Есть ли во Вселенной что-нибудь быстрее света?

(Дэн Три) — Свет движется со скоростью 299 792 458 км/с, что считается абсолютным пределом Вселенной. Но почему скорость света конечна, и почему ничто не может превзойти этот барьер?

Физики однажды попытались «догнать» свет (Иллюстрация: Getty).

История охватывает столетия: от неудачного эксперимента Галилея до современных подтверждений Эйнштейна, объясняющих, казалось бы, невозможное.

От Галилея до первых измерений скорости света

До XVII века большинство теорий предполагали, что свет распространяется мгновенно или его скорость абсолютна. Однако Галилео Галилей стал первым, кто усомнился в этой гипотезе.

В 1638 году он и его помощники провели эксперимент на двух горах, используя фонари, с целью измерения задержки света. Однако задержка была настолько мала (порядка микросекунд), что ни оборудование, ни человеческие рефлексы того времени не позволяли измерить истинную скорость света. Несмотря на неудачу, Галилей пришёл к выводу, что свет, «если не мгновенный, то, по крайней мере, чрезвычайно быстрый».

Эксперименты Галилея помогли ему обнаружить, что скорость света конечна, но эта величина чрезвычайно велика (Фото: Medium).

Всего несколько десятилетий спустя астроном Оле Рёмер сделал первую оценку. Наблюдая за спутником Юпитера Ио, он заметил, что время входа Ио в тень Юпитера и выхода из неё менялось в зависимости от положения Земли на её орбите.

Это кумулятивное расхождение, превышающее 10 минут, Рёмер объяснил тем, что свету требуется больше времени для прохождения большего расстояния. Исходя из этого, он оценил скорость света примерно в 214 000 км/с, что было революционным результатом для того времени.

В 1849 году физик Ипполит Физо впервые напрямую измерил скорость света, используя высокоскоростную вращающуюся шестерню в сочетании с отражающим зеркалом, расположенным на расстоянии 8 км.

Когда шестерни вращались так быстро, что свет перекрывался следующим зубом, Физо рассчитал скорость около 315 000 км/с, что в пределах 5% от современного значения. Это был поворотный момент, сделавший свет предметом количественного изучения, а не просто гипотезой.

Эйнштейн и абсолютные пределы Вселенной

Остаётся главный вопрос: почему скорость света является пределом? В начале XX века Альберт Эйнштейн решил эту проблему своими знаменитыми теориями.

Он задал вопрос: если бы фонарик был установлен на ракете, движущейся с большой скоростью, превзошёл бы излучаемый им свет по сравнению со светом в вакууме? Удивительным ответом было «нет», поскольку время и пространство не абсолютны.

Альберт Эйнштейн решил проблему света с помощью своей теории (Фото: Getty).

Согласно специальной теории относительности (1905), при быстром движении объекта его масса увеличивается, а время замедляется. Когда объект достигает скорости света, время останавливается, масса становится бесконечной и не может двигаться дальше. Это делает невозможным для любой частицы материи обогнать свет.

Дальнейшие эксперименты постепенно подтвердили теорию Эйнштейна. В 1964 году исследователь Массачусетского технологического института Билл Бертоцци разогнал электроны и обнаружил, что по мере приближения скорости электронов к скорости света они становятся настолько тяжёлыми, что уже не могут разгоняться.

В 1970-х годах два физика, Джозеф Хафеле и Ричард Китинг, взяли с собой в кругосветное путешествие на самолёте цезиевые атомные часы. По возвращении они обнаружили, что часы шли медленнее, чем стандартные лабораторные часы. Это было явным доказательством замедления времени.

В наши дни даже спутниковые системы GPS должны рассчитывать поправки времени согласно теории относительности. Если их игнорировать, ошибка позиционирования может достигать нескольких километров, что может привести к полному разрушению всей современной механической системы.

Таким образом, скорость света — это не просто сухое число, а фундаментальный предел природы, основа современной физики и техники.

От неудач Галилея, прогресса Рёмера, изобретательности Физо до гения Эйнштейна — история света доказала одну истину: во вселенной ничто не может двигаться быстрее света.

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