Наверное, это самая заезженная темя. Скорость света фигурирует во многих сложных формулах, количестве инопланетных цивилизаций, теориях о перемещении во времени и даже в серии фильмов «Звёздные войны». Уже не секрет, что для её превышения нужна практически бесконечная энергия. Но что если такой источник обнаружится? Реально ли преодоление подобного барьера? И чем это может быть чревато?

Скорость света

С научной точки зрения скорость света — это постоянная величина, которая обозначает, как быстро движутся лучи в вакууме или воздухе. Сам свет — это излучение, состоящее из спектра 7 волн, которые могут восприниматься нашими глазами. От различных условий и изменений в обстановке зависит их скорость, а также возможность преломления.

Словами обычного человека, скорость света — это время, за которое луч преодолевает какой-нибудь промежуток. И не только он один, а и электромагнитное, радио, рентгеновское и гамма излучения, потому что они распространяются идентично ему.

Абсолютно не важно в каких единицах считать выражения. Хоть их и принято решать в метрах на секунду, но далеко не все учёные согласны с этим, поэтому используют и другие величины, например километры и минуты.

Формула скорости света

Все знают знаменитую формула Эйнштейна E=MC². Что она вам говорит? E — это конечно же энергия, M — обычная масса, а C — это та самая скорость света, которую легко можно выразить из этого примера. Более наглядные измерения описаны в нескольких опытах, таких как: опыт Галилея, опыт Рёмера и Брэдли, а так же опыт Физо. Все расчёты неточные и с малыми, но погрешностями. Главное значение, полученное в результате этих исследований. Оно составляет ~299 792 км/с. Огромное и очень точное число определяющее скорость света!

Скорость распространения света

Но что не удивительно в разных ситуациях, появление которых зависит от среды, значения будут отличаться, потому что лучам придётся «проходить» сквозь какие-либо препятствия, например: воздух, воду, лёд, стекло и возможно алмазы. Далее будут приведены примеры их движения в непохожих условиях, сильно отличающихся друг от друга. Чем больше показатель преломления света у вещества, тем меньше скорость при его прохождении у луча.

Скорость света в вакууме

В отличии от земной атмосферы и любых иных мест, в вакууме абсолютная пустота! Здесь просто нечему преломлять свет. Как бы вы не старались, его скорость изменить не получится. Все знают, что космос — это неограниченное пространство. В нём очень много галактик, а следовательно и звёзд. Если задуматься, чтобы лучу преодолеть расстояние от Солнца до Земли, потребуется ~8 минут. А от самого далёкого известного светила, входящего в созвездие большой медведицы, до нашей планеты ~13,5 млрд лет. То есть никто не может дать гарантии, что все святящиеся на небе точки, а вблизи величественные огненные гиганты, целы.

Скорость света в воздухе

Здесь дела обстоят немного иначе. При прохождении солнечных лучей через земную оболочку их скорость совсем немного, но уменьшается. Всему виной абсолютный показатель преломления вещества. Сейчас наша формула для расчёта выглядит так: 299 792/1.003. Первое число уже знакомо — это расстояние, преодолеваемое лучом в вакууме.  Второе значение — коэффициент преломления, найти который легко можно в интернете. Отмечу, что все последующие вычисления будут проводиться с помощью этого же примера. После решения получаем: ~298 895 км/с.

Скорость света в воде

Думаю очевидно, что вода — более плотный материал, чем воздух. Как следствие, на большой глубине практически нет света, потому что он не в состоянии добраться до морского дна. Если вы ныряли больше одного раза, то могли заметить, какая иллюзия происходит на поверхности. Эффект наблюдается круглосуточно и происходит в результате преломления солнечных лучей. Пользуясь выше показанной теоремой и данными из интернет-источников видим довольно простой пример: 299 792/1.33. Через десять секунд получаем ответ: ~225 407 км/с. Отмечу, что если вода превратится в твёрдое состояние — лёд, то и показатель преломления станет не 1.33, а 1.31.

Скорость света в стекле

Какого же было моё удивление, когда стало известно, что обычное стекло преломляет свет ещё сильнее, чем жидкость, состоящая из молекул H²O. Причём значения отличаются практически в два раза и зависят не только от плотности и внутреннего напряжения, но и цвета объекта, через который проходит солнечный свет. Если же говорить о нашем примере, то всё по накатанной: 299 792/1.52. После решения, сравните ответ со скоростью света в воде и воздухе. Значение настолько отличается от предыдущих и составляет: ~197 231 км/с.

Что быстрее скорости света

Опираясь на материалы, указанные выше, можно подумать, что быстрее скорости света ничего быть не может, но это заблуждение. Хотя формально сам свет нам обогнать и не удастся, а вот исказить пространство и время вполне. Если интересно, то для ответа конкретно на этот вопрос некоторые выделяют целые статьи, ну а я же постараюсь рассказать о всём самом главном всего за пять минут.

Квантовая телепортация

Это технология, которая активно разрабатывается уже много лет. Скорее всего переместить таким образом человека в ближайшее время не удастся, но маленькую частицу вполне возможно. Важным аспектом такого опыта является невозможность точного наблюдения за частицей. Если кратко, то чем лучше нам известны её координаты, тем хуже импульс. Поэтому использоваться будут спутанные фотоны. Каким образом они получаются, тоже рассказывать не буду. Одна и главная их особенность в том, что изменение первого, мгновенно меняет состояние второго.

Кротовые норы

Представим муравья, который движется по древесному листу. Для того, чтобы оказаться на другом края у него уйдёт много времени, но если согнуть зелёное творение природы, то он моментально переместится в противоположную точку. То же самое делают с нашим временем и пространством кротовые норы и червоточины. Согласно недавно появившимся гипотезам, их существование вполне возможно, потому что в этом нет никаких противоречий с основными законами физики, например, теорией относительности. Но без подводных камней и тут не обошлось. Чтобы поддерживать их «работоспособность» потребуется вещество, у которого отрицательная плотность энергии. Поэтому даже если такой материал найдётся, мало вероятно, что он будет обуздан и изучен.

Тахионы, как частицы

Их масса определяется не обычным, а мнимым числом, которое включает особый компонент. При его возведении в квадрат, на удивление, получается отрицательное значение. И в самом деле это удивительное свойство, так как касаясь других атомов тахионы не замедляются, а наоборот ускоряются! Такое поведение поражает, потому что их энергия может быть бесконечной, то есть достаточной для преодоления скорости света. К сожалению подтверждения существования таких частиц нет и изучают тахионы только лишь теоретики.

Тень

Проведите самый простой эксперимент в вашей жизни. В тёмной комнате включите одну ярко светящуюся лампочку, а затем прямо перед ней поставьте палец. Немного пошевелив им, можно заметить, что тень на стене передвигается заметно быстрее чем ваша конечность! И да, это подтверждённый факт. При параллельном смещении есть даже формула: R/r. Где R — расстояние от лампы до стены, r — промежуток от источника света до пальца, а ответ означает количество раз, в которые скорость тени будет больше скорости руки. Но не стоит забывать, что тень — всего лишь отсутствие света, поэтому передать по ней какие-нибудь частицы с информацией или исказить пространство и время просто не получится. Всё что есть для нас — это заблуждающая иллюзия отдельного явления.