Лятно училище, без алабала!


  • Далеч ли е гара Бов от Варна в сравнение с Бета от Кентавър?
  • Колко време ще ни трябва да отидем да хапнем нещо от местната кухня там, ако използваме теснолинейката?

Ами чети…


“Ако гледате своя приятелка, която е застанала на три метра от вас, в другия край на стаята, вие не я виждате каквато е „сега“, а по-скоро каквато е „била“ преди една стомилионна част от секундата.”

Слънчевата махала (непосредствените околности в космическото пространство около Слънцето) включва най-близката звездна система — Алфа от Кентавър. Това всъщност е тройна система и се състои от две звезди, които обикалят една около друга, и трета — Проксима от Кентавър — която кръжи на дискретно разстояние около двойката. В някои точки от своята орбита Проксима е най-близката известна звезда до Слънцето — оттам идва и името й. Повечето звезди в небето са членове на двойни звездни системи или на такива, които се състоят от повече от две звезди. Нашето самотно Слънце се явява нещо като аномалия. Втората най-ярка звезда от съзвездието Андромеда, наречена Бета от Андромеда, се намира на седемдесет и пет светлинни години от нас.

Проксима Кентавър

При своето дълго пътуване към Земята тази светлина, с която я виждаме сега, е прекарала седемдесет и пет години по пътя през мрака на междузвездното пространство. Макар да е силно невероятно, все пак ако Бета от Андромеда се е взривила миналия вторник, ние няма да го разберем още седемдесет и пет години. Това е така, защото на тази интересна информация, която се движи със скоростта на светлината, ще са необходими седемдесет и пет години, за да пресече огромните междузвездни разстояния.


