Света скорость Стоковые фото, иллюстрации и векторные изображения | Depositphotos®. Фото скорость света
Света скорость Стоковые фото, иллюстрации и векторные изображения
YuliyaKirayonakBO
6000 x 4000
ArturVerkhovetskiy
7360 x 4912
YuliyaKirayonakBO
4000 x 2667
ArturVerkhovetskiy
4912 x 7360
YuliyaKirayonakBO
4777 x 3174
YuliyaKirayonakBO
4912 x 3264
ArturVerkhovetskiy
7360 x 4912
YuliyaKirayonakBO
4689 x 3116
ArturVerkhovetskiy
4912 x 7360
YuliyaKirayonakBO
4912 x 3264
ArturVerkhovetskiy
7360 x 4912
ArturVerkhovetskiy
4912 x 7360
Скорость света может оказаться не такой постоянной, как принято думать (6 фото)
Многие вещи в нашей жизни являются постоянными. Чувство разочарования, после того как заканчивается плитка шоколада, к примеру. Непредсказуемость 2016 года. И, конечно же, скорость света.
Но подождите! Может быть, это не так. Новое исследование предполагает, что скорость света в вакууме не всегда имела такое же значение, что и теперь (299792458 метров в секунду), а была на самом деле немного выше в начале существования Вселенной – 13,8 миллиарда лет назад.
Теория переменной скорости света
Эта теория исходит от профессора Жуана Магейжу из Имперского колледжа в Лондоне. Магейжу впервые предложил идею переменной скорости света в 1998 году и теперь говорит, что знает способ проверить ее.
Теория гласит, что сразу же после Большого взрыва, должно быть, существовал способ распространения тепла и энергии вокруг Вселенной, прежде чем сила тяжести смогла бы добраться до любого ее уголка. На данный момент лучшая теория ученых относительно того, как это произошло, известна под названием инфляции – это период быстрого роста, скорость которого была намного выше, чем нынешние темпы расширения Вселенной.
Что такое «проблема горизонта»
Это помогает решить так называемую «проблему горизонта», где все части Вселенной сегодня в широком смысле примерно одинаковы, куда бы мы ни посмотрели. Но если скорость света всегда была постоянной, эта теория не имеет смысла, так как энергия не смогла бы равномерно распределиться.
Спектральный индекс
Магейжу говорит, что скорость света была выше после Большого взрыва, и это позволило Вселенной стать равномерной на ранних стадиях. Чтобы проверить это, мы можем искать колебания в космическом микроволновом фоне – окаменелом реликте ранней Вселенной, известном как спектральный индекс.
Магейжу предсказывает, что этот показатель должен составлять 0.96478. На данный момент лучшая оценка стоит на отметке 0,968, учитывая погрешности.
«Если наблюдения, которые проводят ученые, в ближайшем будущем найдут это число и подтвердят его точность, то это приведет к изменению теории гравитации Эйнштейна», — сказал ученый в своем заявлении прессе.
Последствия новой теории
Если он прав, эти результаты приведут к более широким последствиям для теории относительности Эйнштейна, поскольку они предполагают, что скорость света не была постоянной, как мы всегда думали. Если он ошибается, значит, нет причин для паники и мы можем вернуться к нашей привычной жизни.
Другие статьи:
nlo-mir.ru
Как пространство может двигаться быстрее скорости света? (3 фото)
Космологи в душе путешественники во времени. Оглядываясь назад на миллиарды лет, эти ученые способны проследить эволюцию нашей Вселенной в удивительных деталях. 13,8 миллиарда лет назад произошел Большой Взрыв. Спустя доли секунды экспоненциально расширилась Вселенная — за короткий период времени под названием инфляция. В течение последующих эпох космос вырос до огромных размеров, мы даже не видим его краев.
Но как это может быть возможно? Если скорость света знаменует космическое ограничение скорости, как могут существовать регионы пространства-времени, фотоны которых находятся вне нашей досягаемости? А если они и существуют, как нам узнать об их существовании? На этот вопрос ответила Ванесса Янек с UniverseToday.
Расширяющаяся Вселенная
Как и все остальное в физике, наша Вселенная стремится существовать в низшем энергетическом состоянии из возможных. Но спустя 10^-36 секунд после Большого Взрыва, как считают инфляционные космологи, космос пребывал в энергии ложного вакуума — низшей точке, которая на самом деле не была низшей. В поисках истинного надира энергии вакуума, спустя долю секунды, Вселенная раздулась с коэффициентом 1050.
С тех пор Вселенная продолжает расширяться, но с меньшей скоростью. Мы видим свидетельства этого расширения в свете далеких объектов. По мере того как фотоны, выпущенные звездой или галактикой, распространяются по Вселенной, растяжение пространства заставляет их терять энергию. Когда фотоны достигают нас, их длины волн демонстрируют красное смещение в соответствии с дистанцией, которую они прошли.
Вот почему космологи говорят о красном смещении как о функции расстоянии в пространстве и времени. Свет от удаленных объектов путешествует так долго, что когда мы, наконец, видим его, мы наблюдаем объекты такими, какими они были миллиарды лет назад.
Объем Хаббла
Красное смещение света позволяет нам видеть объекты вроде галактик такими, какими они существовали в далеком прошлом, но мы не можем наблюдать все события, которые происходили в нашей Вселенной на протяжении ее истории. Поскольку наш космос расширяется, свет некоторых объектов оказывается попросту слишком далек от нас, чтобы его заметить.
Физика этой границы опирается, в частности, на кусок окружающего нас пространства-времени под названием объем Хаббла. Здесь, на Земле, мы определяем объем Хаббла путем измерения так называемого параметра Хаббла (H0), величины, которая связывает скорость разбегания далеких объектов с их красным смещением. Впервые ее вычислил Эдвин Хаббл в 1929 году, обнаружив, что далекие галактики удаляются от нас со скоростью, пропорциональной красному смещению их света.
Два источника красного смещения: Доплер и космологическое расширение. Снизу: детекторы улавливают свет, испущенный центральной звездой. Этот свет растянут, или смещен, вместе с расширением пространства
Разделив скорость света на H0, мы получим объем Хаббла. Этот сферический пузырек охватывает область, в которой все объекты удаляются от центрального наблюдателя со скоростью, меньшей скорости света. Соответственно, все объекты за пределами объема Хаббла удаляются от центра быстрее скорости света.
Да, «быстрее скорости света». Как это возможно?
Магия относительности
Ответ на этот вопрос связан с различием между специальной теорией относительности и общей теорией относительности. Специальная теория относительности требует так называемой «инерциальной системы отсчета», или, если проще, фона. Согласно этой теории, скорость света одинакова во всех инерциальных системах. Если наблюдатель сидит на скамье в парке планеты Земля или взлетает с Нептуна с головокружительной скоростью, для него скорость света всегда будет одинаковой. Фотон всегда удаляется от наблюдателя со скоростью 300 000 000 метров в секунду.
Общая теория относительности, однако, описывает ткань самого пространства-времени. В этой теории инерциальных систем отсчета нет. Пространство не расширяется относительно чему-либо за его пределами, поэтому предел скорости света относительно наблюдателя не работает. Да, галактики за пределами сферы Хаббла удаляются от нас быстрее скорости света. Но галактики сами по себе не преодолевают космические ограничения. Для наблюдателя в одной из таких галактик ничто не нарушает специальную теорию относительности. Это пространство между нами и эти галактики ускоряются и растягиваются экспоненциально.
Наблюдаемая Вселенная
Возможно, следующее вас немного удивит: объем Хаббла — это не то же самое, что и наблюдаемая Вселенная.
Чтобы понять это, рассмотрим, что когда Вселенная становится старше, удаленному свету требуется больше времени, чтобы достичь наших детекторов здесь, на Земле. Мы можем видеть объекты, которые ускорились за пределы нашего нынешнего объема Хаббла, потому что свет, который мы видим сегодня, был выпущен ими, когда они были внутри сферы.
Строго говоря, наша наблюдаемая Вселенная совпадает с чем-то под названием горизонт частиц. Горизонт частиц отмечает расстояние до самого дальнего света, который мы можем наблюдать в этот момент времени — у фотонов было достаточно времени, чтобы либо остаться в пределах, либо догнать мягко расширяющуюся сферу Хаббла.
Наблюдаемая Вселенная. Технически известна как горизонт частиц
Что с расстоянием? Чуть больше 46 миллиардов световых лет в любом направлении — и наша наблюдаемая Вселенная в диаметре составляет приблизительно 93 миллиарда световых лет, или более 500 миллиардов триллионов километров.
(Небольшая заметка: горизонт частиц — это не то же самое, что космологический горизонт событий. Горизонт частиц охватывает все события в прошлом, которые мы можем видеть в настоящее время. Космологический горизонт событий, с другой стороны, определяет расстояние, на котором будущий наблюдатель сможет увидеть на тот момент древний свет, который излучается нашим небольшим уголком пространства-времени сегодня.
Другими словами, горизонт частиц имеет дело с расстоянием до объектов в прошлом, древний свет которых мы можем наблюдать сегодня; а космологический горизонт событий имеет дело с расстоянием, которое сможет пройти наш современный свет, по мере того как дальние уголки Вселенной будут ускоряться от нас).
Темная энергия
Благодаря расширению Вселенной, есть регионы космоса, которые мы никогда не увидим, даже если будем ждать бесконечное время, пока их свет не достигнет нас. Но как насчет тех зон, которые лежат сразу за пределами нашего современного объема Хаббла? Если эта сфера тоже расширяется, сможем ли мы увидеть эти приграничные объекты?
Это зависит от того, какой регион расширяется быстрее — объем Хаббла или части Вселенной в непосредственной близости от него снаружи. И ответ на этот вопрос зависит от двух вещей: 1) увеличивается или уменьшается H0; 2) ускоряется или замедляется Вселенная. Эти два темпа тесно связаны между собой, но не являются одним и тем же.
По сути, космологи считают, что мы живем во время, когда H0 уменьшается; но из-за темной энергии скорость расширения Вселенной растет.
Может показаться нелогичным, но пока H0 уменьшается более медленными темпами, чем растет скорость расширения Вселенной, общее движение галактик от нас по-прежнему происходит с ускорением. И в этот момент времени, как считают космологи, расширение Вселенной будет опережать более скромный рост объема Хаббла.
Поэтому даже при том, что объем Хаббла расширяется, влияние темной энергии устанавливает жесткий лимит на разрастание наблюдаемой Вселенной.
Космологи ломают голову над глубокими вопросами вроде того, как будет выглядеть наблюдаемая Вселенная в один прекрасный день и как изменится расширение космоса. Но в конечном счете ученые могут только предполагать ответы на вопросы о будущем, основываясь на сегодняшнем понимании Вселенной. Космологические временные рамки настолько невообразимо велики, что невозможно сказать что-то конкретное о поведении Вселенной в будущем. Современные модели на удивление хорошо отвечают современным данным, но правда в том, что никто из нас не проживет достаточно долго, чтобы увидеть, сбудутся ли прогнозы.
Другие статьи:
nlo-mir.ru
Почему гравитация движется со скоростью света? (6 фото)
Если посмотреть на Солнце через 150 миллионов километров космоса, который разделяет наш мир от ближайшей звезды, свет, который вы видите, не показывает Солнце на текущий момент, а каким оно было 8 минут и 20 секунд назад. Это потому что свет движется не мгновенно (а со скоростью света, хаха): его скорость составляет 299 792,458 километра в секунду (подробности этого невероятного факта здесь). Именно такое время нужно свету, чтобы преодолеть путь от фотосферы Солнца до нашей планеты. Но силе тяжести не обязательно нужно вести себя так же; возможно, как предсказывала теория Ньютона, гравитационная сила представляет собой мгновенное явление и ощущается всеми объектами с массой во Вселенной, через все эти огромные космические расстояния, одновременно.
Так ли это в действительности? Если Солнце бы мгновенно исчезло, полетела бы Земля сразу же по прямой линии или же продолжила вращаться вокруг местоположения Солнца в течение еще 8 минут и 20 секунд? По общей теории относительности, ответ ближе ко второму варианту, поскольку не масса определяет гравитацию, а искривление пространства, которое определяется суммой всей материи и энергии в нем. Если бы Солнце исчезло, пространство стало бы не искривленным, а плоским, но эта трансформация была бы не мгновенной. Поскольку пространство-время — это ткань, переход стал бы неким «переливанием», которое отправило бы гигантскую рябь — гравитационные волны — через Вселенную, подобную ряби от брошенного в пруд камня.
