viteza luminii

Lumina se deplasează prin univers cu cea mai rapidă viteză pe care astronomii o pot măsura. De fapt, viteza luminii este o limită a vitezei cosmice și nimic din ce se cunoaște nu mișcă mai repede de această viteză.

Cât de repede se mișcă lumina? Care este viteza luminii? Această limită poate fi măsurată și, de asemenea, ajută la definirea înțelegerii dimensiunii și vârstei universului.

Care este viteza luminii?


Lumina călătorește rapid, la o viteză de 299, 792, 458 de metri pe secundă. Cum poate face asta? Pentru a înțelege acest lucru, este util să înțelegeți mai multe aspecte cu privire la lumină.

Viteza luminii  este de exact 299 792 458 metri pe secunda. Acest număr a fost descoperit în urma unui experiment complex, în care s-au folosit lasere, ceea ce a dus la concluzia că experimentul este incontestabil.

Natura luminii a fost un mare mister de secole. Oamenii de știință au avut probleme în a înțelege conceptul de undă și particule naturale. Dacă a fost o undă cum s-a propagat? De ce pare să călătorească la aceeași viteză în toate direcțiile? Și ce poate să ne spună viteza luminii despre cosmos? Abia după ce Albert Einstein a descris această teorie a relativității speciale în 1905, totul a intrat în centrul atenției.

Einstein a argumentat că spațiul și timpul sunt relative și că viteza luminii este constanta care le-a conectat pe cele două.

Viteza luminii și evoluția teoriei


viteza luminii

Încă din cele mai vechi timpuri oamenii au fost fascinați de lumină. Anticii credeau că viteza luminii este infinită. Această teorie a fost contrazisă de Aristotel, care susținea că aceasta nu are cum să fie infinită prin argumente filozofice. În acele vremuri nu exista tehnologie cu care să se măsoare o asemenea viteză sau să se definească constanta.

Isaac Beeckman, în anul 1629, a realizat primul experiment tangibil pentru măsurarea vitezei luminii. În acea perioadă, la modă era detonarea prafului de pușcă atunci când se realiza un experiment. Astfel, specialistul a așezat mai multe oglinzi la distanțe diferite de locul exploziei și diverși oameni trebuiau să observe potențialele diferențe în acele oglinzi. Experimentul nu a avut succes și a fost declarat neconcludent.

Astronomul danez Ole Römer a avansat o teorie nouă şi serioasă în ceea ce priveşte viteza luminii. Acesta a făcut un experiment care îl făceau pe cel al lui Galilei să pară unul de şcoală primară. Römer a observat că un experiment ar trebui întotdeauna să implice spaţiul cosmic. Astfel, el şi-a concentrat observaţiile pe mişcarea planetelor, anunţând rezultate inovatoare la data de 22 august 1676.

Chiar dacă teoria lui Römer este eronată, iar James Bradley a descoperit o valoare mai exactă a vitezei luminii în 1729, astronomul danez va rămâne în istorie ca cel care a demonstrat pentru prima oară faptul că viteza luminii nu este infinită, mai ales că el s-a folosit de o planetă aflată la o distanţă de 780 de milioane de kilometri de Pământ.

Despre viteza luminii


Adesea se spune că viteza luminii este constantă și că nimic nu poate călători mai repede decât aceasta. Acest lucru nu este complet precis. Valoarea de 299.792.458 de metri pe secundă este viteza luminii în vid.

Cu toate acestea, lumina încetinește de fapt, pe măsură ce trece prin diferite medii. De exemplu, atunci când se mișcă prin sticlă, aceasta încetinește până la aproximativ două treimi din viteza sa într-un vid. Chiar și în aer, care este aproape un vid, lumina încetinește ușor. Pe măsură ce se deplasează prin spațiu, întâlnește nori de gaz și praf, precum și câmpuri gravitaționale, iar aceste obstacole o încetinescc. Norii de gaz și de praf pot absorbi o parte din lumină.

Acest fenomen are legătură cu natura luminii, care este un val electromagnetic. Pe măsură ce se propagă printr-un material, câmpurile sale electrice și magnetice „deranjează” particulele încărcate cu care intră în contact. Aceste tulburări provoacă aceste particulele să radieze lumina la aceeași frecvență, dar cu o schimbare de fază. Suma tuturor acestor valuri produse de „perturbații” va duce la un val electromagnetic cu aceeași frecvență ca lumina inițială, dar cu o lungime de undă mai mică și, prin urmare, o viteză mai mică.

Interesant este faptul că traseul său poate fi deranjat atunci când trece prin regiuni în spațiu cu câmpuri gravitaționale intense. Acest lucru este destul de ușor de observat în grupurile de galaxii, care conțin o mulțime de materie (inclusiv materia întunecată), care deranjează calea luminii de la obiecte mai îndepărtate, cum ar fi quasarii.

