Формула скорости света – Скорость света — Википедия

Скорость света — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Перейти к навигации Перейти к поиску
Солнечному свету требуется в среднем 8 минут 17 секунд[Прим. 1], чтобы достигнуть Земли
Точные значения
Метров в секунду 299 792 458
Планковских единиц 1
Приблизительные значения
километров в секунду 300 000
километров в час 1,08 млрд
астрономических единиц в день 173
Приблизительное время путешествия светового сигнала
Расстояние Время
один метр 3,3 нс
один километр 3,3 мкс
от геостационарной орбиты до Земли 119 мс
длина экватора Земли 134 мс
от Луны до Земли 1,255 с
от Солнца до Земли (1 а. е.) 8,3 мин.
от Вояджера-1 до Земли 19 часов и 5 минут (на январь 2017)
[1]
Один световой год 1 год
один парсек 3,26 лет
от Проксимы Центавра до Земли 4,24 лет
от Альфы Центавра до Земли 4,37 лет
от ближайшей галактики (Карликовой галактики в Большом Псе) до Земли 25 000 лет
через Млечный Путь 100 000 лет
от Галактики Андромеды до Земли 2,5 млн лет
от самой удалённой известной галактики до Земли 13 млрд лет[2]

Ско́рость све́та в вакууме — абсолютная величина скорости распространения

ru.wikipedia.org

Чему равна скорость света в вакууме, воздухе и воде: формулы

Свет – одно из ключевых понятий оптической физики. Свет представляет собой электромагнитное излучение, доступное человеческому глазу.

Долгие десятилетия лучшие умы бились над проблемой определения, с какой скоростью движется свет и чему она равна, а также всех сопутствующих ему расчетов. В 1676 в кругу физиков произошла революция. Датский астроном, по имени Оле Ремер, опроверг утверждение, что свет распространяется по вселенной с неограниченной скоростью.

В 1676 году Оле Ремер определил, что скорость света в вакууме составляет 299792458 м/с.

Для удобства эту цифру принялись округлять. Номиналом, равным 300000 м/c, пользуются до сих пор.

Данное правило в обычных для нас условиях касается всех объектов без исключения, в том числе рентгеновских лучей, световых и гравитационных волн осязаемого для наших глаз спектра.

Современные физики, изучающие оптику, доказали, что значение скорости света имеет несколько характеристик:

  • постоянство;
  • недостижимость;
  • конечность.

Скорость света в разных средах

Следует помнить, что физическая константа напрямую зависит от окружающей её среды, в особенности от показателя преломления. В связи с этим точная величина способна меняться, ведь она обусловлена частотами.

Формула вычисления скорости света записывается как с = 3 * 10^8 м/с.

Скорость света в воде разнится с тем же показателем в вакууме. Чтобы узнать её величину, необходимо число 299 792 458 поделить на 1.33. В итоге получится цифра 225407 км/с — это и есть скорость распространения света в воде.

Скорость распространения света в воздухе в км составляет 1 079 252 848,8 (или 299700 км/сек). Для её нахождения необходимо скорость света в вакууме поделить на коэффициент преломления воздуха. Ответ может быть выведен как в км в час, так и метрах в секунду.

Скорость света – максимально возможная величина?

Многие школьники и студенты задаются вопросом: какая скорость больше скорости света? Есть ли такая вообще? Ответ однозначен: нет!

Скорость распространения света в вакууме считается недосягаемой величиной. Ученые не пришли к единому мнению, что же может происходить с атомами, достигающими этого предела.

Помимо прочего, исследователи выявили, что частица, обладающая массой, может приблизиться к скорости светового луча. Но она не может догнать ее и тем более превысить. Максимальная скорость света пока остается неизменна.

Самый приближенный числовой показатель был достигнут при исследовании космических лучей. Их разгоняли в специально оборудованных ускорителях частиц, беря в расчет длину волны.

Почему же эта цифра так важна? Дело в том, что вакуум обволакивает все космическое пространство. Зная, как свет ведет себя в вакууме, мы можем представить, какова предельная скорость передвижения в нашей Вселенной.

По какой причине невозможно двигаться быстрее света?

Так из-за чего же константа СРС не может быть преодолена в обычных условиях? Исходя из теории, можно смело утверждать, что в ситуации превышения будет нарушен фундаментальный закон построения мира, если говорить конкретно — закон причинности. Согласно этому закону, следствие не в силах опередить свою причину.

Рассмотрим этот парадокс на конкретном примере: не может случиться так, что олень сначала упадет замертво, а уже после произойдёт выстрел охотника, застреливший его. Так вот и при повышении СРС разворачиваемые действия должны начинаться в обратной последовательности. В итоге время должно пойти вспять, а это противоречит всем устоявшимся законам физики.

Эйнштейн и вакуум: конечные результаты расчета

В настоящее время большинство людей на планете знают, что максимально допустимой величиной передвижения материальных объектов и различных сигналов является скорость света в вакууме. А кто же первым додумался до этого?

Мысль о невозможности превысить значение скорости света выразил великий физик Альберт Эйнштейн. Он оформил свои наблюдения и назвал их теорией относительности.

Величайшая теория Эйнштейна до сих пор незыблема. Она останется таковой до момента, пока не будут предъявлены реальные доказательства того, что передать сигнал возможно на скорости, превышающей СРС в вакууме. Этот момент может никогда не наступить.

Однако уже было проведено несколько исследований, предвещающих разлад с некоторыми пунктами самой известной теории Эйнштейна. Измерение сверхсветовых скоростей уже возможно при заданных условиях. Примечательно то, что теория относительности не нарушается полностью.

vsesravnenie.ru

Выведение формулы скорости света. Значения и понятие

Еще со школьных времен мы знаем, что скорость света, согласно законам Энштейна, – это непреодолимый максимум во Вселенной. Расстояние от Солнца до Земли свет проходит за 8 минут, а это примерно 150 000 000 км. До Нептуна доходит лишь через 6 часов, но космическим аппаратам требуются десятилетия на преодоление таких расстояний. Но далеко не всем известно, что значение скорости может значительно колебаться в зависимости от среды, в которой проходит свет.

Формула скорости света

Зная скорость света в вакууме (с ≈ 3*108 м\с), можно определить ее в других средах, исходя из их показателя преломления n. Сама формула скорости света напоминает законы механики из физики, а точнее, определение расстояния с помощью времени и скорости объекта.

К примеру, мы возьмем стекло, коэффициент преломления которого составляет 1,5. По формуле скорости света v = c \ n получаем, что скорость в данной среде примерно равна 200 000 км\с. Если брать жидкость, такую как вода, то скорость распространения фотонов (частиц света) в ней равна 226 000 км\с при показателе преломления в 1,33.

Формула скорости света в воздухе

Воздух – это тоже среда. Следовательно, она обладает так называемой оптической плотностью. Если в вакууме фотоны не встречают на своем пути преград, то в среде они тратят некоторое время на возбуждение частиц атомов. Чем плотнее среда, тем больше времени уходит на это самое возбуждение. Показатель преломления (n) в воздухе равен 1,000292. А это не сильно отходит от предела в 299 792 458 м/с.

Американским ученым удалось замедлить скорость света практически до полного нуля. Больше чем 1/299 792 458 сек. свет скорость не может преодолеть. Все дело в том, что свет – это такая же электромагнитная волна, как и рентген, радиоволны или тепло. Отличие состоит только в разнице между длиной волны и частоты.

Интересным фактом считается отсутствие массы у фотона, а это говорит об отсутствии времени для данной частицы. Проще говоря, для фотона, который был рожден несколько миллионов, а то и миллиардов лет назад, не прошло ни секунды времени.

fb.ru

Скорость света | Наука | FANDOM powered by Wikia

Скорость света

Указано расстояние от Солнца до Земли, равное 150 миллионам километров. Солнечному свету требуется около 8 минут 19 секунд, чтобы достигнуть Земли

Точные значения
Метров в секунду 299 792 458
Планковских единиц 1
Приблизительные значения
километров в секунду 300 000
километров в час
1,08 млрд
миль в секунду 186 000
миль в час 671 млн
астрономических единиц в день 173
Приблизительное время путешествия светового сигнала
РасстояниеВремя
один фут 1,0 нс
один метр 3,3 нс
один километр 3,3 микросекунды (мкс)
одна статутная миля 5,4 мкс
от геостационарной орбиты до Земли 119 мс
длина экватора Земли 134 мс
от Луны до Земли 1,255 с
от Солнца до Земли (1 а. е.) 8,3 мин.
от Вояджера-1 до Земли 17,34 часов (на ноябрь 2013)[1].
Один световой год 1 год
один парсек
3,26 лет
от Проксимы Центавра до Земли 4,24 лет
от Альфы Центавра до Земли 4,37 лет
от ближайшей галактики (Карликовой галактики в Большом Псе) до Земли 25 000 лет
через Млечный Путь 100 000 лет
от Галактики Андромеды до Земли 2,5 млн лет
от самой удалённой известной галактики до Земли30 млрд лет[2]

Ско́рость све́та в вакууме — абсолютная величина скорости распространения электромагнитных волн в вакууме[3]. В физике традиционно обозначается латинской буквой «c» (произносится как «цэ»). Скорость света в вакууме — фундаментальная постоянная, не зависящая от выбора инерциальной системы отсчёта (ИСО). Она относится к фундаментальным физическим постоянным, которые характеризуют не просто отдельные тела или поля, а свойства пространства-времени в целом. По современным представлениям, скорость света в вакууме — предельная скорость движения частиц и распространения взаимодействий.

    В вакууме (пустоте) Править

    Время распространения светового луча в масштабной модели Земля-Луна. Для преодоления расстояния от поверхности Земли до поверхности Луны свету требуется 1,255 с.

    Наиболее точное измерение скорости света 299 792 458 ± 1,2 м/с на основе эталонного метра было проведено в 1975 году[Прим. 1].

    На данный момент считают, что скорость света в вакууме — фундаментальная физическая постоянная, по определению, точно равная 299 792 458 м/с, или 1 079 252 848,8 км/ч. Точность значения связана с тем, что с 1983 года метр в Международной системе единиц (СИ) определён, как расстояние, которое проходит свет в вакууме за промежуток времени, равный 1 / 299 792 458 секунды

    [5]. Для решения школьных задач и разного рода оценок, не требующих большой точности, обычно используют значение 300 000 000 м/с (3×108 м/с).

    В природе со скоростью света распространяются (в вакууме):

    Массивные частицы могут иметь скорость, приближающуюся почти вплотную к скорости света, но всё же не достигающую её точно. Например, околосветовую скорость имеют массивные частицы, полученные на ускорителе или входящие в состав космических лучей.

    В современной физике считается хорошо обоснованным утверждение, что причинное воздействие не может переноситься со скоростью, большей скорости света в вакууме (в том числе посредством переноса такого воздействия каким-либо физическим телом). Существует, однако, проблема «запутанных состояний» частиц, которые, судя по всему, «узнают» о состоянии друг друга мгновенно. Однако и в этом случае сверхсветовой передачи информации не происходит, поскольку два запутанных фотона всё равно разлетаются друг от друга со скоростью света.

    Хотя в принципе движение каких-то объектов со скоростью, большей скорости света в вакууме, вполне возможно, однако это могут быть, с современной точки зрения, только такие объекты, которые не могут быть использованы для переноса информации с их движением (например — солнечный зайчик в принципе может двигаться по стене со скоростью большей скорости света, но никак не может быть использован для передачи информации с такой скоростью от одной точки стены к другой)[6]. (Подробнее см. Сверхсветовое движение, также соответствующий раздел данной статьи ниже).

    В прозрачной среде Править

    Скорость света в прозрачной среде — скорость, с которой свет распространяется в среде, отличной от вакуума. В среде, обладающей дисперсией, различают фазовую и групповую скорость.

    Фазовая скорость связывает частоту и длину волны монохроматического света в среде (λ = c/ν). Эта скорость обычно (но не обязательно) меньше c. Отношение фазовой скорости света в вакууме к скорости света в среде называется показателем преломления среды. Групповая скорость света в равновесной среде всегда меньше c. Однако в неравновесных средах она может превышать c. При этом, однако, передний фронт импульса все равно движется со скоростью, не превышающей скорости света в вакууме. В результате сверхсветовая передача информации остаётся невозможной.

    Арман Ипполит Луи Физо на опыте доказал, что движение среды относительно светового луча также способно влиять на скорость распространения света в этой среде.

    Фундаментальная роль в физике Править

    Фактор Лоренца (Лоренц-фактор) γ как функция скорости. Он растет от 1 (для нулевой скорости) до бесконечности (с приближением v к c).

    Скорость, с которой световые волны распространяются в вакууме, не зависит ни от движения источника волн, ни от системы отсчета наблюдателя[Прим. 2]. Эйнштейн постулировал такую ​​инвариантность скорости света в 1905 году[7].Он пришел к этому выводу на основании теории электромагнетизма Максвелла и отсутствия доказательств существования светоносного эфира[8]. Инвариантность скорости света неизменно подтверждается множеством экспериментов[9]. Существует возможность проверить экспериментально лишь то, что скорость света в «двустороннем» эксперименте (например, от источника к зеркалу и обратно) не зависит от системы отсчета, поскольку невозможно измерить скорость света в одну сторону (например, от источника к удаленному приемнику) без дополнительных договоренностей относительно того, как синхронизировать часы источника и приемника. Однако, если применить для этого синхронизацию Эйнштейна, односторонняя скорость света становится равной двусторонней по определению

    [10][11]. Специальная теория относительности исследует последствия этой инвариантности c в предположении, что законы физики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета[12][13]. Одним из последствий является то, что c — это та скорость, с которой должны двигаться в вакууме все безмассовые частицы и волны (в частности, и свет).

