• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    Vad händer om du reste snabbare än ljusets hastighet?
    Världen blir konstigare ju närmare ljusets hastighet du kommer. Nikada/Getty Images

    När vi var barn, vi blev förvånade över att Superman kunde resa snabbare än en snabbkula. Vi kan till och med föreställa oss honom, jaga ner en projektil som skjuts från ett vapen, hans högra arm utsträckt, hans udda krusande bakom honom. Om han reste med halva kulans hastighet, hastigheten med vilken kulan flyttade bort från honom skulle halvera. Om han verkligen färdades snabbare än kulan, han skulle köra om det och leda vägen. Gå, Stålman! Med andra ord, Supermans antikviteter följde Newtons syn på rum och tid:att positioner och rörelser för föremål i rymden alla ska vara mätbara relativt ett absolut, referensram utan rörelse.

    I början av 1900 -talet, forskare höll fast vid den newtonska synen på världen. Sedan kom en tyskfödd matematiker och fysiker med namnet Albert Einstein och förändrade allt. År 1905, Einstein publicerade sin teori om särskild relativitetsteori, som gav en häpnadsväckande idé:Det finns ingen föredragen referensram. Allt, jämn tid, är relativt. Två viktiga principer låg till grund för hans teori. Den första uppgav att samma fysikaliska lagar gäller lika i alla ständigt rörliga referensramar. Den andra sa att ljusets hastighet - cirka 186, 000 miles per sekund (300, 000 kilometer per sekund) - är konstant och oberoende av observatörens rörelse eller ljuskällan. Enligt Einstein, om Superman skulle jaga en ljusstråle med halva ljusets hastighet, strålen skulle fortsätta att röra sig bort från honom med exakt samma hastighet.

    Dessa begrepp verkar bedrägligt enkla, men de har vissa sinnesböjande konsekvenser. En av de största representeras av Einsteins berömda ekvation, E =mc², där E är energi, m är massa och c är ljusets hastighet. Enligt denna ekvation, massa och energi är samma fysiska enhet och kan ändras till varandra. På grund av denna likvärdighet, energin ett objekt har på grund av sin rörelse kommer att öka dess massa. Med andra ord, ju snabbare ett objekt rör sig, desto större är dess massa. Detta blir bara märkbart när ett objekt rör sig riktigt snabbt. Om den rör sig med 10 procent av ljusets hastighet, till exempel, dess massa kommer bara att vara 0,5 procent mer än normalt. Men om den rör sig med 90 procent ljusets hastighet, dess massa kommer att fördubblas.

    När ett objekt närmar sig ljusets hastighet, dess massa stiger snabbt. Om ett objekt försöker färdas 186, 000 miles per sekund, dess massa blir oändlig, och det gör energin som krävs för att flytta den. Av denna anledning, inget normalt föremål kan resa lika snabbt eller snabbare än ljusets hastighet.

    Det svarar på vår fråga, men låt oss ha lite kul på nästa sida och ändra frågan något.

    Nästan lika snabbt som ljusets hastighet?

    Vi täckte den ursprungliga frågan, men tänk om vi justerade det för att säga, "Tänk om du reste nästan lika snabbt som ljusets hastighet?" Isåfall, du skulle uppleva några intressanta effekter. Ett känt resultat är något fysiker kallar tidsutvidgning , som beskriver hur tiden går långsammare för objekt som rör sig mycket snabbt. Om du flög på en raket som färdades 90 procent av ljushastigheten, tiden för dig skulle halveras. Din klocka skulle gå framåt bara 10 minuter, medan mer än 20 minuter skulle gå för en jordbunden observatör.