Valuri de viteză și valuri gravitaționale


Teoriile actuale ale fizicii prevăd că valurile gravitaționale călătoresc la viteza luminii, dar acest lucru nu este încă confirmat, deoarece oamenii de știință studiază fenomenul valurilor gravitaționale de la ciocnirea găurilor negre și a stelelor neutronice. În caz contrar, nu există alte obiecte care să călătorească atât de repede. Teoretic, se pot apropia de viteza luminii, dar niciodată nu o pot depăși.

O excepție poate fi spațiul-timp însuși. Se pare că galaxiile îndepărtate se îndepărtează de noi mai repede decât viteza luminii. Aceasta este o „problemă” pe care oamenii de știință încă încearcă să o înțeleagă.

Distanțele dintre obiectele spațiale


Una dintre întrebările pe care astronomii le primesc de la public este: „cât timp îi ia luminii de la obiectul X la obiectul Y?” Lumina le oferă o modalitate foarte precisă de a măsura dimensiunea universului prin definirea distanțelor. Iată câteva dintre cele mai comune măsurători de distanță:

  • Pământ – Luna : 1.255 secunde
  • Soarele – Pământ : 8,3 minute
  • Soarele nostru – cea mai apropiată stea : 4,24 ani
  • În cât timp parcurge lumina Calea  Lactee : 100.000 de ani
  • Cea mai apropiată  galaxie spirală (Andromeda) : 2,5 milioane de ani
  • Limita universului observabil pe Pământ : 13,8 miliarde de ani

Interesant este că există obiecte care depășesc capacitatea noastră de a le vedea și acolo este imposibil de estimat care este viteza cu care circulă lumina. Așa cum consideră oamenii de știință, acolo orice se poate întâmpla.

Călătoria cu viteza luminii devine posibila


Oamenii de ştiinţă de la CERN au făcut o descoperire senzaţională. În urma unor studii avansate, în sfârşit au reuşit să se apropie de definirea şi înţelegerea basonului Higgs. Această particulă este interesantă pentru că explică cauza pentru care materia are masă. Odată descoperirea efectuată, fizicienii sunt de părere că oamenii vor face un salt impresionant în înţelegerea materiei, dar vor fi şi capabili sădezbrace” materia de masă. Concluzia este una simplă pentru că în viitorul apropiat călătoriile interstelare vor fi efectuate cu viteza luminii.

viteza luminii

Descoperirea se datorează acceleratorului de particule de la CERN, iar rezultatele au fost făcute publice într-o conferinţă de presă organizată pentru a face publică celebra descoperire.

„Cel mai important lucru este că acum vom putea recrea condiţiile care au existat cu o fracţiune de secundă după Big Bang. La ce ne ajută acest lucru? În acest moment imaginaţia mea este prea mică pentru a mă gândi la câte am putea face acum”, a mărturisit savantul Albert de Roeck.

În luna decembrie al acestui an acceleratorul de particule va fi oprit pentru doi ani pentru a i se aduce îmbunătăţiri substanţiale. Odată ce viteza şi puterea i se vor mări noi descoperiri senzaţionale vor fi făcute. Toate acestea vor duce la aflarea adevărului despre Universul în care trăim.

„Vrem să aflăm cum funcţionează lumea, iar pentru acest lucru trebuie să investim în noi tehnologii”, a declarat fizicianul Ray Volkas.

Fapte interesante


Un an lumină este distanţa pe care lumina o străbate într-un an. Este aproximativ 9,5 trilioane de kilometri sau 5,88 trilioane de mile.

Cel mai îndepărtat obiect este la o distanţă de 13,3 miliarde de ani lumină şi este galaxia MACS0647, lumina începându-şi călătoria la începutul formării universului.

Soarele este la o distanţă de 149 milioane de kilometri de Terra. Unei raze de lumină îi trebuie doar 8 minute şi 20 de secunde pentru a ajunge aici.

Următoarea stea cea mai apropiată este Proxima Centauri, la o distanţă de 4,2 ani lumină. Este posibilă călătoria cu viteza luminii?

Teoria relativităţii a lui Albert Einstein sugerează că acest lucru este imposibil. Teoria sa a demonstrat că dacă un corp îşi măreşte viteza, îşi măreşte şi masa relativă. La o viteză ca cea a luminii, masa relativă trebuie să fie infinită (sau aproape de infinit), de asemenea, energia energia corpului trebuie să fie infinită pentru a o propulsa, lucru, cel puţin deocamdată, imposibil.

Tiberiu M

A-ți cunoaște neștiința este partea cea mai bună a cunoașterii!