Ota valon nopeus aurinkojärjestelmän poikki auringosta alkaen
Olemme kuulleet sen uudestaan ja uudestaan. Mikään aineellinen esine ei voi teoriassa kulkea nopeammin. Kaikissa käytännön tarkoituksissa vain valo on tarpeeksi kapea kulkeakseen valon nopeudella.
Tällaisessa kiireessä liikkuessa valonsäde voi zip maapallon ympäri 8 kertaa vain sekunnissa. Matka kuuhun kestää vain 1,3 sekuntia. Varmasti nopea, mutta valitettavasti ei tarpeeksi nopea. Tule toistamaan videota ja tiedät pian, mitä tarkoitan. Näkymä alkaa auringosta ja kulkee ulospäin aurinkokuntaan valon nopeudella.
Planeettaetäisyys AU: ssa Matka-aika ............................................ ........................ Mercury 0,387 193,0 sekuntia tai 3,2 minuuttiaVenus 0,723 360,0 sekuntia tai 6,0 minuuttiaEarth 1,000 499,0 sekuntia tai 8,3 minuuttiaMars 1,523 759,9 sekuntia tai 12,6 minuuttiaJupiter 5,203 2595,0 sekuntia tai 43,2 minuuttiaSaturn 9.538 4759.0 sekuntia tai 79.3 minuuttiaUranus 19.819 9575.0 sekuntia tai 159.6 minuuttiaNeptune 30.058 14998.0 sekuntia tai 4.1 tuntiaPluto 39.44 19680.0 sekuntia tai 5.5 tuntia ..................... ..............................................
Etäisyydet ja valoajat planeetoihin ja Plutoon (Alphonse Swinehartista)
Saatat ensin ajatella, että niin nopeasti liikkuminen johtaa meidät kiireellisesti kahdeksan planeetan kiertoratojen yli. Minun ei olisi pitänyt yllättyä, mutta huomasin olevani jo kärsimätön siihen aikaan, kun Mercury lensi ... 3,2 minuutin kuluttua. Maa oli vielä 5 minuutin päässä ja Jupiter taas 40! Siksi video katkeaa Jupiterista - kukaan ei pysyisi mukana Pluton esiintymisessä 5 puoli tuntia myöhemmin.
Kuten video osoittaa tylsäästi, mutta tehokkaasti, elämme aurinkokunnassa, jossa muutama planeetta on erotettu toisistaan laajoilla tiloilla. Edes valo ei ole tarpeeksi nopea tyydyttämään ihmisen nopeustarve. Mutta vain asioiden näyttämiseksi perspektiivistä, NASAn nopein nykyinen ihmisen tekemä esine on Voyager I -alusta, joka saavutti äskettäin tähtienvälisen avaruuden ja kulki nopeudella 38 000 mph (17 km / sek) tai melkein 18 000 kertaa valonopeutta hitaammin.
Tutkitaan tarkemmin. Mistä tahansa aineellisesta esineestä, esimerkiksi Skittleistä, joka liikkuu nopeasti, tulee äärettömän massiivinen. Miksi? Tarvitset äärettömän määrän energiaa kiihdyttääksesi Skitlin tarkkaan valon nopeuteen. Koska aine ja energia ovat saman kolikon kaksi puolta, kaikki tämä energia luo äärettömän massiivisen Skittle. Makea kosto, jos koskaan olisi.
Voit kuitenkin kiihdyttää pilleremäisen karkkinan 99,9999%: n valonopeuteen äärellisellä, jos uskomattoman suurella määrällä energiaa. Einsteinin kanssa on siistiä. Tässä on outo asia. Jos matkustaisit valon nopeudella, se näyttäisi täysin normaalilta karkkia, mutta jos katsot sitä ulkomaailmasta, sokerinen herkku olisi koko maailmankaikkeus. Molemmat näkökulmat ovat yhtä päteviä, ja se on suhteellisesti ydin.
Valon aaltohiukkasten kaksinaisuus
Mennään pitkin ratsastaaksesi paremmin päivä fotonin elämässä. Fotonit ovat valon hiukkasmuoto, joka ymmärrettiin pitkään vain aallot sähkömagneettisen energian. Kvantimaailman omituudella valo on sekä hiukkanen että aalto. Meidän näkökulmastamme fotonin repiä nopeudella 186 000 mailia sekunnissa, mutta itse fotonille maailma on paikallaan ja aika pysähtyy. Fotonit ovat kaikkialla kerralla. Läsnä kaikkialla. Heille ei kulua aikaa.
Suhteellisuusteoriassa kaiken liikkuminen on määritelty täysin tarkkailijan näkökulmasta. Fotonin kannalta se on levossa. Meistämme se liikkuu ajan ja tilan yli. Meillä kaikilla on oma ”koordinaattikehys”, joten olemme levossa missä tahansa olemmekin. Se on suhteellisuus sinulle - kaikki kehykset ovat yhtä päteviä.
Oletetaan, että olet lentokoneessa. Se äskettäin antamassasi surullinen pussissa esiristeitä on levossa, koska se on koordinaatistossa. Vierelläsi oleva henkilö on myös levossa (ja toivottavasti ei kuorsa). Jopa kone on levossa. Einsteinin mukaan on aivan yhtä pätevää kuvata maailmaa lentokoneen ikkunan ulkopuolella liikkuvan samalla, kun kone itse on levossa. Seuraavan kerran lennettäessä sulje silmäsi, kun kone saavuttaa korkeuden ja vakionopeuden. Kuulet moottorien melun, mutta et voi tietää, että todella liikut.
Suhteellisuus ennustaa myös tämän esineet sopimus heidän liikkeensa suuntaan. Oudolta miltä se kuulostaa, tämä on varmistettu monilla kokeilla. Mitä nopeammin asiat matkustavat, sitä enemmän ne supistuvat.
Vaikutus tulee olemaan havaittavissa vasta, kun esine lähestyy valonopeutta, mutta Apollo 10: n huolto- ja miehistömoduulit saavuttivat nopeuden 0,0037% valon nopeudesta. Maassa jonkun näkökulmasta 11,03 metrin pituinen moduuli supistui noin 7,5 nanometriä, mikä on erittäin pieni, mutta mitattavissa oleva määrä. (Paperiarkki on 100 000 nanometriä paksu). Samoin etäisyydet supistuvat, pohjan ollessa nollassa kevyellä nopeudella.
Pituuden supistuminen tapahtuu, koska paikallaan oleva tarkkailija näkee nopean avaruusaluksen matkustajan ajan merkitsemän hitaammin. Koska valo mitataan aikayksiköinä - valosekunnit, valovuosia -, jotta nämä kaksi sopisivat valon nopeudesta (vakio koko maailmankaikkeudessa), matkustajan “hallitsijan” on oltava lyhyempi. Ja todella on paikallaan olevasta näkökulmastasi, jos voisit jollain tavalla vertaistella laivan sisällä. 10% kevyellä nopeudella matkustaessa 200 jalan avaruusalus kutistuu 199 metriin. 86,5%: ssa se on 100 jalkaa tai puolet koosta ja 99,99%: lla vain 3 jalkaa!
Olemme matkustaneet paljon tänään - istuen hiljaa referenssikehyksissämme.