    Специальная теория относительности имеет много экспериментально проверенных последствий, которые противоречат интуиции[14]. Такие последствия включают: эквивалентность массы и энергии ($ E_0 = mc^2 $), сокращение длины (сокращение объектов во время движения)[Прим. 3] и замедление времени (движущиеся часы идут медленнее). Коэффициент γ, на которое сокращается длина и замедляется время, известен как фактор Лоренца (Лоренц-фактор) $ \gamma = \frac{1}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}} $, где V — скорость объекта. Для скоростей гораздо меньших, чем c (например, для скоростей, с которыми мы имеем дело каждый день) разница между γ и 1 настолько мала, что ею можно пренебречь. В этом случае специальная теория относительности хорошо аппроксимируется относительностью Галилея. Но на релятивистских скоростях разница увеличивается и приближается к бесконечности с приближением V к c .

    Объединение результатов специальной теории относительности требует выполнения двух условий: (1) пространство и время являются единой структурой, известной как пространство-время (где c связывает единицы измерения пространства и времени), и (2) физические законы удовлетворяют требованиям особой симметрии, которая называется инвариантность Лоренца (Лоренц-инвариантность), формула которой содержит параметр с[17]. Инвариантность Лоренца встречается повсеместно в современных физических теориях, таких как квантовая электродинамика, квантовая хромодинамика, стандартная модель физики элементарных частиц и общая теория относительности. Таким образом, параметр c встречается повсюду в современной физике и появляется во многих смыслах, которые не имеют отношения собственно к свету. Например, общая теория относительности предполагает, что гравитация и гравитационные волны распространяются со скоростью c[18][19]. В неинерциальных системах отсчета (в гравитационно искривленном пространстве или в системах отсчета, движущихся с ускорением), локальная скорость света также является постоянной и равна c, однако скорость света вдоль траектории конечной длины может отличаться от c в зависимости от того, как определено пространство и время[20].

    Считается, что фундаментальные константы, такие как c, имеют одинаковое значение во всем пространстве-времени, то есть, они не зависят от места и не меняются со временем. Однако некоторые теории предполагают, что скорость света может изменяться со временем[21][22]. Пока нет убедительных доказательств таких изменений, но они остаются предметом исследований[23][24].

    Кроме того, считается, что скорость света изотропна, то есть не зависит от направления его распространения. Наблюдение за излучением ядерных энергетических переходов как функции от ориентации ядер в магнитном поле (эксперимент Гугса-Древера), а также вращающихся оптических резонаторов (эксперимент Майкельсона-Морли), наложили жёсткие ограничения на возможность двусторонней анизотропии[25][26].

    Верхний предел скорости Править

    Согласно специальной теории относительности, энергия объекта с массой покоя m и скоростью v равна γmc2, где γ — определенный выше фактор Лоренца. Когда v равна нулю, γ равен единице, что приводит к известной формуле эквивалентности массы и энергии E = mc2. Поскольку фактор γ приближается к бесконечности с приближением v к c, ускорение массивного объекта до скорости света потребует бесконечной энергии. Скорость света — это верхний предел скорости для объектов с массой покоя. Это экспериментально установлено во многих тестах релятивистской энергии и импульса[27].

    Событие A предшествует событию B в красной системе отсчета (СО), одновременно с B в зелёной СВ и происходит после B в синей СВ.

    Вообще, информация или энергия не может передаваться в пространстве быстрее, чем со скоростью света. Один из аргументов в пользу этого следует из контринтуитивного заключения специальной теории относительности, известного как относительность одновременности. Если пространственное расстояние между двумя событиями А и В больше, чем промежуток времени между ними, умноженный на c, то существуют такие системы отсчёта, в которых А предшествует B, и другие, в которых B предшествует А, а также такие, в которых события А и B одновременны. В результате, если объект двигался бы быстрее скорости света относительно некоторой инерциальной системы отсчета, то в другой системе отсчета он бы путешествовал назад во времени, и принцип причинности был бы нарушен[Прим. 4][29]. В такой системе отсчета «следствие» можно было бы наблюдать раньше его «первопричины». Такое нарушение причинности никогда не наблюдалось[11]. Оно также может приводить к парадоксам, таким как тахионный антителефон[30].

    История измерений скорости света Править

    Античные учёные, за редким исключением, считали скорость света бесконечной[31]. В Новое время этот вопрос стал предметом дискуссий. Галилей и Гук допускали, что она конечна, хотя и очень велика, в то время как Кеплер, Декарт и Ферма по-прежнему отстаивали бесконечность скорости света.

    Первую оценку скорости света дал Олаф Рёмер (1676). Он заметил, что когда Земля и Юпитер находятся по разные стороны от Солнца, затмения спутника Юпитера Ио запаздывают по сравнению с расчётами на 22 минуты. Отсюда он получил значение для скорости света около 220 000 км/с — неточное, но близкое к истинному. Спустя полвека открытие аберрации позволило подтвердить конечность скорости света и уточнить её оценку.

    В начале 1970-х годов погрешность измерений скорости света приблизилась к 1 м/с[32]. После проверки и согласования результатов, полученных в различных лабораториях, XV Генеральная конференция по мерам и весам в 1975 году рекомендовала использовать в качестве значения скорости света в вакууме величину, равную 299 792 458 м/с, с относительной погрешностью (неопределённостью) 4×10-9[33], что соответствует абсолютной погрешности 1,2 м/с[34].

    Существенно, что дальнейшее повышение точности измерений стало невозможным в силу обстоятельств принципиального характера: ограничивающим фактором стала величина неопределённости реализации определения метра, действовавшего в то время. Проще говоря, основной вклад в погрешность измерений скорости света вносила погрешность «изготовления» эталона метра, относительное значение которой составляло 4×10-9[34]. Исходя из этого, а также учитывая другие соображения, XVII Генеральная конференция по мерам и весам в 1983 году приняла новое определение метра, положив в его основу рекомендованное ранее значение скорости света и определив метр как расстояние, которое проходит свет в вакууме за промежуток времени, равный 1 / 299 792 458 секунды[35].

    Сверхсветовое движение Править

    Из специальной теории относительности следует, что превышение скорости света физическими частицами (массивными или безмассовыми) нарушило бы принцип причинности — в некоторых инерциальных системах отсчёта оказалась бы возможной передача сигналов из будущего в прошлое. Однако теория не исключает для гипотетических частиц, не взаимодействующих с обычными частицами, движение в пространстве-времени со сверхсветовой скоростью.

    Гипотетические частицы, движущиеся со сверхсветовой скоростью, называются тахионами. Математически движение тахионов описывается преобразованиями Лоренца как движение частиц с мнимой массой. Чем выше скорость этих частиц, тем меньше энергии они несут, и наоборот, чем ближе их скорость к скорости света, тем больше их энергия — так же, как и энергия обычных частиц, энергия тахионов стремится к бесконечности при приближении к скорости света. Это самое очевидное следствие преобразования Лоренца, не позволяющее массивной частице (как с вещественной, так и с мнимой массой) достичь скорости света — сообщить частице бесконечное количество энергии просто невозможно.

    Следует понимать, что, во-первых, тахионы — это класс частиц, а не один вид частиц, и во-вторых, тахионы не нарушают принцип причинности, если они никак не взаимодействуют с обычными частицами.

    Обычные частицы, движущиеся медленнее света, называются тардионами. Тардионы не могут достичь скорости света, а только лишь сколь угодно близко подойти к ней, так как при этом их энергия становится неограниченно большой. Все тардионы обладают массой, в отличие от безмассовых частиц, называемых люксонами. Люксоны в вакууме всегда движутся со скоростью света, к ним относятся фотоны, глюоны и гипотетические гравитоны.

    В планковской системе единиц скорость света в вакууме равна 1, то есть свет проходит 1 единицу планковской длины за единицу планковского времени.

    C 2006 года появляются сообщения о том, что в так называемом эффекте квантовой телепортации взаимодействие распространяется быстрее скорости света. Например, в 2008 г. исследовательская группа доктора Николаса Гизена (Nicolas Gisin) из университета Женевы, исследуя разнесённые на 18 км в пространстве запутанные фотонные состояния, якобы показала, что «взаимодействие между частицами осуществляется со скоростью, примерно в сто тысяч раз большей скорости света». Ранее также обсуждался так называемый парадокс Хартмана — сверхсветовая скорость при туннельном эффекте[36]. Анализ этих и подобных результатов показывает, что они не могут быть использованы для сверхсветовой передачи какого-либо несущего информацию сообщения или для перемещения вещества[37].

    В результате обработки данных эксперимента OPERA[38], набранных с 2008 по 2011 год в лаборатории Гран-Сассо совместно с ЦЕРН, было зафиксировано статистически значимое указание на превышение скорости света мюонными нейтрино[39]. Сообщение об этом сопровождалось публикацией в архиве препринтов[40]. Полученные результаты специалисты подвергли сомнению, поскольку они не согласуются не только с теорией относительности, но и с другими экспериментами с нейтрино[41]. В марте 2012 года в том же тоннеле были проведены независимые измерения, и сверхсветовых скоростей нейтрино они не обнаружили[42][43]. В мае 2012 года OPERA провела ряд контрольных экспериментов и пришла к окончательному выводу, что причиной ошибочного предположения о сверхсветовой скорости стал технический дефект (плохо вставленный разъём оптического кабеля)[44]. Учёные смогли его замедлить до 17 метров в секунду.

    1. ↑ В настоящее время наиболее точные методы измерения скорости света основаны на независимом определении значений длины волны $ \lambda $ и частоты $ \nu $ света или другого электромагнитного излучения и последующего расчёта в соответствии с равенством $ c $ = $ \lambda $ $ \nu $.[4]
    2. ↑ Однако, частота света зависит от движения источника света относительно наблюдателя, благодаря эффекту Доплера
    3. ↑ В то время как движущиеся измеряемые объектов оказываются короче по линии относительного движения, они также выглядят как будто их вращают. Этот эффект, известный как вращение Террелла, связанный с разницей во времени, между пришедшими к наблюдателю сигналами от разных частей объекта[15][16]
    4. ↑ Считается, что эффект Шарнхорста позволяет сигналам распространяться немногим выше c, но особые условия, при которых эффект может возникать, мешают применить этот эффект для нарушения принципа причинности[28]
    1. ↑ Where Are the Voyagers – NASA Voyager. Voyager – The Interstellar Mission. Jet Propulsion Laboratory, California Istitute of Technology. Проверено 12 июля 2011. Архивировано из первоисточника 3 февраля 2012.
    2. ↑ New galaxy ‘most distant’ yet discovered
    3. ↑ Скорость распространения светового импульса в среде отличается от скорости его распространения в вакууме (меньше, чем в вакууме), и может быть различной для разных сред. Когда говорят просто о скорости света, обычно подразумевается именно скорость света в вакууме; если же говорят о скорости света в среде, это, как правило, оговаривается явно.
    4. Сажин М. В. Скорость света // Физика космоса. Маленькая энциклопедия / Гл. ред. Р. А. Сюняев. — 2-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — С. 622. — 783 с.
    5. ↑ ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин.
    6. ↑ Болотовский Б. М., Гинзбург В. Л. Эффект Вавилова — Черенкова и эффект Допплера при движении источников со скоростью больше скорости света в вакууме // УФН. — 1972. — Т. 106. — № 4. — С. 577-592.
    7. ↑ Stachel, JJ (2002). Einstein from “B” to “Z” – Volume 9 of Einstein studies. Springer. p. 226. ISBN 0-8176-4143-2. http://books.google.com/books?id=OAsQ_hFjhrAC&pg=PA226. 
    8. Einstein, A (1905). “Zur Elektrodynamik bewegter Körper” (in German). Annalen der Physik 17: 890–921. doi:10.1002/andp.19053221004.   English translation: Perrett, W On the Electrodynamics of Moving Bodies. Fourmilab. Проверено 27 ноября 2009. Архивировано из первоисточника 1 февраля 2013.
    9. ↑ Александров Е. Б. Теория относительности: прямой эксперимент с кривым пучком // Химия и жизнь. — 2012. — № 3.
    10. ↑ Hsu, J-P; Zhang, YZ (2001). Lorentz and Poincaré Invariance. Advanced Series on Theoretical Physical Science. 8. World Scientific. pp. 543ff. ISBN 981-02-4721-4. http://books.google.com/?id=jryk42J8oQIC&pg=RA1-PA541#v=onepage&q=. 
    11. 11,011,1Zhang, YZ (1997). Special Relativity and Its Experimental Foundations. Advanced Series on Theoretical Physical Science. 4. World Scientific. pp. 172–3. ISBN 981-02-2749-3. http://www.worldscibooks.com/physics/3180.html. 
    12. ↑ d’Inverno, R (1992). Introducing Einstein’s Relativity. Oxford University Press. pp. 19–20. ISBN 0-19-859686-3. 
    13. ↑ Sriranjan, B (2004). “Postulates of the special theory of relativity and their consequences”. The Special Theory to Relativity. PHI Learning. pp. 20 ff. ISBN 81-203-1963-X. 
    14. Roberts, T What is the experimental basis of Special Relativity?. Usenet Physics FAQ. University of California, Riverside (2007). Проверено 27 ноября 2009. Архивировано из первоисточника 1 февраля 2013.
    15. Terrell, J (1959). “Invisibility of the Lorentz Contraction”. Physical Review 116 (4): 1041–5. doi:10.1103/PhysRev.116.1041. Bibcode: 1959PhRv..116.1041T.  
    16. Penrose, R (1959). “The Apparent Shape of a Relativistically Moving Sphere”. Proceedings of the Cambridge Philosophical Society 55 (01): 137–9. doi:10.1017/S0305004100033776. Bibcode: 1959PCPS…55..137P.  
    17. ↑ Hartle, JB (2003). Gravity: An Introduction to Einstein’s General Relativity. Addison-Wesley. pp. 52–9. ISBN 981-02-2749-3. 
    18. ↑ Hartle, JB (2003). Gravity: An Introduction to Einstein’s General Relativity. Addison-Wesley. p. 332. ISBN 981-02-2749-3. 
    19. ↑ The interpretation of observations on binary systems used to determine the speed of gravity is considered doubtful by some authors, leaving the experimental situation uncertain; seeSchäfer, G; Brügmann, MH (2008). “Propagation of light in the gravitational filed of binary systems to quadratic order in Newton’s gravitational constant: Part 3: ‘On the speed-of-gravity controversy’”. in Dittus, H; Lämmerzahl, C; Turyshev, SG. Lasers, clocks and drag-free control: Exploration of relativistic gravity in space. Springer. ISBN 3-540-34376-8. http://books.google.com/?id=QYnfdXOI8-QC&pg=PA111. 
    20. Gibbs, P Is The Speed of Light Constant?. Usenet Physics FAQ. University of California, Riverside (1997). Проверено 26 ноября 2009. Архивировано из первоисточника 17 ноября 2009.
    21. Ellis, GFR (2005). “‘c’ is the speed of light, isn’t it?”. American Journal of Physics 73 (3): 240–7. doi:10.1119/1.1819929. Bibcode: 2005AmJPh..73..240E. “The possibility that the fundamental constants may vary during the evolution of the universe offers an exceptional window onto higher dimensional theories and is probably linked with the nature of the dark energy that makes the universe accelerate today.”  
    22. ↑ An overview can be found in the dissertation of Mota, DF (2006). “Variations of the fine structure constant in space and time”. arΧiv:astro-ph/0401631 [astro-ph]. 
    23. Uzan, J-P (2003). “The fundamental constants and their variation: observational status and theoretical motivations”. Reviews of Modern Physics 75 (2). doi:10.1103/RevModPhys.75.403. Bibcode: 2003RvMP…75..403U.  
    24. ↑ Amelino-Camelia, G (2008). “Quantum Gravity Phenomenology”. arΧiv:0806.0339 [gr-qc]. 
    25. “Rotating optical cavity experiment testing Lorentz invariance at the 10−17 level” (2009). Physical Review D 80 (100): 105011. doi:10.1103/PhysRevD.80.105011. Bibcode: 2009PhRvD..80j5011H.  
    26. ↑ Lang, KR (1999). Astrophysical formulae (3rd ed.). Birkhäuser. p. 152. ISBN 3-540-29692-1. http://books.google.com/?id=OvTjLcQ4MCQC&pg=PA152. 
    27. Fowler, M Notes on Special Relativity. University of Virginia (March 2008). Проверено 7 мая 2010. Архивировано из первоисточника 1 февраля 2013.
    28. Liberati, S (2002). “Faster-than-c signals, special relativity, and causality”. Annals of Physics 298 (1): 167–85. doi:10.1006/aphy.2002.6233. Bibcode: 2002AnPhy.298..167L.  
    29. ↑ Taylor, EF; Wheeler, JA (1992). Spacetime Physics. W. H. Freeman. pp. 74–5. ISBN 0-7167-2327-1. 
    30. ↑ Tolman, RC (2009) [1917]. “Velocities greater than that of light”. The Theory of the Relativity of Motion (Reprint ed.). BiblioLife. p. 54. ISBN 978-1-103-17233-7. 
    31. Гиндикин С. Г. Рассказы о физиках и математиках. — издание третье, расширенное. — М.: МЦНМО, 2001. — С. 105-108. — ISBN 5-900916-83-9.
    32. ↑ Evenson K. M., Wells J. S., Petersen F. R., Danielson B. L., Day G. W. Speed of Light from Direct Frequency and Wavelength Measurements of the Methane-Stabilized Laser // Phys. Rev. Lett.. — 1972. — № 19.
    33. ↑ Указанное число представляет собой утроенное стандартное отклонение.
    34. 34,034,1Рекомендованное значение скорости света  (англ.) Резолюция 2 XV Генеральной конференции по мерам и весам (1975)
    35. ↑ Определение метра (англ.) Резолюция 1 XVII Генеральной конференции по мерам и весам (1983)
    36. ↑ Давидович М. В. О парадоксе Хартмана, туннелировании электромагнитных волн и сверхсветовых скоростях // Успехи физических наук. — М.: 2009 (апрель). — С. 443.
    37. ↑ И. Иванов. Проведены новые эксперименты по проверке механизма квантовой запутанности. Элементы.ру.
    38. ↑ Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus
    39. ↑ OPERA experiment reports anomaly in flight time of neutrinos from CERN to Gran Sasso
    40. ↑ OPERA Collaboration (Adam T. et al.) (2011). “Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam”. arΧiv:1109.4897. .
    41. ↑ И.Иванов. Эксперимент OPERA сообщает о наблюдении сверхсветовой скорости нейтрино. Элементы.ру, 23 сентября 2011 года.
    42. ↑ Measurement of the neutrino velocity with the ICARUS detector at the CNGS beam.
    43. ↑ Эйнштейн оказался прав.
    44. ↑ Эксперимент OPERA окончательно «закрыл» сверхсветовые нейтрино.


    • Страница 0 – краткая статья
    • Страница 1 – энциклопедическая статья
    • Разное – на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
    • Прошу вносить вашу информацию в «Скорость света 1», чтобы сохранить ее

    ru.science.wikia.com

    Как измерили скорость света

    Первое успешное измерение скорости света в вакууме выполнил Олаф Ремер в 1676 году. Он рассчитал скорость света по движению спутников Юпитера. Современное значение c = 299792458 м/с .

    How is the speed of light measured?
    Philip Gibbs

    Скорость света c в вакууме не измерена. Она имеет точную фиксированную величину в стандартных единицах. По международному соглашению 1983 года метр определяется как длина пути, проходимая светом в вакууме за время 1/299792458 секунды. Скорость света в точности равна 299792458 м/с. Дюйм определён, как 2.54 сантиметра. Поэтому в неметрических единицах скорость света тоже имеет точное значение. Такое определение имеет смысл только потому, что скорость света в вакууме константа, а этот факт должен быть подтверждён экспериментально (см. Постоянна ли скорость света? ). Также экспериментально нужно определять скорость света в средах, таких как вода и воздух.

    До семнадцатого века считалось, что свет распространяется мгновенно. Это подтверждали наблюдения лунного затмения. При конечной скорости света должна быть задержка между положением Земли относительно Луны и положением земной тени на поверхности Луны, но такой задержки не обнаружено. Сейчас мы знаем, что скорость света слишком велика, чтобы заметить задержку. Галилей сомневался в бесконечности скорости света. Он предложил способ её измерения путём закрывания и открывания фонаря расположенного на расстоянии в несколько миль. Неизвестно, пытался ли он провести такой эксперимент, но из-за очень большой скорости света измерение не могло быть удачным.

