צאו לטיול מהירות קל על פני מערכת השמש החל מהשמש
שמענו את זה שוב ושוב. אף אובייקט חומרי לא יכול לנסוע מהר יותר. לכל המטרה הפרקטית, רק אור דליל מספיק כדי לנסוע במהירות האור.
כשהוא נע בחיפזון, קרן אור יכולה לגלוש סביב כדור הארץ 8 פעמים תוך שנייה אחת בלבד. נסיעה לירח אורכת 1.3 שניות בלבד. מהיר בוודאות אך לרוע המזל לא מספיק מהיר. לחץ על הפעל בסרטון ותוך זמן קצר תדע למה אני מתכוון. הנוף מתחיל בשמש ונוסע החוצה אל מערכת השמש במהירות האור.
מרחק כדור הארץ בזמן ה- AU זמן נסיעה ............................................ ........................ מרקורי 0.387 193.0 שניות או 3.2 דקות ונוס 0.723 360.0 שניות או 6.0 דקות Jarth 1.000 499.0 שניות או 8.3 דקות סה"כ 1.523 759.9 שניות או 12.6 דקות יופיטר 5.203 2595.0 שניות או 43.2 דקות שבתאי 9.538 4759.0 שניות או 79.3 דקות אורנוס 19.819 9575.0 שניות או 159.6 דקות נפטון 30.058 14998.0 שניות או 4.1 שעות פלוטו 39.44 19680.0 שניות או 5.5 שעות ..................... ..............................................
מרחקים וזמני אור לכוכבי הלכת ופלוטו (מאלפונס סווינהארט)
תחילה תחשוב שזז מהר כל כך יביא אותנו למסלולי שמונת כוכבי הלכת במהירות. לא הייתי צריך להיות מופתע, אבל מצאתי את עצמי כבר מתחיל להיות חסר סבלנות ברגע שטס מרקורי ב ... אחרי 3.2 דקות. כדור הארץ היה עדיין 5 דקות משם ויופיטר עוד 40! זו הסיבה שהסרטון נותק בג'ופיטר - אף אחד לא היה מסתובב בהופעתו של פלוטו כעבור חצי שעה.
כפי שהסרטון מדגים באופן מייגע אך יעיל אנו חיים במערכת סולארית בה כמה כוכבי לכת מופרדים על ידי חללים עצומים. אפילו האור לא מספיק מהיר כדי לספק את הצורך האנושי במהירות. אבל רק כדי לשים את הדברים בפרספקטיבה, החפצים המהירים ביותר כיום מתוצרת אנוש הם של נאס"א חללית וויאג'ר Iשהגיע לאחרונה לחלל בין-כוכבי שנסע במהירות של 38,000 קמ"ש (17 קמ"ש) או כמעט איטית פי 18 ממהירות האור.
בואו ונחקור יותר. כל אובייקט חומרי, למשל סקיטל, שזוז במהירות זו יהפוך למסיבי אינסופי. למה? תזדקק לכמות אינסופית של אנרגיה כדי להאיץ את ה- Skittle למהירות האור המדויקת. מכיוון שהחומר והאנרגיה הם שני פנים של אותו מטבע, כל האנרגיה הזו יוצרת מערך מסיבי עד אינסוף. נקמה מתוקה אם הייתה אי פעם.
עם זאת אתה יכול להאיץ את הממתק דמוי הגלולה למהירות אור של 99.9999% בכמות אנרגיה סופית אם גדולה במיוחד. איינשטיין מגניב עם זה. הנה הדבר המוזר. אם הייתם נוסעים במהירות האור זה היה נראה כמו נתח ממתק רגיל לחלוטין, אבל אם הייתם מסתכלים עליו מהעולם החיצון, הפינוק המסוכרים היה היקום כולו. שתי נקודות המבט הן תקפות באותה מידה, וזהו המהות של יחסית.
דואליות האור של חלקיקי הגל
כדי לדמיין טוב יותר יום בחייו של פוטון, בואו נלך לרכיבה. פוטונים הם צורת החלקיקים של האור, אשר במשך זמן רב הובן רק כ גלים של אנרגיה אלקטרומגנטית. במוזרותו של עולם הקוונטים האור הוא גם חלקיק וגם גל. מנקודת המבט שלנו, פוטון מתקרב במהירות של 186,000 מיילים לשנייה, אך לפוטון עצמו העולם עומד ללא הפסקה והזמן נעצר. פוטונים נמצאים בכל מקום בו-זמנית. כל-יכול. לא עובר להם זמן.
בתורת היחסות התנועה של כל דבר מוגדרת לחלוטין מנקודת מבטו של הצופה. מנקודת המבט של הפוטון הוא במנוחה. משלנו זה נע בין זמן ומרחב. לכולנו יש "מסגרת קואורדינטות" משלנו, כך שבכל מקום שאנחנו נמצאים אנו במנוחה. זו היחסות עבורך - כל המסגרות תקפות באותה מידה.
נניח שאתה נמצא במטוס. שקית בייגלה עצובה שנמסרת לך זה עתה במנוחה מכיוון שהיא נמצאת במסגרת הקואורדינטות שלך. האדם שלידך נמצא גם במנוחה (ובתקווה שלא נוחר). אפילו המטוס במנוחה. לדברי איינשטיין, זה נכון לתאר את העולם מחוץ לחלון המטוס שזז בזמן שהמטוס עצמו נשאר במנוחה. בפעם הבאה שתטוס, עצום את העיניים ברגע שהמטוס מגיע לגובה ומהירות קבועה. אתה תשמע רעש של מנועים, אבל אין דרך לדעת שאתה בעצם זז.
היחסיות גם חוזה זאת חפצים מתכווצים לכיוון התנועה שלהם. מוזר ככל שזה נשמע, זה אומת על ידי ניסויים רבים. ככל שדברים מהירים לנסוע, הם מתכווצים יותר.
ההשפעה לא מורגשת עד שאובייקט מתקרב למהירות האור, אך מודולי השירות והצוות של Apollo הגיעו למהירות של 0.0037% במהירות האור. מנקודת המבט של מישהו בשטח, המודול באורך 11.03 מטר התכווץ בכ -7.5 ננומטר, כמות זעירה ביותר אך ניתנת למדידה. (גיליון נייר בעובי 100,000 ננומטר). באופן דומה, המרחקים מתכווצים, ונמוכים באפס במהירות האור.
התכווצות אורך מתרחשת מכיוון שצופה נייח רואה את הזמן של הנוסע בחללית מהירה מתקתק לאט יותר. מכיוון שאור נמדד ביחידות זמן - שניות אור, שנות אור - על מנת שהשניים יסכימו על מהירות האור (קבוע ברחבי היקום), "הסרגל" של המטייל צריך להיות קצר יותר. וזה באמת מנקודת המבט הנייחת שלך אם היית יכול איכשהו להציץ בתוך הספינה. נוסע במהירות אור 10%, חללית 200 רגל מתכווצת ל 199 רגל. בגובה 86.5%, הוא בגודל של מטר וחצי ובגודל 99.99% 3 מטר בלבד!
נסענו רחוק היום - ישבנו בשקט במסגרות ההתייחסות שלנו.
