Как измеряли скорость света и каково ее реальное значение

19 марта 2018, Александр Агеев,
8
Скорость света

Еще задолго до того, как ученые измерили скорость света, им пришлось изрядно потрудиться над определением самого понятия «свет». Одним из первых над этим задумался Аристотель, который считал свет некой подвижной субстанцией, распространяющейся в пространстве. Его древнеримский коллега и последователь Лукреций Кар настаивал на атомарной структуре света.

К XVII веку сформировались две основные теории природы света – корпускулярная и волновая. К приверженцам первой относился Ньютон. По его мнению, все источники света излучают мельчайшие частицы. В процессе «полета» они образуют светящиеся линии – лучи. Его оппонент, голландский ученый Христиан Гюйгенс настаивал на том, что свет – это разновидность волнового движения.

В результате многовековых споров ученые пришли к консенсусу: обе теории имеют право на жизнь, а свет – это видимый глазу спектр электромагнитных волн.

Немного истории. Как измеряли скорость света

Большинство ученых древности были убеждены в том, что скорость света бесконечна. Однако результаты исследований Галилея и Гука допускали ее предельность, что наглядно было подтверждено в XVII веке выдающимся датским астрономом и математиком Олафом Ремером.

Метод О. Ремера

Свои первые измерения он произвел, наблюдая за затмениями Ио – спутника Юпитера в тот момент, когда Юпитер и Земля располагались с противоположных сторон относительно Солнца. Ремер зафиксировал, что по мере отдаления Земли от Юпитера на расстояние, равное диаметру орбиты Земли, изменялось время запаздывания. Максимальное значение составило 22 минуты. В результате расчетов он получил скорость 220000 км/сек.

Через 50 лет в 1728 году, благодаря открытию аберрации, английской астроном Дж. Брэдли «уточнил» этот показатель до 308000 км/сек. Позже скорость света измерили французские астрофизики Франсуа Арго и Леон Фуко, получив на «выходе» 298000 км/сек. Еще более точную методику измерения предложил создатель интерферометра, известный американский физик Альберт Майкельсон.

Опыт Майкельсона по определению скорости света

Опыты продолжались с 1924 по 1927 год и состояли из 5 серий наблюдений. Суть эксперимента заключалась в следующем. На горе Вильсон в окрестностях Лос-Анжелеса были установлены источник света, зеркало и вращающаяся восьмигранная призма, а через 35 км на горе Сан-Антонио – отражающее зеркало. Вначале свет через линзу и щель попадал на вращающуюся с помощью высокоскоростного ротора (со скоростью 528 об/сек.) призму.

Опыт Майкельсона

Участники опытов могли регулировать частоту вращения таким образом, чтобы изображение источника света было четко видно в окуляре. Поскольку расстояние между вершинами и частота вращения были известны, Майкельсон определил величину скорости света – 299796 км/сек.

Окончательно со скоростью света ученые определились во второй половине XX века, когда были созданы мазеры и лазеры, отличающиеся высочайшей стабильностью частоты излучения. К началу 70-х погрешность в измерениях снизилась до 1 км/сек. В результате по рекомендации XV Генеральной конференции по мерам и весам, состоявшейся в 1975 году, было решено считать, что скоростью света в вакууме отныне равна 299792,458 км/сек.

Достижима ли для нас скорость света?

Очевидно, что освоение дальних уголков Вселенной немыслимо без космических кораблей, летящих с огромной скоростью. Желательно со скоростью света. Но возможно ли такое?

Барьер скорости света – одно из следствий теории относительности. Как известно, увеличение скорости требует увеличения энергии. Скорость света потребует практически бесконечной энергии.

Увы, но законы физики категорически против этого. При скорости космического корабля в 300000 км/сек летящие навстречу ему частицы, к примеру, атомы водорода превращаются в смертельный источник мощнейшего излучения, равного 10000 зивертов/сек. Это примерно то же самое, что оказаться внутри Большого адронного коллайдера.

