Свет быстрее всего остального в известной нам Вселенной, хотя его скорость может меняться в зависимости от того, через что он проходит.
У Вселенной есть предел скорости, и это скорость света. По законам физики ничто не может двигаться быстрее света – даже наши лучшие космические корабли.
Итак, какова же скорость света?
Свет движется с невероятной скоростью 300 000 километров в секунду, что эквивалентно почти 1 миллиарду км/ч. Этой скорости достаточно, чтобы обогнуть земной шар 7,5 раз за одну секунду, в то время как обычному пассажирскому самолету потребуется более двух дней, чтобы обогнуть его один раз (и это без учета посадок на дозаправку!).
Свет движется так быстро, что на протяжении большей части человеческой истории мы думали, что он распространяется мгновенно. Однако уже в конце 1600-х годов ученый Оле Рёмер смог измерить его скорость (обычно обозначаемую как c) с помощью наблюдений за лунами Юпитера.
Примерно в начале 19 века физик Джеймс Клерк Максвелл создал свою теорию электромагнетизма. Свет состоит из электрического и магнитного полей, поэтому электромагнетизм мог описать поведение и движение света, включая его теоретическую скорость. Это значение составляло 299 788 километров в секунду с погрешностью плюс-минус 30 километров.
В 1970-х годах физики с помощью лазеров измерили скорость света с гораздо большей точностью, оставив погрешность всего в 0,001. В настоящее время скорость света используется для определения единиц длины, поэтому ее значение фиксировано; люди пришли к согласию, что скорость света равна 299 792,458 километра в секунду.
Однако свет не всегда движется так быстро. В зависимости от того, через что он проходит – воздух, воду, алмазы и т.д., – он может замедляться. Официальная скорость света измеряется так, как будто он движется в вакууме – пространстве, где нет воздуха или чего-либо, что могло бы помешать ему. Наиболее отчетливо различия в скорости света можно увидеть на примере призмы, где определенные волны света изгибаются сильнее, чем другие, создавая радугу.
Интересно, что скорость света не может сравниться с огромными расстояниями космоса, который сам по себе является вакуумом. Свету от Солнца требуется 8 минут, чтобы достичь Земли, а свету от других ближайших звезд (например, Проксимы Центавра) требуется несколько лет, чтобы добраться до нашей планеты. Именно поэтому астрономы используют единицу “световой год” – расстояние, которое свет может пройти за один год, – для измерения огромных расстояний в космосе.
Из-за этого универсального ограничения скорости телескопы, по сути, являются машинами времени. Когда астрономы смотрят на звезду, находящуюся на расстоянии 500 световых лет, они смотрят на свет 500-летней давности. Свет с расстояния около 13 миллиардов световых лет (эквивалентно 13 миллиардам лет назад) отображается в виде космического микроволнового фона, остаточного излучения после Большого взрыва в период становления Вселенной. Скорость света – это не просто причуда физики; она позволила создать современную астрономию, какой мы ее знаем, и формирует наше восприятие мира – в буквальном смысле этого слова.
Читайте также: Массовое заблуждение: реальная причина, по которой мы не можем превысить скорость света