Еще за длительное время до того, как ученые измерили скорость света, им пришлось значительно потрудиться над определением самого понятия «свет». Одним из первых над сиим задумался Аристотель, который считал свет некоторой подвижной субстанцией, распространяющейся в пространстве. Его древнеримский сотрудник и последователь Лукреций Кар настаивал на атомарной структуре света.
К XVII веку сформировались две главные теории природы света – корпускулярная и волновая. К приверженцам первой относился Ньютон. По его воззрению, все источники света источают мелкие частички. В процессе «полета» они образуют светящиеся полосы – лучи. Его оппонент, голландский ученый Христиан Гюйгенс настаивал на том, что свет – это разновидность волнового движения.
В итоге многолетних споров ученые пришли к консенсусу: обе теории имеют право на жизнь, а свет – это видимый глазу диапазон электромагнитных волн.
Мало истории. Как определяли скорость света
Большая часть ученых древности были убеждены в том, что скорость света нескончаема. Но результаты исследовательских работ Галилея и Гука допускали ее предельность, что наглядно было доказано в XVII веке выдающимся датским астрологом и математиком Олафом Ремером.
Свои 1-ые измерения он произвел, следя за затмениями Ио – спутника Юпитера в тот момент, когда Юпитер и Земля размещались с обратных сторон относительно Солнца. Ремер зафиксировал, что по мере отдаления Земли от Юпитера на расстояние, равное поперечнику орбиты Земли, изменялось время запаздывания. Наибольшее значение составило 22 минутки. В итоге расчетов он получил скорость 220000 км/сек.
Через 50 лет в 1728 году, благодаря открытию аберрации, британской астролог Дж. Брэдли «уточнил» этот показатель до 308000 км/сек. Позднее скорость света измерили французские астрофизики Франсуа Арго и Леон Фуко, получив на «выходе» 298000 км/сек. Еще наиболее точную методику измерения предложил создатель интерферометра, узнаваемый южноамериканский физик Альберт Майкельсон.
Опыт Майкельсона по определению скорости света
Опыты длилось с 1924 по 1927 год и состояли из 5 серий наблюдений. Сущность опыта заключалась в последующем. На горе Вильсон в округах Лос-Анжелеса были установлены источник света, зеркало и крутящаяся восьмигранная призма, а через 35 км на горе Сан-Антонио – отражающее зеркало. Сначала свет через линзу и щель попадал на крутящуюся при помощи скоростного ротора (со скоростью 528 о/сек.) призму.
Участники опытов могли регулировать частоту вращения таковым образом, чтоб изображение источника света было верно видно в окуляре. Так как расстояние меж верхушками и частота вращения были известны, Майкельсон обусловил величину скорости света – 299796 км/сек.
Совсем со скоростью света ученые обусловились во 2-ой половине XX века, когда были сделаны мазеры и лазеры, отличающиеся высокой стабильностью частоты излучения. К началу 70-х погрешность в измерениях снизилась до 1 км/сек. В итоге по советы XV Генеральной конференции по мерам и весам, состоявшейся в 1975 году, было принято решение считать, что скоростью света в вакууме с этого момента равна 299792,458 км/сек.
Достижима ли для нас скорость света?
Разумеется, что освоение далеких уголков Вселенной невообразимо без галлактических кораблей, парящих с большой скоростью. Лучше со скоростью света. Но может быть ли такое?
Барьер скорости света – одно из следствий теории относительности. Как понятно, повышение скорости просит роста энергии. Скорость света востребует фактически нескончаемой энергии.
Как досадно бы это не звучало, но законы физики категорически против этого. При скорости галлактического корабля в 300000 км/сек парящие навстречу ему частички, например, атомы водорода преобразуются в смертельный источник мощного излучения, равного 10000 зивертов/сек. Это приблизительно то же самое, что оказаться снутри Огромного адронного коллайдера.
По воззрению ученых Института Джона Хопкинса, пока в природе не существует адекватной защиты от настолько страшенной галлактической радиации. Довершит разрушение корабля эрозия от действия межзвездной пыли.
Еще одна неувязка световой скорости – замедление времени. Старость при всем этом станет намного наиболее длительной. Также подвергнется искривлению зрительное поле, в итоге чего же линия движения движения корабля будет проходить вроде бы снутри тоннеля, в конце которого экипаж увидит сияющую вспышку. Сзади корабля остается абсолютная кромешная тьма.
Так что в не далеком будущем населению земли придется ограничить свои скоростные «аппетиты» 10 % от скорости света. Это значит, что до наиблежайшей к Земле звезды – Проксимы Центавра (4,22 св. лет) придется лететь приблизительно 40 лет.
Источник: