Что такое скорость света и измеряемые световыми годами

Теория относительности утверждает, что когда приближается материя к скорости света, ее масса становится бесконечной, напоминает 24 Канал. Это означает, что скорость света функционирует как ограничение скорости для всей вселенной.

Скорость света настолько неизменна, что согласно Национальному институту стандартов и технологий США она используется для определения международных стандартных измерений, таких как метр (и, соответственно, миля, фут и дюйм). С помощью хитроумных уравнений она также помогает определить килограмм и единицу измерения температуры Кельвина.

Но, несмотря на репутацию скорости света как универсальной константы, ученые и писатели-фантасты проводят время в размышлениях о путешествиях на скоростях больше скорости света. Пока никто не смог продемонстрировать настоящий варп-двигатель, но это не замедлило наш коллективный порыв к новым историям, новым изобретениям и новым сферам физики.
 

Что такое световой год?

Световой год – это расстояние, которое свет может преодолеть за один год – близко 10 триллионов километров. Это один из способов, которым астрономы и физики измеряют огромные расстояния в нашей Вселенной.

Свет проходит путь отражаясь от Луны до наших глаз примерно за 1 секунду, то есть Луна расположена на расстоянии около 1 световой секунды от нас. Солнечному свету нужно около 8 минут, чтобы достичь наших глаз преодолевая расстояние от Солнца до Земли, то есть Солнце расположено на расстоянии около 8 световых минут. Светлая от Альфы Центавра, ближайшей к нам звездной системы, требуется примерно 4,3 года, чтобы добраться до нас, следовательно, Альфа Центавра расположена на расстоянии 4,3 световых лет от нас.

Этот принцип позволяет астрономам видеть вселенную такой, какой она была после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиардов лет назад. Объекты, расположенные в 10 миллиардах световых лет от нас, кажутся астрономам такими, какими они выглядели 10 миллиардов лет назад – относительно скоро после начала Вселенной – а не такими, какими они выглядят сегодня, ведь они вообще могут уже не существовать.
 

Интересные факты о скорости света

• Есть ли что-то быстрее скорости света? Нет! Свет – это "универсальный предел скорости" и, согласно теории относительности Эйнштейна, это самая быстрая скорость во Вселенной: 300 000 километров в секунду.
• Является ли скорость света постоянной? Скорость света является универсальной константой в вакууме, подобно вакууму космоса. Однако свет может несколько замедляться, когда он проходит через поглощающую среду, например воду (225 000 километров в секунду) или стекло (200 000 километров в секунду).
• Кто открыл скорость света? Одно из первых измерений скорости света сделал Ромер в 1676 году, наблюдая за спутниками Юпитера. Впервые скорость света была измерена с высокой точностью в 1879 г. в эксперименте Майкельсона-Морли.
• Откуда мы знаем скорость света? Ромер смог измерить скорость света, наблюдая затемнение спутника Юпитера Ио. Когда Юпитер был ближе к Земле, Ремер заметил, что затмения Ио происходили несколько раньше, чем когда Юпитер был дальше. Ромер объяснил этот эффект тем, что свету нужно больше времени, чтобы преодолеть большее расстояние, когда Юпитер находится дальше Земли.

Что двигается быстрее скорости света?

Хотя скорость света часто называют пределом скорости Вселенной, на самом деле сама она расширяется несколько быстрее, чем скорость света. Вселенная расширяется со скоростью чуть более 68 километров в секунду на каждый мегапарсек расстояния от наблюдателя.

Другими словами, галактика на расстоянии 1 мегапарсек удаляется от Молочного Пути со скоростью 68 км/с, в то время как галактика на расстоянии двух мегапарсек удаляется со скоростью почти 136 км/с, и так далее.

В какой-то момент, на непостижимом расстоянии скорость расширения превосходит шкалу и превышает саму скорость света, и все это вследствие естественного, регулярного расширения пространства.

Специальная теория относительности устанавливает абсолютный предел скорости во Вселенной, но теория Эйнштейна 1915 г. относительно общей теории относительности позволяет другое поведение, когда физика, которую мы изучаем, перестает быть "локальной".