    Первое успешное измерение величины c выполнил Олаф Ремер в 1676 году. Он заметил, что время между затмениями спутников Юпитера меньше, когда расстояние от Земли до Юпитера уменьшается, и больше, когда это расстояние увеличивается. Он понял, что это получается из-за изменения времени, которое нужно свету, чтобы пройти от Юпитера до Земли при изменении расстояния между ними. Он рассчитал, что скорость света равна 214000 км/с. Неточность объясняется тем, что расстояния между планетами в то время не были ещё хорошо определены.

    В 1728 году Джеймс Брэдли оценил величину скорости света, наблюдая аберрацию звёзд (изменение видимого положения звезды, вызванное движением Земли вокруг Солнца). Он наблюдал одну из звезд в созвездии Дракона, и обнаружил, что её видимое положение изменяется в течение года. Этот эффект работает для всех звёзд, в отличие от параллакса, который заметнее для ближних звёзд. Аберрация аналогична влиянию движения на угол падения капель дождя. Если вы стоите, и нет ветра, то капли падают вертикально вам на голову. Если вы побежите, то окажется, что дождь идёт под углом и попадает вам в лицо. Брэдли измерил этот угол для света звёзд. Зная скорость движения Земли вокруг Солнца, он определил, что скорость света равна 301000 км/с.

    Первое измерение c на Земле выполнил Арман Физо в 1849 году. Он использовал отражение света от зеркала, удалённого на расстояние 8 км. Луч света проходил через зазор между зубчиками быстро вращающегося колеса. Скорость вращения увеличивали, пока отражённый луч не становился виден в следующем зазоре. Рассчитанная величина c получилась равной 315000 км/с. Через год Леон Фуко улучшил этот метод, используя вращающееся зеркало, и получил гораздо более точное значение 298000 км/с. Улучшенный метод был достаточно точен, и с его помощью определили, что скорость света в воде меньше, чем в воздухе.

    После того, как Максвелл опубликовал свою теорию электромагнетизма, стало возможно определять скорость света косвенно по значениям магнитной и электрической проницаемости. Первыми это сделали Вебер и Кольрауш в 1857 году. В 1907 году Роза и Дорси таким же способом получили 299788 км/с. В то время это было самое точное значение.

    В дальнейшем дополнительные меры применялись для повышения точности. Например, учитывали коэффициент преломления света в воздухе. В 1958 Фрум получил значение 299792.5 км/с, используя микроволновый интерферометр и электрооптический затвор Керра. После 1970 года с использованием лазера с высокой стабильностью спектра и точных цезиевых часов стали возможны ещё более точные измерения. До этого времени точность эталона метра была выше, чем точность измерения скорости света. И вот скорость света стала известна с точностью плюс-минус 1 м/с. Теперь стало более практично в определении метра использовать скорость света. Эталон расстояния в 1 метр сейчас определяется с использованием атомных часов и лазера.

    В таблице представлены основные этапы измерения скорости света (Фрум и Эссен) :

    Дата Авторы Метод км/с Погрешность
    1676 Olaus Roemer Спутники Юпитера 214 000  
    1726 James Bradley Аберрация звёзд 301 000  
    1849 Armand Fizeau Зубчатое колесо 315 000  
    1862 Leon Foucault Вращающееся зеркало 298 000 ± 500
    1879 Albert Michelson Вращающееся зеркало 299 910 ± 50
    1907 Rosa, Dorsay ЭМ константы 299 788 ± 30
    1926 Albert Michelson Вращающееся зеркало 299 796 ± 4
    1947 Essen, Gorden-Smith Объёмный резонатор 299 792 ± 3
    1958 K.D.Froome Радио интерферометр 299 792.5 ± 0.1
    1973 Evanson et al Лазерный интерферометр 299 792.4574 ± 0.001
    1983 CGPM Принятое значение 299 792.458 0

    Philip Gibbs , 1997

    Перевод Е.Корниенко

    cyber-ek.ru

    Скорость света равна. Чему равна скорость света?

    *Double facepalm* потому что одного тут явно недостаточно.

    Первую оценку скорости света дал Олаф Рёмер (1676). Он заметил, что когда Земля и Юпитер находятся по разные стороны от Солнца, затмения спутника Юпитера Ио запаздывают по сравнению с расчётами на 22 минуты. Отсюда он получил значение для скорости света около 220 000 км/с — неточное, но близкое к истинному. Спустя полвека открытие аберрации позволило подтвердить конечность скорости света и уточнить её оценку. Скорость распространения светового импульса в среде отличается от скорости его распространения в вакууме (меньше, чем в вакууме) , и может быть различной для разных сред. Когда говорят просто о скорости света, обычно подразумевается именно скорость света в вакууме; если же говорят о скорости света в среде, это, как правило, оговаривается явно. Наиболее точное измерение скорости света 299 792 458 ± 1,2 м/с на основе эталонного метра было проведено в 1975 году. На данный момент считают, что скорость света в вакууме равна 299 792 458 м/с, или примерно 1 079 252 848,8 км/ч. Точное значение связано с тем, что с 1983 года за эталон метра принято расстояние, которое проходит свет в вакууме за промежуток времени, равный 1 / 299 792 458 секунды. Для решения задач, в основном, используют значение 300 000 000 м/с (3*10^8). В планковских единицах скорость света в вакууме равна 1, то есть свет проходит 1 единицу планковской длины за единицу планковского времени.

    Скорость света 300 000 км/с

    299 792 458 метров в секунду

    В вакууме (пустоте) Время распространения светового луча в масштабной модели Земля-Луна. Для преодоления расстояния от поверхности Земли до поверхности Луны свету требуется 1,255 с. Наиболее точное измерение скорости света 299 792 458 ± 1,2 м/с на основе эталонного метра было проведено в 1975 году. На данный момент считают, что скорость света в вакууме — фундаментальная физическая постоянная, по определению, точно равная 299 792 458 м/с, или 1 079 252 848,8 км/ч. Точное значение связано с тем, что с 1983 года за эталон метра принято расстояние, которое проходит свет в вакууме за промежуток времени, равный 1 / 299 792 458 секунды. Для решения школьных задач, в основном, используют значение 300 000 000 м/с (3×108 м/с) . В природе со скоростью света распространяются (в вакууме) : собственно, видимый свет и другие виды электромагнитного излучения (радиоволны, рентгеновские лучи, гамма-кванты и др.) ; предположительно — гравитационные волны; Массивные частицы могут иметь скорость, приближающуюся почти вплотную к скорости света, но всё же не достигающую её точно. Например, околосветовую скорость имеют массивные частицы, полученные на ускорителе или входящие в состав космических лучей. В современной физике считается хорошо обоснованным утверждение, что причинное воздействие не может переноситься со скоростью, большей скорости света в вакууме (в том числе посредством переноса такого воздействия каким-либо физическим телом) . Хотя в принципе движение каких-то объектов со скоростью, большей скорости света в вакууме, вполне возможно, однако это могут быть, с современной точки зрения, только такие объекты, которые не могут быть использованы для переноса информации с их движением (например — солнечный зайчик в принципе может двигаться по стене со скоростью большей скорости света, но никак не может быть использован для передачи информации с такой скоростью от одной точки стены к другой) . (Подробнее см. Сверхсветовое движение, также соответствующий раздел данной статьи ниже)

    <img src=”//content.foto.my.mail.ru/mail/domoleg/_answers/i-20.jpg” > <img src=”//content.foto.my.mail.ru/mail/domoleg/_answers/i-21.jpg” > Наиболее точное измерение скорости света 299 792 458 ± 1,2 м/с на основе эталонного метра было проведено в 1975 году. На данный момент считают, что скорость света в вакууме — фундаментальная физическая постоянная, по определению, точно равная 299 792 458 м/с, или 1 079 252 848,8 км/ч. Точное значение связано с тем, что с 1983 года за эталон метра принято расстояние, которое проходит свет в вакууме за промежуток времени, равный 1 / 299 792 458 секунды. Для решения школьных задач, в основном, используют значение 300 000 000 м/с (3&#215;108 м/с).