    Du skulle också uppleva några konstiga visuella konsekvenser. En sådan konsekvens kallas avvikelse , och det hänvisar till hur hela ditt synfält skulle krympa till en liten, tunnelformat "fönster" ut framför ditt rymdfarkoster. Detta händer för att fotoner (de extremt små ljuspaketen) - även fotoner bakom dig - verkar komma in från framåtriktningen. Dessutom, du skulle märka en extrem Doppler -effekt , vilket skulle få ljusvågor från stjärnor framför dig att trängas ihop, att föremålen ser blå ut. Ljusvågor från stjärnorna bakom dig skulle spridas isär och se röda ut. Ju snabbare du går, desto mer extremt blir detta fenomen tills allt synligt ljus från stjärnor framför rymdfarkosten och stjärnor bakåt helt förskjuts ur det kända synliga spektrumet (färgerna människor kan se). När dessa stjärnor rör sig ur din märkbara våglängd, de verkar helt enkelt blekna till svarta eller försvinna mot bakgrunden.

    Självklart, om du vill resa snabbare än en hastighetsfoton, du behöver mer än samma raketteknik som vi har använt i decennier. Kanske att dra i blå strumpbyxor och en röd kappa är trots allt inte en så långsökt idé.

    Ursprungligen publicerat:21 juli 2011

    FAQ of Light of Speed

    Finns det något snabbare än ljusets hastighet?
    Nej, det finns inte. När ett objekt närmar sig ljusets hastighet, dess massa stiger brant - så mycket att objektets massa blir oändlig och energin som krävs för att få det att röra sig. Eftersom ett sådant fall förblir omöjligt, inget känt föremål kan färdas lika snabbt eller snabbare än ljusets hastighet.
    Hur snabb är ljusets hastighet i miles?
    Ljusets hastighet i ett vakuum är 299, 792 kilometer per sekund, vilket översätter till 186, 282 miles per sekund. Hypotetiskt, detta betyder att om ett föremål kan färdas med ljusets hastighet, det kan gå runt jorden 7,5 gånger på en sekund.
    Varför är "c" ljusets hastighet?
    I Einsteins ekvation, ljusets hastighet i ett vakuum representeras av små bokstäver "c" för "konstant" eller från det latinska ordet "celeritas", vilket betyder "hastighet" till kraften av två (kvadrat).
    Vad är ljusets hastighet på jorden?
    Ljusets hastighet kan sänkas beroende på vad det färdas genom. Ljus böjer sig när det kommer i kontakt med något material - även damm - vilket orsakar en liten hastighetsminskning. Som sagt, ljus som rör sig genom jordens atmosfär rör sig nästan lika snabbt som ljusets hastighet i ett vakuum.

    Mycket mer information

    relaterade artiklar

    • Vad händer om du hamnar i ett svart hål?
    • Tänk om dinosaurierna levde idag?
    • Vad händer om medicinsk vetenskap botade alla sjukdomar?
    • Vad händer om vi sätter stopp för svält?
    • Tänk om det inte fanns något som heter sjukdom?

    Källor

    • Brandeker, Alexis. "Vad skulle en relativistisk interstellär resenär se?" Vanliga frågor om Usenet Physics. Maj 2002. (20 juli, 2011) http://www.desy.de/user/projects/Physics/Relativity/SR/Spaceship/spaceship.html
    • Carl Sagans kosmos. "Resor i rymden och tiden." Youtube. Video uppladdad 27 november, 2006 (20 juli, 2011) http://www.youtube.com/watch?v=SIfRZhztNos
    • Hawking, Stephen. The Illustrated Brief History of Time. Bantam. 1996.
    • Lemonick, Michael D. "Kommer vi någonsin resa med ljusets hastighet?" Tid. 10 april 2000. (20 juli, 2011) http://www.time.com/time/magazine/article/0, 9171, 996616, 00.html
    • NOVA Physics + Math. "Carl Sagan funderar på tidsresor." NOVA. 12 oktober kl. 1999. (20 juli 2011) http://www.pbs.org/wgbh/nova/physics/Sagan-Time-Travel.html
    • Ptak, Andy. "Ljusets hastighet i en raket." NASA's Imagine the Universe:Ask An Astrophysicist. 2 januari 1997. (20 juli, 2011) http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/970102c.html
    • Rees, Martin. "Universum:The Definitive Visual Guide." Dorling Kindersley Limited. 2008.
    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com