Про эту вашу физику
Шрифт:
Таким образом, если бы кто-нибудь с часами разогнался до скорости света, то время для него остановилось. Как говорят физики: часы на фотоне не идут.
С точки зрения фотона, если бы он мог рассказать, что видит, его история была бы грустная. Вот он родился и тут же умер. А для стороннего наблюдателя этот же самый фотон миллиард лет летел из далекой галактики до нашей планеты, где врезался в наблюдателя. Нервирует, да?
А если
Но разогнаться до скорости света нам мешают более серьезные причины, чем замедление времени. Все, что имеет массу, не может лететь со скоростью света, увы. Как только мы начинаем ускоряться, нам требуется прилагать для этого ускорения всё больше и больше сил. При значениях очень близких к скорости света количество необходимого топлива, или что мы там используем для ускорения, приближается к бесконечности, и соответственно для нашего дальнейшего разгона нам требуется бесконечная энергия. В математике это выглядит как деление на ноль.
А почему же частица света летит со скоростью 300 000 км/сек? — спросит любознательный и смекалистый читатель. Потому что у нее нет собственной массы (знатоки, молчите о разницах в массе покоя, инертной массе, импульсе и прочих нюансах — мы упрощаем, а не загружаем). Фотон — это безмассовая частица. И такое бывает в этой вашей физике.
Да-да, когда в коллайдере (машина для создания черных дыр и уничтожения вселенной) разгоняют электрон, то даже его малюсенькую массу нельзя пульнуть со скоростью света.
Не можем не процитировать какой-то учебник:
«Если скорость частицы всего лишь на 90 км/с меньше скорости света, то ее масса увеличивается в 40 раз. Мощные ускорители для электронов способны разгонять эти частицы до скоростей, которые меньше скорости света лишь на 35–50 м/с. При этом масса электрона возрастает примерно в 2000 раз. Чтобы такой электрон удерживался на круговой орбите, на него со стороны магнитного поля должна действовать сила, в 2000 раз большая, чем можно было бы предполагать, не учитывая зависимости массы от скорости». (источник: www.fizika9kl.pm298.ru).
Поразмыслите об этом, прежде чем строить планы по созданию машины времени.
В описании есть некоторая несущественная для нас неточность. В последнее время ученые говорят, как мы и писали выше, что увеличивается не масса, а затраты энергии на разгон. Но там подмены понятий, неудачные термины, исторические названия, а некий академик по фамилии Окунь (на самом деле хороший академик) плачет горькими слезами, пытаясь воевать с традициями и методологией преподавания в школах.
Интересный факт, что с ограниченностью скорости света не согласились многие ученые тех и последующих лет. Электрик Никола Тесла считал теорию относительности ошибочной, но пояснить свое мнение не мог потому, что, как и все мы, не осилил математику, лежащую в основе. Константин Циолковский говорил, что постоянство скорость света это философщина и религиозные байки наподобие шести дней творения. Циолковского можно было понять:
Не любили теорию Эйнштейна и в Третьем Рейхе. Но не потому что не понимали, а потому что дядюшка Альберт был евреем. Издавались интересные книжки с названием «100 авторов против Эйнштейна», где авторитетные специалисты пытались опровергнуть положения теории.
Скорость света — это удивительная физическая величина. Если, например, время умножить на скорость света (получив «метрические» значения), то получится та самая четвертая ось четырехмерного пространства, которым оперирует вся теория относительности: длина, ширина, высота, время. Это крайне зубодробительная теория, но выводы из нее шикарны и до сих пор поражают неокрепшие умы юных физиков.
Каждый второй комментатор лекций про скорость света обязательно блеснет знаниями о том, что скорость света бывает медленной. Да, всё верно, но это происходит, когда свет распространяется в какой-то среде, например, в воде — на 25 % медленнее, чем в вакууме. В этом случае свет по цепочке поглощается атомами вещества, через которое летит, и испускается дальше — на всё это тратится некоторое время, отчего мы и видим, как все замедленно и банально.
Отметим, что современная физика не отрицает возможность превышения скорости света. Но все эти предположения касаются не преодоления скорости «в лоб». Речь идет о перемещении в пространстве за время меньшее, чем его преодолеет свет. А это может быть в результате всякого рода неоткрытых или неразгаданных взаимодействий (типа квантовой телепортации), или за счет искривления пространства (типа гипотетических кротовых нор), или существования частиц, у которых время идет в обратном направлении (типа теоретических тахионов).
Или вот, например, каждый, небось, слышал, что наша Вселенная расширяется со сверхсветовой скоростью. Но тут нет парадокса. Теория ограничивает скорость только материи, а расширяющееся пространство неизвестно чем является, и вообще там свои гипотезы: темные энергии, инфляции какие-то.
Кроме того, есть несколько умозрительных опытов, связанных с иллюзией превышения скорости света, типа световых ножниц и угловых скоростей. Имейте в виду — сенсаций там нет, а те, кто упоминают эти опыты, либо не понимают, в чем дело, либо собираются вас потроллить.
Поэтому, когда вы в очередной раз читаете, что кто-то открыл что-то, превышающее скорость света, и теперь продает на основе этой технологии торсионные препараты от несварения желудка, вспомните нашу статью.
На этом интересном месте глава заканчивается. Мы только приоткрыли дверь в волшебный мир физики, перед чудесами которой меркнут фокусы, навроде хождения по воде, превращения воды в вино и поиска пропавших людей по фотографии. В дальнейших лекциях мы расскажем про гравитацию, квантовую механику, неопределенность Гейзенберга, из чего сделан вакуум и зачем нам тёмная материя.