სინათლის სიჩქარე
(აღინიშნება, როგორც c) — უნივერსალური ფიზიკური მუდმივი სიდიდე, რომელიც ფიზიკის მრავალ სფეროშია მნიშვნელოვანი. იგი ზუსტად 299,792,458 მ/წმ-ს უდრის, ციფრს, რომელიც ზუსტია, ვინაიდან მეტრის სიგრძე გამოითვლება ამ სიდიდიდან და დროის საერთაშორისო სტანდარტიდან.იგი უდრის დაახლოებით 186, 282 მილს წამში. ფარდობითობის სპეციალური თეორიის თანახმად, c არის მაქსიმალური სიჩქარე, რომელზეც სამყაროში მოგზაურობენ ენერგია, ნივთიერება თუ ინფორმაცია. ეს არის სიჩქარე, რომელზეც რამე ნივთიერება წონის გარეშე და დაკავშირებული სფეროები (მათ შორის, ელექტრომაგნიტური რადიაცია), როგორიც არის სინათლე, მოძრაობენ ვაკუუმში. იგი აგრეთვე არის გრავიტაციის სიჩქარე. ფარდობითობის თეორიის მიხედვით c ურთიერთდაკავშირებულია დროსა და სივრცესთან და აგრეთვე შეტანილია მასისა და ენერგიის ეკვივალენტობის ცნობილ ფორმულაში. E = mc2.
1905 წელს, ალბერტ აინშტაინმა გამოაქვეყნა ფარდობითობის სპეციალური თეორია. მასში, მან დააწესა, რომ სინათლე მოძრაობს ერთი და იმავე სიჩქარით, დამკვირვებლის მოძრაობის სიჩქარის მიუხედავად. დედამიწა მოძრაობს მზის გარშემო, მზე კი გალაქტიკაში მოძრაობს, ხოლო ჩვენი გალაქტიკა კი სხვა გალაქტიკების მსგავსად კოსმოსში მოძრაობს. გაზომილი სინათლის სიჩქარე იქნება იგივე, რა ადგილზეც უნდა იმყოფებოდეს დამკვირვებელი - გალაქტიკის შიგნით, გარეთ, დედამიწაზე თუ ღრმა კოსმოსში. ასე რომ, აინშტაინის თეორიის მიხედვით, სინათლის სიჩქარე არ იცვლება დროსა და სივრცეში.
იხ.ვიდეო
იხ.ვიდეო
სინათლის სიჩქარის გამო სამყარო დროის მანქანას წააგავს. მანძილს, რომელსაც სინათლე ერთ წელიწადში გადის, სინათლის წელიწადი ეწოდება. სინათლის წელიწადი ზომავს ორივეს - დროსაც და მანძილსაც. ეს ისეთი ძნელი გასაგები არაა, როგორიც ბევრს ჰგონია. დაუკვირდით კარგად: მთვარიდან წამოსული სინათლე ჩვენს თვალებამდე 1 წამში აღწევს, რაც იმას ნიშნავს, რომ მთვარე 1 სინათლის წამით არის დაშორებული. მზის შუქი კი 8 წუთს ანდომებს დედამიწამდე მოსვლას და ის 8 სინათლის წუთით არის დაშორებული. უახლოესი ვარსკვლავური სისტემიდან - ალფა კენტავრიდან წამოსულ სინათლეს 4,3 წელიწადი სჭირდება. ანუ ალფა კენტავრი 4,3 სინათლის წელიწადით არის დაშორებული.
ვარსკვლავები და სხვა ობიექტები მზის სისტემის მიღმა, ნებისმიერ ადგილას, რამდენიმე სინათლის წლიდან დაწყებული რამდენიმე მილიარდი სინათლის წლით დამთავრებული არიან დაშორებულნი დედამიწას. აქედან გამომიდანარე, ვთქვათ ასტრონომები სწავლობენ ობიექტს, რომელიც 10 სინათლის წლითაა დაშორებული. ისინი ამ ობიექტს ხედავენ ისეთს, როგორიც იყო ზუსტად 10 წლის წინ. ასე რომ, ჩვენ როდესაც ვიყურებით შორეულ სამყაროში, პირდაპირი მნიშნველობით ჩვენ ვიხედებით წარსულში. ეს პრინციპი ასტრონომებს საშუალებას აძლევს დაინახონ სამყარო, როდესაც ისდიდი აფეთქების დროს გამოიყურებოდა - აფეთქება, რომელიც დაახლოებით 13,7 მილიარდი წლის წინ მოხდა
იხ. ვიდეო
იხ. ვიდეო
ფარდობითობის სპეციალური თეორიიდან გამომდინარეობს, რომ სინათლის სიჩქარის გადაჭარბება ფიზიკური ნაწილაკებით (მასიური ან უმასური) არღვევს მიზეზობრიობის პრინციპს - ზოგიერთ ინერციულ საცნობარო სისტემაში შესაძლებელი იქნება სიგნალების გადაცემა მომავლიდან წარსულში. თუმცა, თეორია არ გამორიცხავს ჰიპოთეტურ ნაწილაკებს, რომლებიც არ ურთიერთქმედებენ ჩვეულებრივ ნაწილაკებთან სივრცე-დროში მოძრაობას სუპერლუმინალური სიჩქარით.
ჰიპოთეტურ ნაწილაკებს, რომლებიც მოძრაობენ სუპერნათური სიჩქარით, ტაქიონებს უწოდებენ. მათემატიკურად, ტაქიონების მოძრაობა ლორენცის გარდაქმნებით აღწერილია, როგორც წარმოსახვითი მასის მქონე ნაწილაკების მოძრაობა. რაც უფრო მაღალია ამ ნაწილაკების სიჩქარე, მით ნაკლებ ენერგიას ატარებენ ისინი და პირიქით, რაც უფრო უახლოვდება მათი სიჩქარე სინათლის სიჩქარეს, მით მეტია მათი ენერგია - ისევე როგორც ჩვეულებრივი ნაწილაკების ენერგია, ტაქიონების ენერგია უსასრულობისკენ მიისწრაფვის. ისინი უახლოვდებიან სინათლის სიჩქარეს. ეს არის ლორენცის ტრანსფორმაციის ყველაზე აშკარა შედეგი, რომელიც არ აძლევს მასიურ ნაწილაკს (როგორც რეალური, ისე წარმოსახვითი მასით) სინათლის სიჩქარეს მიაღწიოს - უბრალოდ შეუძლებელია ნაწილაკისთვის ენერგიის უსასრულო რაოდენობის გადაცემა.
უნდა გვესმოდეს, რომ ჯერ ერთი, ტაქიონები არის ნაწილაკების კლასი და არა მხოლოდ ერთი ტიპის ნაწილაკი და მეორეც, ტაქიონები არ არღვევენ მიზეზობრიობის პრინციპს, თუ ისინი არანაირად არ ურთიერთობენ ჩვეულებრივ ნაწილაკებთან.
ჩვეულებრივ ნაწილაკებს, რომლებიც სინათლეზე ნელა მოძრაობენ, ტარდიონებს უწოდებენ. ტარდიონები ვერ აღწევენ სინათლის სიჩქარეს, მაგრამ მხოლოდ უახლოვდებიან მას თვითნებურად ახლოს, რადგან ამ შემთხვევაში მათი ენერგია შეუზღუდავად დიდი ხდება. ყველა ტარდიონს აქვს მასა, განსხვავებით უმასური ნაწილაკებისგან, რომელსაც ლუქსონს უწოდებენ. ლუქსონები ვაკუუმში ყოველთვის მოძრაობენ სინათლის სიჩქარით, მათ შორისაა ფოტონები, გლუონები და ჰიპოთეტური გრავიტონები.
2006 წლიდან ნაჩვენებია, რომ ეგრეთ წოდებული კვანტური ტელეპორტაციის ეფექტში, ნაწილაკების აშკარა ურთიერთქმედება უფრო სწრაფად ვრცელდება, ვიდრე სინათლის სიჩქარე. მაგალითად, 2008 წელს, ჟენევის უნივერსიტეტის დოქტორ ნიკოლას გისინის კვლევითმა ჯგუფმა, რომელიც სწავლობდა ჩახლართული ფოტონების მდგომარეობას, რომლებიც გამოყოფილია კოსმოსში 18 კმ-ით, აჩვენა, რომ ეს აშკარა „ურთიერთქმედება ნაწილაკებს შორის ხდება დაახლოებით ასი ათასი ჯერ მეტი სიჩქარით, ვიდრე სვეტის სიჩქარე”. ეგრეთ წოდებული "ჰარტმანის პარადოქსი" - აშკარა სუპერნათური სიჩქარე გვირაბის ეფექტის დროს - ასევე ადრე იყო განხილული. ამ და მსგავსი შედეგების ანალიზმა აჩვენა, რომ მათი გამოყენება არ შეიძლება რაიმე ინფორმაციის გადამტანი შეტყობინების სუპერნათური გადაცემისთვის ან მატერიის გადაადგილებისთვის.
2008 წლიდან 2011 წლამდე Gran Sasso-ს ლაბორატორიაში CERN-თან ერთად შეგროვებული OPERA-ს ექსპერიმენტის მონაცემების დამუშავების შედეგად , დაფიქსირდა სტატისტიკურად მნიშვნელოვანი მითითება, რომ მიონური ნეიტრინოები აღემატება სინათლის სიჩქარეს. ამის შესახებ შეტყობინებას ახლდა გამოქვეყნება წინასწარ დაბეჭდილ არქივში. ექსპერტებმა ეჭვქვეშ დააყენეს მიღებული შედეგები, რადგან ისინი არ შეესაბამება არა მხოლოდ ფარდობითობის თეორიას, არამედ ნეიტრინოების სხვა ექსპერიმენტებსაც[. 2012 წლის მარტში იმავე გვირაბში ჩატარდა დამოუკიდებელი გაზომვები და მათ ვერ გამოავლინეს ზელუმინალური ნეიტრინოს სიჩქარე. 2012 წლის მაისში OPERA-მ ჩაატარა საკონტროლო ექსპერიმენტების სერია და მივიდა საბოლოო დასკვნამდე, რომ ზელუმინალური სიჩქარის მცდარი ვარაუდის მიზეზი იყო ტექნიკური ხარვეზი (ცუდად ჩასმული ოპტიკური კაბელის კონექტორი)
Комментариев нет:
Отправить комментарий