    На самом деле за ответ можно получить нобелевку. Ни кто не знает какая на самом деле скорость и определить не может, даже дать определение не могут: <a rel=”nofollow” href=”http://en.wikipedia.org/wiki/One-way_speed_of_light” target=”_blank”>http://en.wikipedia.org/wiki/One-way_speed_of_light</a> Гугл переведёт, там хоть и плохой перевод, но всё понятно. Поэтому пользуются средней скоростью света. А остальные отвечающие Вам все писали про среднюю скорость света, которой может и нет совсем, так как средняя между реальными скоростями.

    Скорость света ровна 300 тысяч километров в секунду!!!

    300 000 000 метров в секунду!

    скорость света зависит от того в каком пространстве он движется

    Блц вы тупые или как? 299кк метров в секунду это в вакууме *Triple facepalm*

    299 792 458 м/с если быть точным

    Скорость света ≈300 000 км/с

    скорост света 299 792 458 ± 1,2 м/с

    touch.otvet.mail.ru

    Почему скорость света константа на пальцах™: sly2m

    эпиграф
    Учительница спрашивает: Дети, что быстрее всего на свете?
    Танечка говорит: Быстрее всего слово. Только сказал, уже не вернешь.
    Ванечка говорит: Нет, быстрее всего свет.
    Только нажал на выключатель, а в комнате тут же светло стало.
    А Вовочка возражает: Быстрей всего на свете понос.
    Мне однажды так приспичило, что ни слова
    сказать не успел, ни свет включить.

    Задумывались ли вы когда-нибудь, почему скорость света максимальна, конечна и постоянна в нашей Вселенной? Это весьма интересный вопрос, и сразу, в качестве спойлера, выдам страшную тайну ответа на него – никто точно не знает, почему. Скорость света берется, т.е. мысленно принимается за константу, и на этом постулате, а так же на идее, что все инерциальные системы отсчета равноправны Альберт Эйнштейн построил свою специальную теорию относительности, которая вот уже сто лет выводит ученых из себя, позволяя Эйнштейну безнаказанно показывать миру язык и ухмыляться в гробу над размерами свиньи, которую он подложил всему человечеству.

    Но почему, собственно, она такая постоянная, такая максимальная и такая конечная ответа так и нет, это лишь аксиома, т.е. принятое на веру утверждение, подтверждаемое наблюдениями и здравым смыслом, но никак ниоткуда логически или математически не выводимое. И вполне вероятно, что не такое уж и верное, однако никто до сих пор не смог его опровергнуть ни каким опытом.

    У меня есть свои соображения на этот счет, о них попозже, а пока по простому, на пальцах™ попытаюсь ответить хотя бы на одну часть – что значит скорость света “постоянна”.

    Нет, я не буду грузить вас мысленными экспериментами, что будет если в ракете, летящей со скоростью света, включить фары и т.д., сейчас немного не об этом.

    Если вы посмотрите в справочнике или википедии, скорость света в вакууме определена как фундаментальная физическая константа, которая точно равна 299 792 458 м/с. Ну, то есть если говорить примерно, то это будет около 300 000 км/с, а вот если прям точно – 299 792 458 метров в секунду.

    Казалось бы, откуда такая точность? Любая математическая или физическая константа, что ни возьми, хоть Пи, хоть основание натурального логарифма е, хоть гравитационная постоянная G, или постоянная Планка h, всегда содержат какие-то цифры после запятой. У Пи этих знаков после запятой на сегодняшний момент известно около 5 триллионов (хотя какой-бы то ни было физический смысл, как вы помните, имеют только первые 39 цифр), гравитационная постоянная сегодня определена как G ~ 6,67384(80)x10-11, а постоянная Планка h ~ 6.62606957(29)x10-34.

    Скорость же света в вакууме составляет ровно 299 792 458 м/с, ни сантиметром больше, ни наносекундой меньше. Хотите узнать, откуда такая точность?

    Тогда добро пожаловать далее.

    Началось все как обычно с древних греков. Науки, как таковой, в современном понимании этого слова, у них не существовало. Философы древней Греции потому и назывались философами, ибо сначала выдумывали какую-то хрень у себя в голове, а потом при помощи логических умозаключений (а иногда и реальных физических опытов) пытались доказать ее или опровергнуть. Однако использование реально существующих физических измерений и феноменов считались у них доказательствами “второго сорта”, которые не идут ни в какое сравнение с первосортными логическими выводами получаемыми умозаключениями прямо из головы.

    Первым, кто задумался о существовании у света собственной скорости, считают философа Эмпидокла, который заявлял, что свет есть движение, а у движения должна быть скорость. Ему возражал Аристотель, который утверждал, что свет это просто присутствие чего-то в природе, и все. И ничего никуда не движется. Но это еще что! Эвклид с Птолемеем так те вообще считали, что свет излучается из наших глаз, а потом падает на предметы, и поэтому мы их видим. Короче древние греки тупили как могли, покуда их не завоевали такие же древние римляне.

    В средние века большинство ученых продолжали считать, что скорость распространения света бесконечна, среди таковых были, скажем, Декарт, Кеплер и Ферма.

    Но некоторые, например Галилей, верили, что у света есть скорость, а значит ее можно измерить. Широко известен опыт Галилея, который зажигал лампу и светил помощнику, находящемуся от Галилея в нескольких километрах. Увидев свет, помощник зажигал свою лампу, и Галилей пытался измерить задержку между данными моментами. Естественно у него ничего не получалось, и в конце концов он вынужден был написать в своих сочинениях, что если у света есть скорость, то она чрезвычайно велика и не поддается измерению человеческими усилиями, а посему можно считать ее бесконечной.

