Vai varat iedomāties kubu, kas tiek palaists gandrīz ar gaismas ātrumu? Fiziķi to izdarīja. Vairāk nekā to. Viņiem izdevās īstenot savu sapni laboratorijas realitātē. Un viņi novēroja kaut ko pārsteidzošu. Pietiekami, lai apšaubītu Einšteina relativitātes teoriju?
Saturs
Alberts Einšteins, iespējams, ir visvairāk pazīstamais fiziķis no visiem. Un tas, kura teorijas parasti mazliet biedē pat vispraktiskākos no mums. Ņemsim, piemēram, speciālo relativitātes teoriju. Tā apgalvo, ka ļoti lielos ātrumos laiks palēninās. Un tas, kas mūs šodien īpaši interesē, ir garuma samazināšanās. Mašīna, kas pārvietojas ar ātrumu 90% no gaismas ātruma, piemēram, ārējam novērotājam šķitīs vairāk nekā divas reizes īsāka. Vispārīgākā nozīmē visi objekti, kas pārvietojas ar šādu ātrumu, mums šķiet saīsināti. Bet tas nav tas, ko fizikas no šodienas ziņojuma Vīnes Tehniskajā universitātē (Austrija). Vai Einšteins kļūdījās?
Nenāksimies priekšu. Jo pirms vairākiem gadu desmitiem citi fiziķi, amerikānis Nelsons Džeimss Terels un brits Rodžers Penrouzs(2020. gada Nobela prēmijas laureāts fizikā par pētījumiem par melnajiem caurumiem) interpretēja speciālo relativitātes teoriju citādi. Viņi pieņēma, ka, kustoties ar ātrumu, kas tuvs gaismas ātrumam, kubs ne vien saspiežas, bet arī maina formu. Vai vismaz mums šķiet, ka tas ir mainījis formu. Tas notiek tāpēc, ka gaisma, ko izstaro kubu tālākās daļas, sasniedz mūs ilgāk nekā gaisma, ko izstaro tuvākās daļas.
Viltība, kas ļauj atklāt relativitātes izkropļojuma efektu
Modeļi apstiprināja Terela-Penroza efekta realitāti. Tomēr līdz šim nevienam nav izdevies to demonstrēt laboratorijas apstākļos. Varbūt ir vērts atcerēties, ka saskaņā ar Einšteina teoriju, jo ātrāk objekts kustas, jo vairāk palielinās tāmasaun jo vairākenerģijasnepieciešams, lai to paātrinātu vēl vairāk. Šādos apstākļos to ir grūti izdarīt.ceļotobjektu, kas kustas ar ātrumu, kas tuvs gaismas ātrumam. Bet žurnālā Communications Physics Vīnes Tehniskās universitātes pētnieki ierosināja brīnišķīgu ideju, kā to realizēt.
Viņi radīja ilūziju, ka viņu objekts pārvietojas ar ātrumu, kas tuvu gaismas ātrumam. Viņi it kā ievietoja sevi pasaulē, kurgaismas ātrumsir daudz mazāks. Lai to izdarītu, viņi pārvietoja kubu un sfēru uz savu laboratoriju. Tad viņi tos apgaismoja ar zibspuldzes lāzera palīdzību ļoti īsu brīdi. No ilguma apmēram 300 pikosekundes. Un uzņēma ar kamerām, kas spēj ierakstīt miljoniem kadru sekundē. Sava veida stroboskopisks efekts, bet ārkārtīgi ātrs. Pietiekami ātrs, lai galu galā imitētu kustību ar ātrumu no 80 līdz 99,9 % no gaismas ātruma.
Viss ir perspektīvas jautājums.
Tieši tā fizikas pirmo reizi laboratorijas apstākļos novēroja Terella-Penroza efektu. Kubs izrādījās deformēts, bet sfēra šķita rotējoša. Tomēr tas viss palika tikai optiska ilūzija, kā fizikas jau 1950. gados aizdomājās.
Tātad, vai Einšteins tomēr kļūdījās? Nu… vairāk nekā jebkad agrāk, nē! Viņa relativitātes teorija izskaidro, ka viss ir saistīts ar perspektīvu. To atkal brīnišķīgi parādīja Vīnes Tehniskās universitātes fiziķu eksperimenti. Viņu deformētais kubs ir nekas cits kā tas, ko novērotājs redzētu relativitātes pasaulē. Tas nekādā ziņā nav objekta patiesā griešanās fizikas rezultāts. Objekts kustībā Objekts patiešām ir fiziski saīsināts savas kustības virzienā. Tomēr ārējā kamera to neuzņem tieši, un rodas iespaids, ka tas griežas. „Kad veicām aprēķinus, mēs bijām pārsteigti par ģeometrijas skaistumu,” saka pētnieki. „To novērot attēlos bija patiesi aizraujoši.”
