Existuje ve vesmíru něco rychlejšího než světlo?

(Dan Tri) - Světlo se šíří rychlostí 299 792 458 km/s, což je číslo považované za absolutní limit vesmíru. Proč je ale rychlost světla konečná a proč nic nemůže tuto bariéru překonat?

Fyzici se kdysi pokusili „pronásledovat“ světlo (ilustrace: Getty).

Příběh se odehrává napříč staletími, od Galileova neúspěšného experimentu až po Einsteinovy ​​moderní ověření, která vysvětlují zdánlivě nemožné.

Od Galilea k prvním měřením rychlosti světla

Před 17. stoletím většina teorií věřila, že se světlo šíří okamžitě nebo že jeho rychlost je absolutní. Galileo Galilei se však stal prvním člověkem, který tuto hypotézu zpochybnil.

V roce 1638 provedl se svými asistenty experiment na dvou horách s použitím luceren s cílem změřit zpoždění světla. Zpoždění však bylo tak malé (řádově mikrosekund), že tehdejší vybavení a lidské reflexy nedokázaly změřit skutečnou rychlost světla. Navzdory neúspěchu Galileo dospěl k závěru, že světlo, „pokud není okamžité, musí být extrémně rychlé“.

Galileovy experimenty mu pomohly zjistit, že rychlost světla je konečná, ale toto číslo je extrémně velké (Foto: Medium).

Jen o několik desetiletí později astronom Ole Römer provedl první odhad. Při pohledu na Jupiterův měsíc Io si všiml, že načasování Ioova vstupu do a z Jupiterova stínu se lišilo v závislosti na poloze Země na její oběžné dráze.

Tento kumulativní rozdíl více než 10 minut vysvětlil Römer jako důsledek dodatečného času, který světlo potřebuje k urazení delší vzdálenosti. Na základě toho odhadl rychlost světla na přibližně 214 000 km/s, což byl v té době revoluční výsledek.

V roce 1849 fyzik Hippolyte Fizeau poprvé přímo změřil rychlost světla pomocí vysokorychlostního rotujícího ozubeného kola v kombinaci s odrazným zrcadlem umístěným ve vzdálenosti 8 km.

Když se ozubená kola otáčela tak rychle, že další zub blokoval světlo, Fizeau vypočítal rychlost asi 315 000 km/s, což je do 5 % od dnešní hodnoty. To byl zlomový bod, který učinil ze světla spíše předmět kvantitativního studia než hypotézu.

Einstein a absolutní meze vesmíru

Největší otázkou zůstává: proč je rychlost světla konečným limitem? Na počátku 20. století Albert Einstein tento problém vyřešil svými slavnými teoriemi.

Položil otázku: Pokud by na raketu pohybující se vysokou rychlostí byla namontována baterka, převýšilo by vyzařované světlo světlo ve vakuu? Překvapivá odpověď zněla ne, protože čas a prostor nejsou absolutní.

Albert Einstein vyřešil problém světla svou teorií (Foto: Getty).

Podle speciální teorie relativity (1905) se při rychlém pohybu tělesa jeho hmotnost zvyšuje a zároveň se čas zpomaluje. Když dosáhne rychlosti světla, čas se zastaví, hmota se stane nekonečnou a nemůže dále zrychlovat. To znemožňuje jakékoli částici hmoty předběhnout světlo.

Pozdější experimenty postupně potvrdily Einsteinovu teorii. V roce 1964 výzkumník z MIT Bill Bertozzi urychloval elektrony a zjistil, že jak se elektrony blíží rychlosti světla, stávají se tak těžkými, že už nemohou urychlovat.

V 70. letech 20. století si dva fyzici, Joseph Hafele a Richard Keating, vzali do letadla cesiové atomové hodiny, aby obletěli svět . Když se vrátili, hodiny běžely pomaleji než standardní hodiny v laboratoři. To byl jasný důkaz dilatace času.

V dnešní době musí i systémy GPS na satelitech vypočítávat časové korekce podle teorie relativity. Pokud se tato chyba ignoruje, může být chyba v určování polohy až kilometry, což způsobí úplný kolaps celého moderního mechanického systému.

Rychlost světla tedy není jen suché číslo, ale základní limit přírody, základ moderní fyziky a techniky.

Od Galileových neúspěchů, Römerova pokroku, Fizeauovy vynalézavosti až po Einsteinovu genialitu, příběh světla dokázal jednu pravdu: v tomto vesmíru se nic nemůže šířit rychleji než světlo.

Zdroj: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/trong-vu-tru-co-thu-gi-nhanh-hon-anh-sang-20250929072502675.htm