Время нужно только для того, чтобы всё не происходило одновременно.
— Альберт Эйнштейн
Нам известно количество галактик в нашей расширяющейся Вселенной (не менее 100 миллиардов), но не менее интересный вопрос – с какими скоростями они могут двигаться. Ведь поскольку Вселенная расширяется, то чем дальше от нас галактика, тем больше её скорость убегания.
Читать полностью »
«red herring», т.е. «копчёная селёдка» – фразеологизм для обозначения отвлекающего манёвра (селёдка использовалась, чтобы сбить со следа охотничьих собак).
В 1972 году на лекции в Оксфордском университете молодой физик Уильям Унру попросил аудиторию представить рыбу, кричащую от страха во время преодоления водопада. Пусть вода падает так быстро, что в какой-то определённой точке обгоняет скорость звука. Тогда, после того, как рыба пройдёт эту точку, вода будет падать вниз быстрее, чем звуковые волны распространяться по ней вверх, и рыбу уже нельзя будет услышать в верховьях реки.
Унру пояснил, что нечто подобное происходит, когда вы падаете в чёрную дыру (ЧД). Когда вы приближаетесь к одному из этих сверхплотных объектов, ткань пространства-времени искривляется всё сильнее, что эквивалентно усилению гравитации, согласно ОТО Эйнштейна. В точке невозврата, известной, как «горизонт событий», кривизна пространства-времени становится столь сильной, что сигналы уже не могут выкарабкаться по ней наружу. В пределах горизонта событий остаётся даже свет, пойманный гравитацией ЧД, из-за чего ЧД невидимы.
Читать полностью »
У каждого есть мечта; я хотел бы дожить до рассвета, но знаю, что мне осталось менее трёх часов. Будет ночь, но это неважно. Умирать просто. Для этого не нужен свет. Так тому и быть: я умру при свете звёзд.
— Виктор Гюго
Перемещаясь со скоростью света, фотоны, испущенные Солнцем, достигают Земли примерно за 8 минут. Путь в 150 миллионов километров по пустому космосу – это не препятствие для света, но для нас это значит, что глядя на Солнце, мы видим его таким, каким оно было незадолго до этого, а не таким, какое оно в данный момент является. Если бы Солнце мгновенно исчезло прямо сейчас, мы не узнали бы об этом – ни из-за света, ни из-за гравитации – пока не прошли бы восемь минут. Но как это выглядит с точки зрения фотона? Известно, что если перемещаться со скоростью, приближающейся к скорости света, включается СТО Эйнштейна, время замедляется, а длина увеличивается. Однако же фотоны двигаются со скоростью не близкой, а равной скорости света. И насколько же тогда стареет фотон, испущенный Солнцем, к тому времени, как он достигает Земли?
Читать полностью »
Природа требует, чтобы мы не превышали скорость света. Всё остальноё опционально.
— Роберт Бролт
Одно из самых удивительных открытий XX века произошло благодаря изучению огромных спиральных туманностей, рассыпанных по ночному небу.
Быстро выяснилось, что эти объекты – галактики, похожие на наш Млечный путь, находящиеся в тысячах световых лет от нас. Кроме того, большая их часть двигается по направлению от нас. Что ещё более интересно, так это то, что чем дальше от нас галактика, тем (в среднем) она быстрее удаляется. Всего через несколько лед были открыты и механизм и закон, управляющие этим явлением.
Читать полностью »
И если да, то как с этим справляются теории относительности Эйнштейна, специальная и общая?
Если вам кажется, что всё под контролем – вы едете слишком медленно.
— Марио Андретти
Конец недели означает, что я снова выбираю вопрос из присланных вами, и на этой неделе нам повезло получить вопрос, напрягающий разум и искривляющий пространство и время. Читатель хочет узнать побольше о величайшей загадке расширяющейся Вселенной, относительности и тёмной энергии:
Хорошо известно, что вселенная расширяется с ускорением. Возможно ли, чтобы скорость расширения превысила скорость света? И если да, не будет ли это противоречить теориям Эйнштейна?
Начнём с того, что такое скорость света.
Неважно, где вы находитесь и кто вы, существует жёсткое ограничение на ваше движение в пространстве. Можно было бы решить, что чем больше энергии тратишь, тем быстрее можно двигаться… И хотя это так и есть, но это может продолжаться лишь до определённого предела. Если вы двигаетесь со скоростью несколько метров в секунду, или несколько километров в час, или даже несколько километров в секунду, как двигается Земля по орбите Солнца, вы даже не заметите ограничений на движение с бесконечной скоростью.
Читать полностью »
Из специальной теории относительности вытекает, что масса и энергия являются разными проявлениями одного и того же – концепция, среднему уму незнакомая.
— Альберт Эйнштейн
Некоторые научные концепции настолько меняют мир и настолько глубоки, что практически каждый знает о них, даже если полностью и не понимает. Почему бы не поработать над этим вместе? Каждую неделю вы отправляете ваши вопросы и предложения, и на этой неделе я выбрал вопрос Марка Лиюва, который спрашивает:
Эйнштейн вывел уравнение E = mc2. Но единицы энергии, массы, времени, длины уже были известны до Эйнштейна. Так как же оно так красиво получается? Почему там нет какой-нибудь константы для длины или времени? Почему это не E = amc2, где a – какая-нибудь константа?
Если бы наша Вселенная не была устроена так, как сейчас, то всё могло бы быть по-другому. Давайте посмотрим, что я имею в виду.
С одной стороны, у нас имеются объекты с массой: от галактик, звёзд и планет до самых мелких молекул, атомов и фундаментальных частиц. Хотя они и крохотные, у каждой из компонент того, что известно нам под именем материи, имеется фундаментальное свойство массы, что означает, что даже если исключить его движение, даже если замедлить его до полной остановки, он всё равно будет оказывать влияние на все остальные объекты Вселенной.
Читать полностью »
![Заблуждения о Вселенной [Озвучка Vert Dider] - 1](https://www.pvsm.ru/images/2015/12/21/zablujdeniya-o-vselennoi-ozvuchka-Vert-Dider.jpg "Заблуждения о Вселенной [Озвучка Vert Dider] - 1")
Вселенная — очень сложный объект для изучения, полный загадок и противоречий. Сегодня мы узнаем о том, как она расширяется, а все её частицы постоянно движутся со скоростью света, хоть мы этого и не видим.Читать полностью »
Говорят, что Вселенная расширяется. Это должно решить проблему с пробками.
Стивен Райт.
Читатель спрашивает:
Я читал вашу запись по поводу космической инфляции, и у меня появился вопрос – об отношениях между длинами волн света и расширением космоса. Можно привести аналогию с шариком или с резинкой, на которой нарисована волна. Волна растягивается вместе с резинкой. Но обязательно ли это? Разве свет не может распространяться, не меняя свои частоту и длину волны, в то время как пространство вокруг него расширяется, или сжимается, или что там ещё?
Очень большой вопрос, поэтому давайте начнём сначала, чтобы у нас был контекст.
Не секрет, что видимая часть Вселенной берёт начало в Большом взрыве: наборе изначальных условий, при которых она была горячее, плотнее, компактнее, после чего начала быстро расширяться. Вселенная расширяется и по сей день, и всё, что не связано гравитацией, продолжает неограниченно расширяться.
В принципе можно представить себе, что мы нарисуем сферу вокруг заданного объёма Вселенной, охватывающую всю массу-энергию внутри себя. И если мы затем повернём время вспять, то окажется, что то же самое количество частиц будет заключено в сфере меньшего размера.
Читать полностью »
Впервые физики разработали метаматериал с нулевым показателем преломления света. Это может привести к созданию нового класса оптических (фотонных) компьютеров, в которых информация передаётся практически на исключительно большой скорости.
Новый метаматериал позволяет преодолеть ограничения существующих конструкций фотонных компьютеров, в которых получаемые фотоны приходится преобразовывать в электроны, из-за чего теряется всё преимущество в скорости. Здесь же фотонами можно всячески манипулировать и проделывать с ними разные необычные вещи.
Читать полностью »
Сотрудники издания FatWallet составили список «самых быстрых космических кораблей во Вселенной». Это корабли из фантастических фильмов, книг, компьютерных игр и фантастических сериалов.
Среди источников информации — Википедия и десятки других страниц, где упоминается скорость того или иного корабля. Для объективности в таблицу включены бывшие и действующие аппараты НАСА.
Рейтинг отсортирован от самых медленных к самым быстрым. Первая половина таблицы содержит корабли, которые передвигаются на скорости ниже, чем скорость света. Для них в качестве шкалы используется максимально возможное ускорение аппарата в единицах G (1 G = 9,8 м/с2).
Во второй половине — нормальные корабли, летающие с релятивистской скоростью. Их скорость указана в единицах C (скорость света).
Читать полностью »