Скорость этой ряби определяется так же, как и скорость всего остального в ОТО: ее энергией и массой. Поскольку гравитационные волны не обладают массой, но имеют конечную энергию, они должны двигаться со скоростью света. А это значит, что Земля притягивается не к тому месту, где находится в пространстве Солнце, а к тому, где оно было чуть больше восьми минут назад.
Если бы это была единственная разница между теориями гравитации Эйнштейна и Ньютона, мы немедленно заключили бы, что Эйнштейн ошибался. Орбиты планет так хорошо изучены и так точно и долго записывались (с конца 1500-х!), что если бы гравитация просто притягивала планеты к месту Солнца со скоростью света, предсказанные положения планет сильно не соответствовали бы их актуальному положению. Необходима блестящая логика, чтобы понять, что законы Ньютона требуют невероятной скорости гравитации такой точности, что если бы это было единственное ограничение, скорость гравитации должна была бы быть больше чем в 20 миллиардов раз быстрее скорости света.
Но в ОТО есть еще один кусок головоломки, который имеет большое значение: орбитальная скорость планеты по мере ее движения вокруг Солнца. Земля, например, тоже движется, «покачиваясь» на волнах гравитации и часто опускаясь не там, где поднималась. Налицо два эффекта: скорость каждого объекта влияет на то, как он испытывает силу гравитации, а с ней и изменения в гравитационных полях.
Но что особенно интересно, так это то, что изменения в гравитационном поле при конечной скорости гравитации и эффекты зависимых от скорости взаимодействий почти точно уравновешиваются. Именно неточность этого равновесия позволяет нам определить экспериментально, какая теория соответствует нашей Вселенной: ньютонова модель «бесконечной скорости гравитации» или эйнштейнова модель «скорость гравитации равна скорости света». В теории, мы знаем, что скорость гравитации должна соответствовать скорости света. Но гравитационная сила Солнца слишком слабая, чтобы измерить этот эффект. На самом деле, изменить его очень сложно, поскольку когда нечто движется с постоянной скоростью в постоянном гравитационном поле, никакого наблюдаемого эффекта нет вовсе. В идеале, нам нужна была бы система, в которой массивный объект движется с изменяющейся скорость через меняющееся гравитационное поле. Другими словами, нам нужна система, состоящая из тесной пары вращающихся наблюдаемых останков звезд, хотя бы одна из которых будет нейтронной.
По мере вращения нейтронных звезд, они пульсируют, и эти импульсы видны нам на Земле всякий раз, когда полюс нейтронной звезды проходит через нашу линию визирования. Предсказания теории гравитации Эйнштейна невероятно чувствительны к скорости света, так что с самого первого обнаружения бинарной системы пульсаров в 1980-х годах, PSR1913+16 (Халса-Тейлора), мы свели скорость гравитации до равной скорости света с погрешностью измерения всего в 0,2%.
Конечно, это непрямое измерение. Мы смогли осуществить косвенное измерение другого типа в 2002 году, когда в результате случайного совпадения Земля, Юпитер и очень мощный радиоквазар (QSO J0842+1835) выстроились на одну линию визирования. По мере движения Юпитера между Землей и квазаром, гравитационное искривление Юпитера позволило нам измерить скорость гравитации, исключить бесконечную скорость и определить, что она где-то между 2,55 х 108 и 3,81 х 108 метров в секунду, что полностью соответствует предсказаниям Эйнштейна.
В идеале, мы могли бы измерить скорость этой ряби напрямую за счет прямого обнаружения гравитационных волн. LIGO нашла первую такую, в конце концов. К сожалению, из-за нашей неспособности правильно триангулировать место рождения этих волн, мы не знаем, с какой стороны они пришли. Рассчитав дистанцию между двумя независимыми детекторами (в Вашингтоне и Луизиане) и измерив разницу во времени прибытия сигнала, мы можем определить, что скорость гравитации соответствует скорости света и определить самые жесткие ограничения по скорости.
Тем не менее, самые жесткие ограничения дают нам косвенные измерения от очень редких систем пульсаров. Лучшие результаты на настоящий момент говорят нам, что скорость гравитации между 2,993 х 108 и 3,003 х 108 метров в секунду, что прекрасно подтверждает ОТО и ужасно сказывается на альтернативных теориях гравитации (прости, Ньютон).
Другие статьи:
nlo-mir.ru
комиксы, гиф анимация, видео, лучший интеллектуальный юмор.
Физики впервые сняли на видео «ударную волну» света:
Американским ученым впервые удалось наблюдать, как свет оставляет за собой конус, напоминающий ударную волну, которая возникает при движении сверхзвукового самолета.Когда объект движется сквозь атмосферу, воздух обтекает его, и в результате возникают звуковые волны. Если скорость объекта равна скорости звука в той среде, в которой он движется, или превышает ее, объект обгоняет волны, которые создает. Фронты таких волн пересекаются, резонируют и усиливают друг друга. В результате за летящим со сверхзвуковой скоростью объектом остается расходящийся «хвост» усиленных акустических колебаний, гораздо более мощных, чем те, что рождаются движущимися на дозвуковых скоростях объектами.
Плоскость, ограничивающая область возмущений, называется конусом Маха. Предыдущие исследования доказали, что фотоны способны оставлять следы, так же имеющие коническую форму., а недавно ученым из удалось наблюдать их образование и даже записать его на видео.
Частицы света путешествуют сквозь вакуум со скоростью света — около 300 000 км/с, и, согласно Эйнштейну, ничто не может двигаться быстрее света в вакууме. Зато свет может двигаться медленнее — например, если его распространение затрудняет среда. Стекло замедляет свет на 40%, а в некоторых экспериментах физикам удаётся уменьшать скорость в миллионы раз, практически останавливая фотоны.
Чтобы получить фотонные конусы Маха, физики из Вашингтонского университета в Сент-Луисе создали для фотонов тоннель, заполненный сухим льдом и зажатый между панелями из силикона и порошка оксида алюминия. Сквозь тоннель пропустили короткие вспышки видимого света зеленого цвета, каждая из которых длилась по 7 пикосекунд (пикосекунда — одна триллионная секунды). Зеленый свет рассеивался, натыкаясь на частицы сухого льда, и рассеянный свет частично попадал на силиконовые пластинки.
Свет проходил через тоннель гораздо быстрее, чем через материал пластинок, и оставлял позади конус более медленных световых волн, которые, распространяясь, накладываются друг на друга.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
joyreactor.cc
15 малоизвестных и весьма занимательных фактов про свет (16 фото)
Малоизвестные и весьма занимательные факты про свет
О том, что жизнь на земле возможна благодаря солнечному свету знают, пожалуй, даже ученики младших классов. При этом далеко не многие взрослые знают об интереснейших фактах, которые связаны со светом, а многие сложные явления объясняются именно его свойствами. В нашем обзоре десятка малоизвестных фактов о таком казалось бы знакомом солнечном (и не только) свете.
1. Замедление времени
Замедление времени
Благодаря замедлению времени, человек на самом деле может пропутешествовать тысячи световых лет в течение своей жизни (если лететь 28 лет с постоянным ускорением, близким к скорости света, в течение первых 14 лет, то можно достигнуть туманности Андромеды, которая расположена в 2 миллионах световых лет).
2. Один год равен сотне лет
Один год равен сотне лет
Замедление времени происходит, когда скорость движущегося объекта приближается к скорости света. Если 1 год путешествовать со скоростью света, а затем вернуться на Землю, то обнаружится, что на планете прошли сотни лет.
3. Тело человека биолюминесцентно
Тело человека биолюминесцентно
Тело человека на самом деле биолюминесцентное, т. е. оно испускает свет. К сожалению, этот свет слишком тусклый, чтобы его было можно увидеть.
4. Спасибо магнитосфере
Спасибо магнитосфере
В космосе астронавты иногда видят яркие вспышки перед глазами из-за попадания космических лучей на сетчатку их глаз. На Земле этого не происходит из-за магнитосферы.
5. Выше скорости света
Выше скорости света
Тахионы — гипотетические частицы, скорость которых выше скорости света.
6. Яркий свет ночной Земли
Яркий свет ночной Земли
На некоторых изображениях ночной Земли, сделанных НАСА из космоса, обнаружился чрезвычайно яркий свет в середине пустыни в Австралии. Оказывается, это были лесные пожары, свет от которых даже затмил свечение крупных городов.
7. Синие фонари
Синие фонари
Хотя ученые без малейшего понятия, почему так произошло, когда в некоторых районах Шотландии и Японии желтые уличные фонари заменили на синие, то было зафиксировано снижение уровня преступности и самоубийств.
8. Один см в вакууме
Один см в вакууме
Один миг — на самом деле единица времени (это время, за которое свет проходит 1 см в вакууме).
9. Чихать на солнце
Чихать на солнце
Из-за генетической причуды, известной как световой чихательный рефлекс, примерно одна треть всех людей начинает чихать, глядя на солнце.
10. Бетельгейзе взорвется в ближайшие 300 000
Бетельгейзе взорвется в ближайшие 300 000
Бетельгейзе — огромная яркая звезда, находящаяся примерно в 450 световых годах от Земли. Ученые предполагают, что она взорвется в ближайшие 300 000 лет. Когда это произойдет, небо будет освещено даже ярче, чем полной луной. Такая вспышка будет видна среди дня.
11. Деревья — источник света
Деревья — источник света
Некоторые исследователи пытаются создать биолюминесцентные деревья на основе ферментов, которые встречаются у медуз. Это обеспечило бы экологически чистый источник света для городских улиц в ночное время.
12. Селен является диэлектриком
Селен является диэлектриком
Селен является диэлектриком, то есть он не проводит электричество. Загвоздка в том, что это происходит только в темноте. Если на селен попадает свет, он превращается в проводник.
13. Люди могут видеть ультрафиолетовый свет
Люди могут видеть ультрафиолетовый свет
Люди на самом деле могут ультрафиолетовый свет, он просто отфильтровывается хрусталиком глаза.
14. Берлинская стена
Берлинская стена
Разделительную линию между Восточным и Западным Берлином до сих пор можно увидеть из космоса. В западном Берлине используются уличные фонари белого цвета, а в восточном — желтого.
15. Белое Солнце
Белое Солнце
Солнце на самом деле белое. Благодаря атмосфере, которая частично рассеивает световые волны, солнце кажется желтым.
Другие статьи:
nlo-mir.ru
комиксы, гиф анимация, видео, лучший интеллектуальный юмор.
Физики впервые сняли на видео «ударную волну» света:
Американским ученым впервые удалось наблюдать, как свет оставляет за собой конус, напоминающий ударную волну, которая возникает при движении сверхзвукового самолета.Когда объект движется сквозь атмосферу, воздух обтекает его, и в результате возникают звуковые волны. Если скорость объекта равна скорости звука в той среде, в которой он движется, или превышает ее, объект обгоняет волны, которые создает. Фронты таких волн пересекаются, резонируют и усиливают друг друга. В результате за летящим со сверхзвуковой скоростью объектом остается расходящийся «хвост» усиленных акустических колебаний, гораздо более мощных, чем те, что рождаются движущимися на дозвуковых скоростях объектами.
Плоскость, ограничивающая область возмущений, называется конусом Маха. Предыдущие исследования доказали, что фотоны способны оставлять следы, так же имеющие коническую форму., а недавно ученым из удалось наблюдать их образование и даже записать его на видео.
Частицы света путешествуют сквозь вакуум со скоростью света — около 300 000 км/с, и, согласно Эйнштейну, ничто не может двигаться быстрее света в вакууме. Зато свет может двигаться медленнее — например, если его распространение затрудняет среда. Стекло замедляет свет на 40%, а в некоторых экспериментах физикам удаётся уменьшать скорость в миллионы раз, практически останавливая фотоны.
Чтобы получить фотонные конусы Маха, физики из Вашингтонского университета в Сент-Луисе создали для фотонов тоннель, заполненный сухим льдом и зажатый между панелями из силикона и порошка оксида алюминия. Сквозь тоннель пропустили короткие вспышки видимого света зеленого цвета, каждая из которых длилась по 7 пикосекунд (пикосекунда — одна триллионная секунды). Зеленый свет рассеивался, натыкаясь на частицы сухого льда, и рассеянный свет частично попадал на силиконовые пластинки.
Свет проходил через тоннель гораздо быстрее, чем через материал пластинок, и оставлял позади конус более медленных световых волн, которые, распространяясь, накладываются друг на друга.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
joyreactor.cc
