Содержание
Ученые разогнали световой пучок выше скорости света
Ученые разогнали световой пучок выше скорости света — Российская газета
Свежий номер
РГ-Неделя
Родина
Тематические приложения
Союз
Свежий номер
21.05.2021 09:44
Рубрика:
Общество
Антон Дерябин
Физикам из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии и Университета Рочестера в Нью-Йорке удалось превысить скорость света с помощью импульсов внутри горячей плазмы. Об этом пишет sciencealert.com.
Это означает, что скорость света (300 тысяч километров в секунду) не является константой и не является предельной скоростью во вселенной. Используя импульсный лазер, ученые отрывали электроны от потока ионов водорода и гелия светового потока и тем самым смогли увеличить групповую скорость световых импульсов.
Этот опыт интересен не только для разработки новых теоретических моделей, но и для понимания действия сверхмощных лазеров.
Такие лазеры можно использовать, например, для наращивания мощности ускорителей частиц, улучшения технологии чистого термоядерного синтеза.
Поделиться:
Наука
09:31Русское оружие
Вторую самоходку «Лотос» построят для испытаний в тандеме с первой
09:26Пермь
В Прикамье по поручению Дмитрия Махонина выплачивают матпомощь детям мобилизованных
09:26Власть
Косачев: В сознании американских законодателей оформляется понимание того очевидного факта, что затягивание конфликта на Украине связано не с позицией Киева
09:20В мире
Fakt: Жители Польши вынуждены покупать товары с истекающим сроком годности, чтобы сэкономить
09:06В мире
В Польше планируют ужесточить закон о пребывании украинских беженцев
09:01Авто
Toyota выпустила доступного конкурента Tesla Model 3
09:00Общество
Программа, созданная с участием саранской IT-компании BYTEX, получила мировое признание
08:54Кинократия
Певица и актриса Джоанна Саймон умерла с разницей в один день с сестрой
08:53Общество
Международная космическая станция уклонилась от космического мусора с помощью грузового корабля «Прогресс»
08:52Пресс-релизы СФО
В филиалах АО «РЭС» завершена проверка готовности к работе в отопительный сезон
08:43Архангельск
В ноябре в САФУ откроется новый IT-парк
08:38Кинократия
От опухоли мозга умер актер и танцор Чет Уокер
08:37Власть
Минобороны показало видео удара Су-34 по цели в зоне спецоперации
08:35Кинократия
Женился на учительнице: Что известно о личной жизни певца Шамана
08:34Власть
Владимир Ефимов: В Москве третий месяц подряд снижаются потребительские цены
08:30Власть
Зачем Камчатке «колпак» информбезопасности
Главное сегодня:
«Почему нельзя разогнаться быстрее скорости света?» — Яндекс Кью
Популярное
Сообщества
ОбществоТехнологии+6
Александр Горбарчук
085Z»>12 июля 2017 ·
28,8 K
ОтветитьУточнить
Susanna Kazaryan
Физика
31,8 K
Сусанна Казарян, США, Физик · 13 июл 2017
Чтобы разогнаться быстрее скорости света надо сперва разогнаться до скорости света. Из опыта жизни мы знаем, что если нам нужно чего-то добиться, то за это надо заплатить. Платим мы обычно за энергию. Посчитаем, сколько энергии (или денег) нужно затратить, чтобы достичь скорости света.
Используем всем известную формулу Эйнштейна для полной энергии: E = mc²/√(1-β²), где m — масса тела, а β = v/c — скорость тела (v) в единицах скорости света (c). Знакомые с математикой в этом месте уже видят, что в пределе β → 1, энергия Е → ∞, то есть разгон до скорости света требует бесконечной энергии. А с каким темпом это происходит?
Если при скорости тела β₁ полная энергия тела равнялась Е₁, то после разгона тела до скорости β₂ > β₁, полная энергия тела станет Е₂ > Е₁.
Отношение энергий δ ≡ Е₂/Е₁ = √[(1-β₁²)/((1-β₂²)], не зависит от массы тела. Вооружившись калькулятором, можно посчитать, что при β₁ = 0.9 и β₂ = 0.99 значения δ ≈ 3.09, а при значениях β₁ = 0.99 и β₂ = 0.999 значения δ ≈ 3.16. Дальше считать не надо, ибо уже достигнута асимптотика, при которой δ = √10 ≈ 3.16 или с каждой новой девяткой в величине скорости (β), энергия растёт в 3.16 раз.
Общая формула темпа роста энергии: если тело обладало скоростью β₁ = 0.9 при энергии Е₁, то для достижения скорости β = 0.9…999 (n девяток) потребуется энергия E = Е₁⋅(3.16)ⁿ⁻¹. Таким образом, неограниченный рост числа девяток (n) в величине скорости (β), приводит к неограниченному росту энергии.
Заключение. Чтобы достичь скорости света нужно затратить бесконечное количество энергии. Таких денег в природе нет. Вот и запретила природа всем телам двигаться со скоростью света, чтобы не было перерасхода при оплате счета за энергию.
Станислав Басос
13 июля 2017
Захожу в подобного типа вопросы, чтобы прочитать великолепные ответы Сусанны.
Спасибо вам.
Комментировать ответ…Комментировать…
Владимир Савченко
1,2 K
сисадмин, руководитель среднего звена.
Астрономия, лгбт. · 14 сент 2016
совсем простыми словами вселенная устроена так, что в ней есть предельная скорость движения материи. Это просто некий коэффициент в уравнении. С этой скоростью может двигаться только безмассовый объект, потому что для разгона до этой скорости массивного объекта нужна бесконечно большая энергия. Так как свет (фотон) не имеет массы, он движется с максимально возможной… Читать далее
Дармир Смирнов
16 сентября 2020
разогнатся можно…в мечтах и фантазиях сдесь хоть 999миллиардов световых лет в секунду разгоняй ограничения нет
Комментировать ответ…Комментировать…
Антон Фурс
Физика
443
программист, интересны квантовая механика, теория относительности и астрономия · 5 июл 2020
Как бы вопрос бессмысленный.
Скорость света — максимально возможная скорость. Разумеется вы не можете разогнаться быстрее чем максимально возможное значение =). Другой вопрос — как ведёт себя координатное ускорение тела, на которое действует постоянная сила. Оно будет падать и стремиться к нулю, то есть вы никогда не достигнете этой скорости, хотя и будете бесконечно к… Читать далее
Сергей Лабух
13 января
А как же расширение вселенной со скоростью большей скорости света. Более того расширение происходит с постоянным ускорением?
Комментировать ответ…Комментировать…
Petr Balabanov
4
Увлекаюсь физикой · 17 мар 2016
Даже если представить, что все прочие практические ограничения преодолены, то остаётся одна большая проблема — электромагнитное взаимодействие. Дело в том, что эта сила переносится фотоном, т.е. чтобы разнородно заряженные частицы притягивали друг друга, им нужно обменяться фотонами и «узнать» что где-то находится частица которую нужно притягивать.
Это взаимодействие… Читать далее
Комментировать ответ…Комментировать…
Илья Ишутин
28
Астрономия, физика, интернет, проблемы белых людей. · 31 мая 2016
Частицам света, фотонам, удаётся развить скорость света за счет отсутствия массы. В буквальном смысле, фотон невесом.
Проверить это легко — протяните руку из тени на солнечный свет. Если её не прибьёт к земле — тезис об отсутствии массы у фотонов верен.
Теперь о двигателях. Любой двигатель нуждается в топливе. Чем больше топлива, тем быстрее можно разогнаться. Но… Читать далее
Шура Ржевский
10 мая 2017
масса у фотона есть, на фотоны действует гравитация
у него массы покоя нет, его не существует в покое
Комментировать ответ…Комментировать…
Сергей Бельцер
16
Прикладной математик.
Программист. Студент · 14 сент 2016
Главная причина в том, что чем быстрее Вы перемещаетесь в пространстве, тем больше увеличивается Ваша масса. На малых скоростях это почти незаметно, на скорости в 1000км\ч Ваша масса увеличится меньше, чем на 100 грам. Но когда речь заходит о скорости в 280 000 км/с увеличение скорости на те же 1000 км\ч увеличат Вашу массу в разы.
Таким образом Ваша масса будет… Читать далее
Комментировать ответ…Комментировать…
Миша Соловьев
21
Работаю и путешествую · 27 мая 2016
Почему нельзя? Наверняка можно, только надо технически этого добиться. Тогда будет опровергнута общая теория относительности Энштейна и наш мир станет жить по другим физическим законам. Попробуете?
Комментировать ответ…Комментировать…
Даниил Севостьянов
-18
Просто человек · 13 июл 2017
А почему нельзя? Просто, ещё наука не достигла совершенного уровня.
Однако, учёные уже давно гоняют фотоны на скоростях выше скорости света. Да, это противоречит теории относительности, однако, она была основана так давно, что это неудивительно. Если так пойдет дальше, то лет через 600-1000 люди смогу достигать сверхсветовой скорости.
Boris Voropaev
15 июля 2017
Вод представьте себе океан, волны бегут всегда с одной скоростью, некоторые образуют затейливые узоры, которые… Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…
Георгий Ф.
493
Студент НИЯУ МИФИ · 14 сент 2016
Немного сложностей в начале (ниже всё объясняю проще). Есть такая штука — поле Хиггса. С ним взаимодействует почти всё (кроме фотонов, глюонов и гравитонов, ну и их античастиц). Фотон — частица, калибровочный бозон, переносчик электромагнитного излучения (света в том числе). Он то нам и интересен, так как говорим о скорости СВЕТА.
Остальные определять не буду, они к… Читать далее
Андрей Береговский
14 сентября 2016
Тогда почему скорость звука так мала по сравнению со скоростью света? Ведь у звука тоже нет массы
И делает ли это… Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…
Boris Voropaev
1,6 K
Окончил среднюю школу в 1989 году · 13 июл 2017
Почему нельзя? Согласно базовым постулатам ТО, обладая подходящим движком, равномерно разгоняясь, вы не упретесь ни в какую скоростную стенку и вполне себе преодолеете световой барьер. Другое дело, что окружающие не оценят и вы для них будете слоупоком неадекватно воспринимающим время.
Бердибек Сапарбек
13 июля 2017
Скорость всегда меньше скорости света независимо от наблюдателя.
Комментировать ответ…Комментировать…
Является ли причиной того, что ничто не может двигаться быстрее света, потому что мы недостаточно старались?
Категория: Физика Опубликовано: 20 июля 2017 г.
Изображение общественного достояния,
источник: Кристофер С. Бэрд
Нет. Универсальный предел скорости, который мы обычно называем скоростью света, является фундаментальным для того, как работает Вселенная. Это трудно визуализировать, если вы никогда не слышали об этом раньше, но ученые обнаружили, что чем быстрее вы движетесь, тем больше сжимается ваше пространственное измерение в прямом направлении и тем медленнее идут ваши часы, если смотреть на них со стороны. Другими словами, пространство и время не являются фиксированным фоном, на котором все происходит так, как всегда. Вместо этого пространство и время могут деформироваться и искривляться.
Если вы посмотрите на уравнения, лежащие в основе теорий относительности Эйнштейна, вы обнаружите, что по мере того, как вы приближаетесь к скорости света, ваше пространственное измерение в прямом направлении сжимается до нуля, а ваши часы замедляются до полной остановки. Система отсчета с нулевой шириной и без прогрессии во времени на самом деле является несуществующей системой отсчета.
Следовательно, это говорит нам о том, что ничто не может двигаться быстрее скорости света по той простой причине, что пространство и время на самом деле не существуют за пределами этой точки. Поскольку понятие «скорость» требует измерения определенного расстояния, пройденного в пространстве за определенный период времени, понятие скорости даже физически не существует, кроме скорости света. На самом деле фраза «быстрее света» физически бессмысленна. Это как сказать «темнее черного».
Вы можете сказать, что теории относительности Эйнштейна ошибочны. Однако в настоящее время существует так много свидетельств в поддержку теории относительности, что, если она неверна, она должна быть ошибочной в небольшой степени, которая не меняет этих основных принципов.
Ограничение, согласно которому ничто не может двигаться быстрее скорости света, не такое ограничивающее, как кажется. Более точным выражением этого принципа было бы: «Ничто не может локально двигаться быстрее света».
Это означает, что мы действительно можем получить эффективную скорость выше скорости света, если будем использовать нелокальные масштабы. Например, если червоточины существуют, вы можете использовать их, чтобы срезать путь с Земли к Полярной звезде. По сравнению с кусочком света, который прошел от Земли к Полярной звезде и сделал , а не проходят через червоточину, вы бы путешествовали быстрее. Другими словами, вы бы достигли Полярной звезды первым. Это разрешено, потому что вы никогда локально не превышали скорость света. Если бы другой луч света был отправлен с Земли на Полярную звезду, а и прошли через червоточину вместе с вами, вы никак не могли бы обогнать его. Другой пример: во Вселенной есть несколько далеких звезд, которые удаляются друг от друга со скоростью, превышающей скорость света. Это разрешено, потому что это не локальная скорость.
Темы:
быстрее света, свет, относительность, скорость
Может ли что-нибудь двигаться быстрее скорости света?
Предоставлено НАСА
Может ли что-нибудь двигаться быстрее скорости света? «Нет», — вот что, вероятно, сказал бы Альберт Эйнштейн, если бы он был жив сегодня, и он был бы тем человеком, у которого можно спросить, потому что ученые верят ему на слово с начала 20-го века.
Согласно специальной теории относительности Эйнштейна, опубликованной в 1905 году, ничто не может превышать скорость света. Эта скорость, как объяснил Эйнштейн, является фундаментальной константой природы: она кажется одинаковой для всех наблюдателей в любом месте пространства.
Та же теория утверждает, что объекты набирают массу по мере увеличения скорости, а для ускорения требуется энергия. Чем больше масса, тем больше энергии требуется. К тому времени, когда объект достигнет скорости света, подсчитал Эйнштейн, его масса будет бесконечной, как и количество энергии, необходимое для увеличения его скорости. Выйти за пределы бесконечности невозможно.
Сто лет испытаний только подтвердили то, что написал Эйнштейн, сказал Дональд Шнайдер, профессор астрономии и астрофизики в Университете штата Пенсильвания. «Нет эксперимента, противоречащего специальной теории относительности.
Мы разогнали субатомные частицы до более чем 99% скорости света, но не равной или превышающей скорость света.
«Теоретически странные вещи происходят, когда вы превышаете скорость света», — добавил Шнайдер. Во-первых, путешествия во времени и разделение причин и следствий. Шнайдер приводит пример поражения цели из пистолета, который стреляет пулями со скоростью, превышающей скорость света. «Увидят, как пуля попала в цель, прежде чем они увидят, как стрелок выстрелил из пистолета», — сказал он. «Поскольку один из руководящих принципов теории относительности состоит в том, что все физические законы одинаковы для всех наблюдателей, это нарушение причинно-следственной связи будет большой проблемой. .»
Еще одна странность: тахионы. В 1967 году Джеральд Файнберг, физик из Колумбийского университета, предположил существование этих частиц со скоростью, превышающей скорость света. В своем зеркальном мире над барьером скорости света тахионам потребуется бесконечная энергия, чтобы замедлиться до скорости света.
Среди других появившихся концепций — «червоточины» — короткие пути сквозь пространство-время, позволяющие перемещаться из точки в точку со скоростью, превышающей скорость света, — и «варп-двигатели», своего рода пузырь, созданный в пространстве, в котором теория относительности не применяется.
Несмотря на то, что тахионы, червоточины и варп-двигатели стали основой научной фантастики, они остаются предметом спекуляций, и многие физики игнорируют их значение. Однако есть по крайней мере один реальный пример сверхсветового (то есть сверхсветового) путешествия. Это происходит, когда свет проходит через воду.
В этой плотной среде, объяснил Шнайдер, свет замедляется до трех четвертей своей скорости в вакууме. В ядерном реакторе заряженные частицы, слетающие с радиоактивных стержней через воду, в которой они погружены, превышают эту приведенную скорость.
Поскольку эти частицы содержат электрический заряд, они излучают энергию, называемую черенковским излучением.
Любые частицы, с которыми они сталкиваются, становятся радиоактивными, придавая воде характерное голубое свечение.
«Это совсем не экзотика», сказал Шнайдер. «Каждый раз, когда вы смотрите на воду в ядерном реакторе, голубоватое свечение, которое вы видите, — это излучение, создаваемое заряженными частицами, движущимися в воде со скоростью, превышающей скорость света».
Тем не менее, замедление света для того, чтобы превзойти его, является жульничеством, признал Шнайдер. И хотя он не отказывается от возможности того, что в один прекрасный день в теорию относительности будут внесены поправки, на данный момент, по его словам, последнее слово за теорией Эйнштейна.
Источник: Penn State, Джо Анута.
Узнать больше
Штамм MRSA с высокой устойчивостью к антибиотикам, возникший у свиней, может передаваться человеку
Ссылка :
Наводящий вопрос: может ли что-либо двигаться быстрее скорости света? (2006, 23 марта)
получено 25 октября 2022 г.