    Первое документальное измерение скорости света приписывается датскому астроному Олафу Ремеру в 1676м году. К этому году астрономы, вооруженные подзорными трубами того самого Галилея, вовсю наблюдали за спутниками Юпитера и даже вычислили периоды их вращения. Ученые определили, что ближайший к Юпитеру спутник Ио имеет период вращения примерно 42 часа. Однако Ремер заметил, что иногда Ио появляется из-за Юпитера на 11 минут раньше положенного времени, а иногда на 11 минут позже. Как оказалось, Ио появляется раньше в те периоды, когда Земля, вращаясь вокруг Солнца, приближается к Юпитеру на минимальное расстояние, и отстает на 11 минут тогда, когда Земля находится в противоположном месте орбиты, а значит находится от Юпитера дальше.

    Тупо поделив диаметр земной орбиты (а он в те времена был уже более-менее известен) на 22 минуты Ремер получил скорость света 220 000 км/с, примерно на треть не досчитавшись до истинного значения.

    В 1729м году английский астроном Джеймс Бредли, наблюдая за параллаксом (небольшим отклонением местоположения) звезды Этамин (Гамма Дракона) открыл эффект аберрации света, т.е. изменение положения на небосклоне ближайших к нам звезд из-за движения Земли вокруг Солнца.

    Из эффекта аберрации света, обнаруженного Бредли, так же можно вывести, что свет имеет конечную скорость распространения, за что Бредли и ухватился, вычислив ее равной примерно 301 000 км/с, что уже в пределах точности 1% от известной сегодня величины.

    Затем последовали все уточняющие измерения другими учеными, но так как считалось, что свет есть волна, а волна не может распространяться сама по себе, нужно чтобы что-то “волновалось”, возникла идея существования “светоносного эфира”, обнаружение которого с треском провалил американский физик Альберт Майкельсон. Никакого светоносного эфира он не обнаружил, но в 1879м году уточнил скорость света до 299 910±50 км/с.

    Примерно в это же время Максвелл публикует свою теорию электромагнетизма, а значит скорость света стало возможно не только непосредственно измерять, но и выводить из значений электрической и магнитной проницаемости, что и было сделано уточнив значение скорости света до 299 788 км/с в 1907м году.

    Наконец Эйнштейн заявил, что скорость света в вакууме – константа и не зависит вообще ни от чего. Наоборот, все остальное – сложение скоростей и нахождение правильных систем отсчета, эффекты замедления времени и изменения расстояний при движении с большими скоростями и еще множество других релятивистских эффектов зависят от скорости света (потому что она входит во все формулы в качестве константы). Короче, все в мире относительно, а скорость света и есть та величина, относительно которой относительны все остальные вещи в нашем мире. Тут, возможно, следует отдать пальму первенства Лоренцу, но не будем меркантильны, Эйнштейн так Эйнштейн.

    Точное определение значения этой константы продолжалось весь 20й век, с каждым десятилетием ученые находили все больше цифр, после запятой в скорости света, покуда в их головах не начали зарождаться смутные подозрения.

    Все более и более точно определяя, сколько метров в вакууме свет проходит за секунду, ученые начали задумываться, а что это мы все в метрах-то меряем? Ведь в конце концов, метр это просто длина какой-то платино-иридиевой палки, которую кто-то забыл в неком музее под Парижем!

    А поначалу идея введения стандартного метра казалась великолепной. Чтобы не мучаться с ярдами, футами и прочими косыми саженями, французами в 1791м году было решено принять за стандартную меру длины одну десятимиллионую часть расстояния от Северного Полюса до экватора по меридиану, проходящему через Париж. Измерили это расстояние с точностью, доступной на то время, отлили палку из платино-иридиевого (точнее сначала латунного, потом платиного, а уж потом платино-иридиевого) сплава и положили в эту самую парижскую палату мер и весов, как образец. Чем дальше, тем больше выясняется, что земная поверхность меняется, материки деформируются, меридианы сдвигаются и на одну десятимиллионую часть забили, а стали считать метром именно длину той палку, что лежит в хрустальном гробу парижского “мавзолея”.

    Такое идолопоклонничество не к лицу настоящему ученому, тут вам не Красная Площадь(!), и в 1960м году было решено упростить понятие метра до вполне очевидного определения – метр точно равен 1 650 763,73 длин волн, испускаемых переходом электронов между энергетическими уровнями 2p10 и 5d5 невозбужденного изотопа элемента Криптон-86 в вакууме. Ну, куда еще яснее?

    Так продолжалось 23 года, при этом скорость света в вакууме измерялась со все возрастающей точностью, покуда в 1983м году наконец даже до самых упертых ретроградов дошло, что скорость света и есть самая что ни на есть точная и идеальная константа, а не какой-то там изотоп криптона. И все было решено перевернуть с ног на голову (точнее, если задуматься, решено было все перевернуть как раз таки назад с головы на ноги), теперь скорость света с – истинная константа, а метр это расстояние, которое проходит свет в вакууме за (1 / 299 792 458) секунды.

    Реальное значение скорости света продолжает уточняться и в наши дни, но что интересно – с каждым новым опытом ученые не скорость света уточняют, а истинную длину метра. И чем более точно будет найдена скорость света в ближайшие десятилетия, тем более точный метр мы в итоге получим.

    А не наоборот.

    Ну, а теперь вернемся к нашим баранам. Почему же скорость света в вакууме нашей Вселенной максимальна, конечна и постоянна? Я это понимаю так.

    Всем известно, что скорость звука в металле, да и практически в любом твердом теле гораздо выше скорости звука в воздухе. Проверить это очень легко, стоит приложить ухо к рельсе, и можно будет услышать звуки приближающегося поезда гораздо раньше, чем по воздуху. Почему так? Очевидно, что звук по сути, один и тот же, и скорость его распространения зависит от среды, от конфигурации молекул, из которых эта среда состоит, от ее плотности, от параметров ее кристаллической решетки – короче от текущего состояния того медиума, по которому звук передается.

    И хотя от идеи светоносного эфира давно уже отказались, вакуум, по которому происходит распространение электромагнитных волн, это не совсем прям абсолютное ничто, каким бы пустым он нам не казался.

    Я понимаю, что аналогия несколько притянута за уши, ну так ведь на пальцах™ же! Именно в качестве доступной аналогии, а ни в коей мере не как прямой переход от одного набора физических законов к другим, я лишь прошу представить, что в четырехмерную метрику пространства-времени, которую мы по доброте душевной называем вакуумом, вшита скорость распространения электромагнитных (и вообще любых, включая глюонные и гравитационные) колебаний, как в рельсу “вшита” скорость звука в стали. Отсюда и пляшем.

    UPD: Кстати говоря, “читателям со звездочкой” предлагаю пофантазировать, остается ли скорость света постоянной в “непростом вакууме”. Например считается, что при энергиях порядка температуры 1030К, вакуум прекращает просто кипеть виртуальными частицами, а начинает “выкипать”, т.е. ткань пространства разваливается на куски, планковские величины размываются и теряют свой физический смысл и т.д. Будет ли скорость света в подобном вакууме все еще равняться c, или это положит начало новой теории “релятивистского вакуума” с поправками вроде лоренцевских коэффициентов при экстремальных скоростях? Не знаю, не знаю, время покажет…

    sly2m.livejournal.com

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *