[/ paraksts]
Viena no interesantākajām konstantes un izaicinājumiem fizikā ir gaismas ātrums. Fiziķi un aeronautikas inženieri, kas projektē nākotnes kosmosa kuģus, to uzskata par pēdējo lielo šķērsli praktiskajam starpzvaigžņu ceļojumam. Cik ātri pārvietojas gaisma?
Mēs zinām, ka gaismai ir ierobežots ātrums un tā pārvietojas ar ātrumu 300 000 kilometru sekundē. Šis ir liels attālums, lai ceļotu. Uz zemes šis ātrums ir gandrīz acumirklīgs. Tomēr tagad mēs zinām, ka tā robežas var noteikt plašākā kosmosa mērogā. Piemēram, paiet apmēram 8,3 minūtes, kamēr gaisma no Saules nokļūst uz Zemes. Lai sasniegtu tuvāko Saules sistēmas zvaigzni, tas prasa apmēram 3 līdz 4 gadus. Šis gaismas ierobežojums ir tas, ko mēs saucam par gaismas ātruma barjeru.
Zinātnes pirmajās dienās galvenais diskusiju iemesls bija arguments par to, vai gaismas ātrums bija acumirklīgs vai nē. Jau grieķi bija proponenti, kas iestājās par gaismas ierobežoto un bezgalīgo ātrumu. 11. gadsimtā bija arī arābu filozofu raksti, kas ierosināja, ka gaismas ātrums ir atkarīgs no tā, kādā vidē tas šķērsoja. Tikai 20. gadsimtā tādi fiziķi kā Planks un Einšteins atklātu faktisko gaismas ātrumu un gaismas īpašības.
Kā jau minēts iepriekš, gaismas ātrums mainās. Tas faktiski ir tikai 300 000 km vakuumā. Ātrums nedaudz mainās gaisā un citos veidos atkarībā no caurspīdīguma un refrakcijas kvalitātes. Gaismas ātrumam tomēr ir tendence būt daudz ātrākam nekā citiem viļņiem, piemēram, skaņas viļņiem. Tika arī atklāts, ka gaismas ātrums attiecas uz visiem elektromagnētiskā starojuma veidiem, ne tikai uz redzamo gaismu. Arī fiziķi ierosina, ka gaismas ātrums attiecas arī uz gravitācijas viļņiem.
Izpratne par gaismas ātrumu ir radījusi dažas interesantas fizikas teorijas. Daudzus no tiem var atrast Einšteina vispārējās relativitātes un īpašās relativitātes teorijās. Pirmkārt, tikai bezsvara daļiņas, piemēram, fotoni, dabiski var sasniegt gaismas ātrumu, pretējā gadījumā šī ātruma sasniegšanai būs nepieciešama bezgalīga enerģija. Tomēr objekti ar masu teorētiski var sasniegt ievērojamu gaismas ātruma procentu. Tiek arī ierosināts, ka pat tad, ja gaismas ātrumu varētu sasniegt, tas radītu noteiktas blakusparādības. Viena no tām ir laika dilatācija, kad, braucot nelielā ātrumā, rodas Rip Van Winkle efekts, kur novērotājiem paiet gadi, kamēr cilvēks, kas pārvietojas ar nelielu ātrumu, laika mirkļus piedzīvo tikai tajā pašā uztvertajā laika posmā. Tika arī ticēts, ka gaismas ātruma pārsniegšana novestu pie laika.
Mēs esam rakstījuši daudzus rakstus par gaismu žurnālam Space. Šis ir raksts par gravitācijas pārvietošanos ar gaismas ātrumu, un šeit ir raksts par galaktikām, kas pārvietojas ātrāk nekā gaismas ātrums.
Ja vēlaties iegūt vairāk informācijas par gaismas ātrumu, skatiet Einšteina sacīto par gaismas ātrumu un šeit ir NASA saite uz gaismas ātrumu uz raķetes.
Mēs esam ierakstījuši arī jautājumu šovu par gaismas ātrumu. Pārbaudiet to!
Avoti:
Wikipedia: Gaismas ātrums
Wikipedia: Laika ceļojums
Ņūtons jautājiet zinātniekam!
Ilinoisas Universitāte
