Какво ще видим ако се движим със скоростта на светлината

Какво бихте видели ако включите фаровете на колата, която карате със скоростта на светлината?

Обичайният метод на обяснение включва примера с двамата наблюдатели: единият е пътник във влак, движещ се с постоянна скорост по права линия, а вторият наблюдател е застанал близо до релсите. Ако пътникът във влака изстреля куршум с определена скорост, куршумът ще се движи по-бързо за човека извън влака, тъй като той ще добави скоростта на влака към тази на куршума.

Но нещата ще са различни, ако пътникът светне с фенерче. Скоростта на светлината, измерена от пътника и от наблюдателя на влака ще бъде еднаква. Това е така, защото скоростта на светлината е постоянна и не зависи от наблюдателя, т.е. от координатната система. Това е граница, която не може да бъде премината. Предишният пример с куршума и влака е приблизителна илюстрация на релативистична реалност, (където събитията протичат със светлинна скорост), и тя е правилна само защото и влакът и куршумът се движат много бавно в сравнение със скоростта на светлината. Дори и да имате кола или космически кораб движещ се почти със скоростта на светлината, светлината от фаровете ще се движи отново със скоростта на светлината.

Когато се движите със скорост, сравнима със скоростта на светлината, ще можете да наблюдавате ефекта на Доплер. При механичните (звукови) вълни този ефект се проявява по подобен начин. Например сирената на линейка променя силата (честотата) на звука, ако се приближава или отдалечава от нас. Ако източник на светлина се движи достатъчно бързо, светлинните вълни всъщност ще бъдат изместени близо една до друга т.е ще намаляват своята дължина и светлината ще изглежда с променен цвят.

Представете си, че колата ви се движи с 10% от скоростта на светлината, с фарове излъчващи хубав жълт цвят. Светлината ще се отразява от пътя и ще се връща обратно към вас. Но изненадващо, цветът вече не е жълт - ще бъде виолетов. С увеличаването на скоростта ви се увеличава и честотата на светлината. При 50%, ще наблюдаваме  обратно отразена UV светлина. При 99,9% от скоростта на светлината, отразената светлина ще бъде възможно да се наблюдава само чрез детектор на рентгенови лъчи.

Промяната на цвета на светлината не е единственият любопитен ефект, който е възможно да наблюдавате от вашата релативистична кола. Правилата на специалната теория на относителността ясно показват, че времето се забавя, а дължините се скъсяват, докато се движите със скорост много близка до скоростта на светлината. Но това не означава, че като погледнете през вашето предно стъкло всичко ще изглежда смачкано или сплескано. Тъй като изминавате голямо разстояние за кратък период от време, обектите, край които ще минете, ще изглеждат с променени ъгли, сякаш се въртят. Това явление се нарича ефект на Лампа-Теръл-Пенроуз.

Малко е вероятно обаче наистина да бъдем в състояние да видим този ефект, тъй като не само, че е невъзможно да се достигне скоростта на светлината, но също така не може да се направи кола, която да се движи със светлинна скорост. Ние не можем да й придадем необходимата за това мощност. И дори, ако бихме могли, триенето с молекулите на въздуха ще доведе до бързо загряване и стопяване на автомобила заедно с пътниците в най-добрия случай. Или по-лошо, това ще генерира огромен ядрен взрив, след достигане на определена скорост.

Така че, моля, спазвайте ограниченията на скоростта. Това е за добро на всички ни.

Източник: iflscience.com