Летать со скоростью света

По мнению ученых Университета Джона Хопкинса, пока в природе не существует адекватной защиты от столь чудовищной космической радиации. Довершит разрушение корабля эрозия от воздействия межзвездной пыли.

Еще одна проблема световой скорости – замедление времени. Старость при этом станет намного более продолжительной. Также подвергнется искривлению зрительное поле, в результате чего траектория движения корабля будет проходить как бы внутри тоннеля, в конце которого экипаж увидит сияющую вспышку. Позади корабля останется абсолютная кромешная тьма.

Так что в ближайшем будущем человечеству придется ограничить свои скоростные «аппетиты» 10 % от скорости света. Это означает, что до ближайшей к Земле звезды – Проксимы Центавра (4,22 св. лет) придется лететь примерно 40 лет.

Поделиться
Вконтакте
Комментарии  8
Добавить комментарий
  • Вован 20 марта 2018 в 20:04

    " Большинство учёных древности были убеждены в том, что скорость света бесконечна."А многие учёные современности убеждены что скорость гравитации бесконечна?Ведь от центра галактики свет может идти несколько тысяч лет - +.

    Ответить
    • Muzhik 23 марта 2018 в 18:50

      Видимо что гравитационные волны есть колебания самого пространства-времени которое как бы натянуто как струна через всю вселенную , поэтому их скорость может быть бесконечной , в то время как свет есть нечто передвигающееся В пространстве и могущее передвигаться лишь с ограничением

      Ответить
      • Нейтро18 февраля 2019 в 12:14

        Бросьте Вы эти красивые математические модели... Вы можете представить себе "колебания пространства-времени"? "Пространство натянуто через Вселенную"... Чем и кем натянуто? Что есть Вселенная, если не само это пространство? Время - это придуманный человеком мерный промежуток между событиями. Про поля вообще сказка - это что по Вашему? А это всего лишь пространство вокруг частицы вещества, а котором другие частицы меняют своё движение...

        Ответить
  • Жора20 февраля 2019 в 11:48

    Не рвите себе пуканы ,мы всего лишь плод его воображения ,для него нет времени минута как тысяча лет и тысяча лет как минута ,мы его желание ,а что делать нам он не раз уже говорил :)

    Ответить
  • Леонид6 апреля 2019 в 23:02

    Необходима полная смена системы в стране.

    (с) ЦМНРП

    Ответить
  • В.Ф.Казаков30 июля 2019 в 20:07

    Наши пращуры знали скорость света, с точностью бесконечного значения после их запятой, используя только две сажени. а так же все меры Галактики.
    Современная "наука" пробующая их нахождение получает их результаты не имеющих своего объяснения.

    Ответить
  • В.Ф.Казаков1 августа 2019 в 22:11

    Я упоминаю о скорости света, но её по существу нет, есть лишь те величины с которой проходит свой жизненный путь Наша Земля и Солнце.
    Я сожалею, что наша наука этого так и не понимает.
    Исследуя по формулам географию Нашей Земли, можно находить все упоминаемые меры с точностью беспредельной.

    Ответить
  • В.Ф.Казаков17 августа 2019 в 20:20

    Скорость света определяется колебанием планета Земля, с точностью не имеющий своего предела.
    Или 9490000000000.0 км

    Ответить
(без регистрации)
Любопытныйфакт
Одна американская супружеская пара в 1992 году прошла процедуру банкротства, однако из банка снова пришло напоминание о долге. Банк извинился, списав ошибку на автоматическую программу компьютера, но после извинений рассылка напоминаний не прекратилась. Рассмотрев жалобу супругов, судья по банкротству вынес решение оштрафовать компьютер, изъяв 50 МБ постоянной и 10 МБ оперативной памяти.
Обновить
СвежиеКомментарии
АватарАватар

ВойтиРегистрация
Вход
Почта:
Пароль:
Регистрация
Почта:
Имя:
Пароль: