Rychlost světla je jednou z nejdůležitějších konstant ve fyzice. Dánský astronom Olaf Roemer poprvé odhadl rychlost světla v roce 1676. Vědec, který zjistil, že to bylo světlo, které určuje horní hranici dosažitelné rychlosti v našem vesmíru, rovnou téměř 300 000 kilometrům za sekundu, byl přesně Albert Einstein. A přesto, podle stejné Einsteinovy teorie, je vše v tomto vesmíru relativní, včetně pohybu. To nás zase nutí klást zcela logickou otázku: jaká je rychlost úplného opaku světla - tmy?
Nejsme první, kdo se na tuto otázku zeptá, ale portál Gizmodo se rozhodl do ní ponořit hlouběji a při této příležitosti se obrátil na jednoho z nejuznávanějších a nejslavnějších vědců, vědců, teoretiků, odborníků na černé díry a kvantovou fyziku. Je zajímavé, že všichni nemají v této záležitosti konsenzus. Někteří věří, že tma může mít stejnou rychlost jako světlo. Jiní věří, že to může být nekonečně pomalejší. Stále si jsou jistí, že vše bude záviset na úhlu pohledu, ze kterého se na tento problém díváte.
George Masser
Redaktor vědeckých časopisů American American a Nautilus, autor Creepy Action na dálku: Fenomén předefinující prostor a čas. Význam fenoménu v teorii černých děr, teorii velkého třesku a teorii všeho, jakož i úplného průvodce teorií strun pro idioty
"Rychlost temnoty?" Nejjednodušší odpověď je, že rychlost tmy je stejná jako rychlost světla. Vypněte Slunce a naše obloha zhasne osm minut po tomto bodě. Ale to je nudná odpověď! Né vážně! Zaprvé, to, čemu jsme říkali „rychlost světla“, je rychlost šíření, a to není vždy rozhodující faktor. Stín dopadající na krajinu je vržen objekty. A zvláštnost těchto objektů, stejně jako vzdálenost od nich, určí, jak rychle bude klesat.
Například v pravidelných intervalech osvětluje své okolí rotující maják. Relativní rychlost zatemnění prostředí se však zvyšuje se zvyšující se vzdáleností od samotného majáku. Pokud se vzdálíte dostatečně daleko od majáku, stín vás předstihne rychleji než rychlost světla. Totéž se stane například s neutronovými hvězdami ve vesmíru. Jinými slovy, v tomto případě bude rychlost světla znamenat pouze zpoždění. I když je maják zaměřen přímo na vás, neuvidíte světlo okamžitě, ale s určitým zpožděním. To však nijak neovlivní průběh událostí, které uvidíte, jsou na vašem místě.
Propagační video:
Ale existuje ještě něco jako temnota? Přesněji řečeno, existuje koncept, ale je to samotný jev? I když „vypnete“Slunce, Země se nevrhne do naprosto neproniknutelné temnoty. V tomto případě bude vaše obloha osvětlovat světlo hvězd, mlhovin a dokonce i samotného Velkého třesku. Samotná planeta a všechno na ní, včetně našich těl, také vyzařují světlo. A bude to vidět na infračerveném portu. I když jste nějak našli způsob, jak „vypnout“Slunce, i pak bude emitovat určitou úroveň záře téměř navždy. Pro vaše století a po mnoho staletí bude toho určitě dost. To znamená, že pokud budeme mít příležitost vidět, uvidíme. Žádný optický senzor není schopen detekovat úplnou tmu, protože i když v blízkosti nejsou žádné zdroje světla,dostupné kvantové fluktuace také vytvoří velmi lehké záblesky světla. Nebo si vezměte černé díry - nejtemnější z údajných objektů. Podle některých teorií dokonce vyzařují určité procento světla. Ve fyzice, na rozdíl od sféry mezilidských vztahů, světlo vždy „dobývá“temnotu.
Tma není fyzická kategorie, ale spíše relativní stav. Ani to. Jedná se o subjektivní vnímání státu. Fotony se mohou nebo nemusí odrazit, sítnice mohou vyvolat paměťové procesy, ale nemohou vysvětlit subjektivní pocit tmy, stejně jako vlny nemohou být reprezentovány ničím jiným než naše zkušenost s pozorováním barvy nebo zvuku. Naše subjektivní zkušenost se čas od času mění, ale jednotlivé části této zkušenosti leží mimo čas. A v tomto smyslu můžeme říci, že temnota sama o sobě nemá rychlost.
Co je rychlost v obecném slova smyslu? A vůbec to existuje? Předpokládá přítomnost určitého prostoru, ve kterém může být změřena. Mnoho vědců pracujících s kvantovou fyzikou - světem, kde se obvyklé koncepty obyčejné fyziky často stávají zbytečnými - se však domnívají, že prostor sám o sobě je jedním z derivátů základní úrovně reality, kde neexistují takové koncepty jako pozice, vzdálenost nebo stejné Rychlost.
Avi Loeb
Profesor astrofyziky na Harvardově univerzitě, zakladatel iniciativy Black Hole Initiative (BHI)
"Látka přitahovaná do středu černé díry dosahuje rychlosti blízké rychlosti světla." Cokoliv, co spadá do horizontu tzv. Černé díry, nemůže uniknout. Rovněž světlo je navždy utěsněno v horizontu události. S ohledem na to lze černé díry považovat za nějaký druh vězení věčné temnoty. Ale není tomu tak.
Hvězda, jako je Slunce, může být spaghettizována do proudu plynu, pokud prochází vedle masivní černé díry, jako je ta ve středu naší Mléčné dráhy, jejíž hmotnost je 6 miliard slunečních hmot.
Avšak při pádu do černé díry může hmota vytvářet vzájemné tření a zahřívat se. Konečným výsledkem tohoto tření je záření. Pokud je rychlost nárůstu (proces hromadného přírůstku) dostatečně vysoká, pak bude tlak odcházejícího záření potenciálně schopen zachránit další okolní látku před pádem. Mnoho z nejmasivnějších černých děr ve vesmíru, s hmotností miliard sluncí, má nejvyšší možnou míru narůstání. ““
Neil DeGrasse Tyson
Astrofyzik, Ph. D. ve fyzice, spisovatel, popularizátor vědy, ředitel Haydenova planetária v Americkém přírodovědném muzeu na Manhattanu. Host populární vědecké série "Space: Space and Time"
"Rychlost temnoty znamená … Vzhledem k tomu, že temnota sama o sobě je výsledkem zastavení světla?" Pokud je rychlost světla reprezentována konstantou, pak rychlost tmy bude přesně opačnou konstantou rychlosti světla. Pokud je světlo vektorem, má velikost a směr, pak … když mluvíme o jeho záporné hodnotě, mluvíme o jeho opačném směru. Tma je v tomto případě opačným směrem, ne přímým. Řekl bych, že temnota má opačnou zápornou hodnotu pro rychlost světla. “
Sara Caudill
PhD z Centra Leonarda E. Parkera pro studium gravitace, kosmologie a astrofyziky, University of Wisconsin-Milwaukee
„Gravitační síla černých děr je tak velká, že ji ani světlo nemůže uniknout, jakmile vstoupí do okruhu svého horizontu události - neviditelné hranice, které vytvářejí bod bez návratu. Protože černé díry mají tak silnou gravitaci, pozorování provedená mimo toto silné gravitační pole budou ovlivněny účinkem dilatace času.
Předpokládejme, že daleko od černé díry je vnější pozorovatel, který vidí do černé díry padající světelný předmět. Z pohledu pozorovatele tento světelný objekt nejprve zpomalí svou rychlost a poté „zhasne“a stane se tak matným, že ho nebude možné vidět. Pozorovatel ani nebude schopen vidět, jak objekt překročí hranici horizontu události.
Podíváme-li se na situaci z pohledu hmoty spadající do této černé díry. Představte si nyní černou díru obklopenou oblakem zářícího plynu. Tento oblak byl tvořen hvězdou roztrhanou od sebe, procházející příliš blízko k této černé díře. Tento oblak plynu se objeví jako zploštělý disk, nazývaný také akreční disk. Takže plyn z tohoto disku bude nakonec úplně pohlcen černou dírou, ale to se nestane okamžitě.
Skutečnost je taková, že existuje rychlostní limit, který závisí na síle radiačního tlaku zahřátého plynu, který bude odolávat působení vnitřní gravitační síly samotné černé díry. Jakmile je černou dírou absorbován veškerý plyn, jeho velikost se zvětší. Například pokud vezmeme černou díru, jejíž počáteční hmotnost bude desetkrát větší než hmotnost našeho Slunce a rychlost jejího hromadění naroste na svůj maximální limit (tzv. Eddingtonův limit), pak za přibližně miliardu let dosáhne hmotnost této černé díry hmotnost 100 milionů časy překračující hmotnost našeho Slunce “.
David Reice
Vědecký vedoucí laserové interferometrické gravitační vlnové observatoře (LIGO)
"V zásadě bude vše záležet na tom, zda jste záležitostí, která je pohlcena nekonečnou propastí černé díry, nebo jste dost daleko od scény a jste bezvýznamným pozorovatelem události někoho nebo něčeho jiného, co se dostane do této propasti." Pokud máte smůlu a jste na prvním místě, rychlost bude velmi vysoká. S největší pravděpodobností budeme hovořit o indikátorech blízkých rychlosti světla.
Pokud se ocitnete na místě druhé a jste dostatečně daleko od černé díry, pak se vám rychlost, s jakou bude hmota pohlcena černou dírou, zjevně sníží díky efektu gravitační dilatace času. Podle něj „hodiny“pod vlivem gravitačního pole klesají pomaleji a pod vlivem velmi silného gravitačního pole - ještě pomalejší, což bude platit jen s přístupem k horizontu událostí černé díry.
Mám na mysli dost daleko, že ve vašem místním souřadném systému zůstanete v klidu vůči černé díře (tj. Nebudete k ní přitahováni) a váš místní časový systém nebude ovlivněn gravitačním polem této černé díry. V tomto případě se u osoby, která je mimo vliv černé díry, bude zdát, že se předmět nebo hmota bude pohybovat k horizontu události černé díry po nekonečně dlouhou dobu.
Nyayesh Afshordi
Astrofyzik na katedře fyziky a astronomie na University of Waterloo a vedoucí katedry kosmologie a gravitace na perimetrickém institutu teoretické fyziky v Kanadě
"Věřím, že rychlost temnoty je nekonečná!" V klasické fyzice lze podle obecného pojetí temnoty vesmíru uvažovat pouze o prázdném vakuu. Díky kvantové mechanice však víme, že ve skutečnosti neexistuje žádná tma a prázdný prostor. I když se vám zdá, že neexistují žádné zdroje světla, které bychom mohli vidět, tento zdroj může být výkyvy elektromagnetických polí. Tyto kvantové fluktuace musí být přítomny i v případě gravitačních vln protínajících se časoprostorem a objevených laboratoří LIGO teprve nedávno.
Problém je v tom, že úroveň gravitace v této kvantové vlně je nekonečná. Jinými slovy, v současné době neexistuje žádná přesvědčivá teorie kvantové gravitace, se kterou by většina vědců souhlasila. Nezbytná odpověď na otázku může být skrytá v samotné možnosti rychlosti „tmy“, to znamená, že kvantové vlnky dosáhnou nekonečné hodnoty (nebo se stanou libovolně velkými), zejména v malém měřítku a na krátkou dobu. To je samozřejmě jen předpoklad, ale zdá se mi, že je to účinný způsob, jak pochopit princip a podstatu Velkého třesku, černé díry, temnou energii a kvantovou gravitaci. ““
NIKOLAY KHIZHNYAK