Когато светлината, с която сега виждаме тази звезда, се е отправила на своето дълго пътуване, тук на Земята младият Алберт Айнщайн, работещ като патентен служител в Швейцария, току-що е публикувал своята епохална теория за относителността. Пространството и времето са вплетени едно в друго. Няма как да погледнем в космическото пространство, без да погледнем назад във времето. Светлината се движи много бързо. Пространството обаче е много празно и звездите са много раздалечени една от друга. Разстояние от седемдесет и пет светлинни години (или по-малко) е твърде незначително в сравнение с други дистанции в астрономията. От Слънцето до центъра на Млечния път има 30 000 светлинни години. От нашата галактика до най-близката спираловидна галактика — М31, която също е включена в съзвездието Андромеда — има 2 милиона светлинни години. Когато светлината, която виждаме днес от М31, е тръгнала към Земята, на планетата все още не е имало хора, макар предците ни вече да са се развивали бързо по пътя към нашата сегашна форма. Разстоянието от Земята до най-отдалечените квазари е между осем и десет милиарда светлинни години. Ние ги виждаме такива, каквито са били преди още Земята да се образува от звезден прах, дори преди да се е оформил Млечният път. Това не е ситуация, която важи само за астрономически обекти, но само те са на толкова големи разстояния, че ограничената скорост на светлината да има някакво значение. Ако гледате своя приятелка, която е застанала на три метра от вас, в другия край на стаята, вие не я виждате каквато е „сега“, а по-скоро каквато е „била“ преди една стомилионна част от секундата. [(3 м) / (3 х 10 на 8 м/сек) = 1/(10 на 8/сек) = 10 на -8 секунди (или една стотна от микросекундата). В това изчисление просто сме разделили разстоянието на скоростта, за да получим времето за неговото изминаване.] Обаче разликата между вашата приятелка такава, каквато е „сега“, и каквато е била сега минус една стомилионна от секундата, е твърде малка, за да бъде забелязана. От друга страна, когато гледаме квазар, който е отдалечен на 8 милиарда светлинни години, фактът, че го виждаме такъв, какъвто е бил преди 8 милиарда години, може да се окаже много важен. (Например има хора, които смятат, че квазарите са експлозивни явления, за които е по-вероятно да са се случвали само през ранната история на галактиките. В такъв случай колкото по-отдалечена е една галактика, в толкова по-ранен етап от нейната история я наблюдаваме. И съответно е толкова по-вероятно е да я виждаме като квазар. И наистина — броят на квазарите се увеличава, когато наблюдаваме обекти, които са на повече от 5 милиарда светлинни години от нас.) Двата междузвездни космически кораба „Вояджър“ — едни от най-бързите машини, изстрелвани някога от Земята — в момента се движат с една десетохилядна от скоростта на светлината. Ще им трябват 40 000 години, за да изминат разстоянието до най-близката звезда. Съществува ли някаква надежда да напуснем Земята и да пресечем — за нормален период от време — огромното разстояние дори до Проксима от Кентавър? Можем ли да направим нещо, за да се доближим скоростта на светлината? Какво магическо има в скоростта на светлината? Бихме ли могли някой ден да се движим по-бързо от това? Ако през 90-те години на XIX в. бихте вървели през приятната провинция Тоскана, бихте имали шанса да срещнете по пътя към Павия един сравнително дългокос юноша, който току-що е бил изгонен от гимназията. Неговите учители в Германия са му казали, че от него никога няма да излезе нищо, че въпросите му развалят дисциплината в класа и че за него ще е по-добре въобще да не ходи на училище. Ето защо той напуска и тръгва на път, очарован от свободата на северна Италия, където може да размишлява по въпроси, твърде отдалечени от предметите, с които го тъпчат в подчиняващото се на строга дисциплина пруско училище. Името му е Алберт Айнщайн и неговите размишления ще променят света. Айнщайн е във възторг от „Народна книга по естествени науки“ на Бернщайн — една по-популярна версия на науката, в която още на първата страница се описва изумителната скорост на електричеството по жиците и на светлината в междузвездното пространство. Айнщайн си задава въпроса как би изглеждал светът, ако можеше да се пътува върху вълна от светлина. Да пътуваш със скоростта на светлината! Каква завладяваща и вълшебна идея за едно момче, което се разхожда сред природата, изпъстрена и потрепваща под слънчевите лъчи. Ако пътуваш с вълна от светлина, не би могъл да разбереш, че това е така. Ако си поел на гребена на вълната, ще останеш там през цялото време и ще загубиш всякаква представа, че всъщност става дума за вълна. При движение със скоростта на светлината се случва нещо странно. Колкото повече Айнщайн мисли по тези въпроси, толкова по-объркващи стават те. Ако приемем, че е възможно да се пътува със скоростта на светлината, сякаш отвсякъде ще започнат да ни заливат парадокси. В миналото някои идеи са приети за верни, без да са били обмислени достатъчно внимателно. Айнщайн си задава прости въпроси, които е можело да бъдат зададени векове по-рано. Един пример — какво имаме предвид, когато казваме, че две събития са едновременни? Представете си, че аз карам велосипед насреща ви. И докато се приближавам към някакво кръстовище, едва не попадам — или поне така ми се струва — под колелата на конска каруца. Криввам и едва се отървавам да бъда прегазен. А сега си представете същото събитие с разликата, че каруцата и велосипедът се движат със скорост, която е близка до тази на светлината. Ако сте застанали надолу по пътя, то каруцата се движи под прав ъгъл спрямо линията на вашия поглед. Посредством отразената слънчева светлина виждате, че карам към вас. При това положение няма ли моята скорост да се прибави към тази на светлината и съответно моят образ да достигне до вас много преди този на каруцата? Няма ли да видите как правя завой, преди да забележите приближаването на каруцата? Възможно ли е от моя гледна точка аз и каруцата да се приближаваме към кръстовището едновременно, а от ваша да не е така? Възможно ли е аз да съм се разминал за малко със сблъсъка, а в същото време вие да сте видели как заобикалям празното пространство и продължавам бодро да въртя педалите към малкото градче Винчи? Тези въпроси са любопитни и изключително сложни. Те отправят предизвикателство към очевидното. Това, че никой преди Айнщайн не е помислил за тях, има своите причини. Като тръгва от подобни елементарни въпроси, Айнщайн достига до фундаментално преосмисляне на света и революция във физиката. За да може — когато се движим с висока скорост — нашият свят да остане разбираем и за да се предпазим от подобни логически парадокси, трябва да спазваме някои правила, някои природни заповеди. Айнщайн излага тези правила в своята специална теория за относителността. Светлината на даден обект (независимо от това дали е излъчена, или отразена), се движи с една и съща скорост — без значение дали обектът се движи, или е в състояние на покой: Не добавяй скоростта си към тази на светлината. Освен това нито едно материално тяло не може да се движи по-бързо от светлината: Не се движи със скоростта на светлината или с по-висока скорост. Във физиката не съществува нищо, което да ти пречи да пътуваш с колкото близка до скоростта на светлината искаш, дори и с 99,9% от нея. Колкото и да опитвате обаче, така и няма да успеете да достигнете до последната десета. За да бъде светът логически издържан, трябва да има някакво космическо ограничение на скоростта. Иначе бихте могли да достигнете каквато си поискате скорост, като прибавяте още скорост към една движеща се платформа. В началото на XX в. европейците вярват като цяло в своите привилегировани права: че немската, френската и британската култура и политическа организация са по-добри от тези на другите страни; че европейците са по-висши от другите народи, които са имали щастието да бъдат колонизирани. Общественото и политическо приложение на идеите на Аристарх и Коперник е отхвърляно и пренебрегвано. Младият Айнщайн се възправя срещу идеята за привилегированите права във физиката със същата сила, с която се обявява и срещу тези в политиката. В една вселена, изпълнена с втурнали се презглава във всички посоки звезди, няма място, което да е в „състояние на покой“; не съществува рамка, през която да разглеждаме Космоса, която да е по-висша от друга рамка. Думата относителност означава точно това. Идеята е много проста, въпреки магическите си украшения: при разглеждането на вселената всяко едно място е равностойно на всяко друго място. Природните закони трябва да са едни и същи. И ако това е вярно (а би било изумително в нашето незначително място в Космоса да има нещо специално), то от него следва, че никой не може да се движи по-бързо от светлината, мамка му!


Мащаби на разстоянията до най-близките ни звезди (български субтитри)

Вашият коментар