, kuriuo gamta neleidžia viskam atsitikti vienu metu toje pačioje vietoje.

KOMENTARAI

WORDPRESS: 0
DISQUS: