Теорію доведено: фізики вперше побачили, який вигляд матиме об’єкт на швидкості світла (фото)
Фізики вперше побачили, який вигляд матиме об’єкт на швидкості світла | Фото: Live Science
Учені вперше змоделювали, який вигляд матимуть об’єкти, що рухаються майже зі швидкістю світла. Фізики створили оптичну ілюзію, відому як ефект Террелла-Пенроуза.
За допомогою надзвичайно швидких лазерів і спеціальної камери фізики створили оптичну ілюзію, яка, здавалося б, суперечить спеціальній теорії відносності Ейнштейна. Дослідження опубліковано в журналі Communications Physics, пише Live Science.
Одним із наслідків спеціальної теорії відносності Ейнштейна є те, що об’єкти, які рухаються майже зі швидкістю світла мають здаватися коротшими, ніж є насправді. Це явище відоме як Лоренцеве скорочення і його опосередковано підтвердили під час експериментів на прискорювачах частинок.
У 1959 році математик Роджер Пенроуз і фізик Джеймс Террелл передбачили, що спостерігач із камерою насправді взагалі не побачить укорочений об’єкт. Оскільки світлу від різних частин об’єкта потрібен різний час, щоб досягти камери, об’єкт здаватиметься поверненим. Цю ілюзію, відому як ефект Террелла-Пенроуза фізики вперше відтворили в лабораторних умовах.
Фізики використовували надшвидкі лазери і камери для отримання зображень куба і сфери, які “рухаються” майже зі швидкістю світла. У результаті були отримані зображення повернутих об’єктів, що доводить правильність прогнозів Террелла і Пенроуза.
Зараз перемістити будь-який об’єкт зі швидкістю світла або майже з цією швидкістю неможливо. За словами вчених, згідно з теорією Ейнштейна, що швидше рухається об’єкт, то більше збільшується його ефективна маса. У міру наближення до швидкості світла необхідна для руху енергія значно зростає. Тому потрібна була б величезна кількість енергії, яку вчені не могли створити.
Фізики склали разом фрагменти світла, щоб створити моментальні знімки. У стані спокою (зліва) куб виглядає нормально. Але під час моделювання на швидкості 99,9% від швидкості світла (праворуч) сфера, як і раніше, виглядає круглою, але видно частини її зворотного боку Фото: Live Science
Тому фізики вирішили імітувати рух об’єктів на швидкості світла. Вони взяли куб зі стороною близько 1 метра. Потім вони направили на куб лазери, кожен тривалістю всього 300 пікосекунд, або приблизно однієї десятої мільярдної секунди. Після цього вчені вловлювали відбите світло камерою із затвором, яка відкривалася тільки на мить і щоразу створювала тонкий “зріз”.
Після кожного зрізу фізики переміщали куб вперед приблизно на 4,8 см. Саме таку відстань він би пройшов, якби рухався зі швидкістю, що становить 80% швидкості світла, за час затримки між лазерними імпульсами. Потім фізики склали всі ці зрізи в знімок куба в русі. За словами вчених, здається, що куб рухається майже зі швидкістю світла, але насправді він нерухомий.
Потім те ж саме фізики зробили зі сферою, яку переміщали на 6 см, щоб імітувати її рух зі швидкістю в 99,9% швидкості світла. Під час суміщення зрізів куб здавався поверненим, а сфера виглядала так, ніби можна було зазирнути за її грані. Таким чином вчені отримали оптичну ілюзію.
За словами вчених, ефект Террелла-Пенроуза не суперечить спеціальній теорії відносності Ейнштейна. Об’єкт, що швидко рухається, стає коротшим уздовж напрямку свого руху, але камера не фіксує цього безпосередньо. Оскільки світлу ззаду потрібно більше часу, щоб дійти до камери, ніж світлу спереду, знімок зміщується таким чином, що об’єкт здається поверненим.
Як уже писав Фокус, хіміки вперше безпосередньо побачили незвичайну фазу води, коли та одночасно є твердою і рідкою.
Також Фокус писав про те, скільки зірок у Чумацькому Шляху і у Всесвіті. Визначити загальну кількість зірок у нашій галактика є не дуже легким завданням. Ще більше все ускладнюється, якщо йдеться про кількість зірок у спостережуваному Всесвіті. Проте астрономи мають приблизне розуміння, скільки ж зірок знаходиться на Чумацькому Шляху та у відомому нам Всесвіті.
