Kde je na Zemi nadsvětelná rychlost
Připomeňme, že rychlost světla vlastně není jen rychlost světla, ale také rychlost gravitačních vln nebo rychlost gluonů, tedy částic, které lepí dohromady kvarky, aby tvořily např. protony nebo neutrony. Gluony jsou "výměnnou" částicí silné interakce, čili drží pohromadě i atomová jádra.
Co mají gluony, fotony a gravitační vlny společného? Nemohou být nikdy v klidu a stále se pohybují právě rychlostí "světla". Je to ale (opatrně řečeno) rychlost "volného" vzruchu prostoročasu (hypotéza). U částic (fotony, gluony) se to vyjadřuje pomocí klišé, že mají nulovou klidovou hmotnost. To je ale podivné tvrzení, když tyto částice (včetně gravitační vlny) nemohou být nikdy v klidu, nelze se vůči nim pohybovat tak, aby vzhledem k pozorovateli stály, jak říká princip relativity, tedy aby byly v klidu. Termín "nulová klidová hmotnost" tak lze označit spíše za pojem z pohádek, neboť tuto hodnotu nelze ani experimentálně ověřit. O neexistenci nulové klidové hmotnosti si více můžete přečíst třeba ke konci článku "Proč má teorie relativity problém s rychlostí světla".
Pojďme ale k hlavnímu tématu: limit rychlosti světla platí dokonale jen ve speciální teorii relativity, to jest ve zcela rovnoměrném gravitačním poli (žádné černé díry či rozpínání vesmíru). To nám právě našeptává, kde máme nadsvětelnou rychlost hledat. Pro názornost si představme prostoročas, tedy médium, ve kterém se světlo pohybuje, třeba jako vodu. (To, že je prostoročas jakási "suprakapalina" se zdá už dost podložené, viz článek Je prostoročas tekutý? se spousto odkazů na vědecké texty.) Světlo si představíme jako rybu, která v té vodě plave stále stejnou rychlostí.
Voda ale může téci rychleji, než plave ryba, třeba na hraně vodopádu (viz video výše). Pak rybu určitě strhne do hlubin a už ji neuvidíme. Je to vlastně metafora popisující černou díru, do které padá prostoročas rychleji než rychlost světla, a proto se světlo z černé díry nedostane, neboť jej proud prostoročasu strhne. (Tento výklad černé díry právě zmíněnou metaforou ryby a vodopádu si můžete názorně přiblížit v článku Může čas běžet zpět a couvá skutečně nebo zdánlivě?)
Tím jsme ale nalezli první místo, kde existuje nadsvětelná rychlost! Prostoročas se pod horizontem černé díry pohybuje od pozorovatele mimo černou díru nadsvětelnou rychlostí. Samozřejmě tedy i částice pod horizontem se mohou pohybovat rychlostí vyšší než rychlost světla (vůči tomuto pozorovateli). A když si představíme foton, který se nechce dostat ven z černé díry, ale směřuje do jejího středu, singularity, ten se od vnějšího pozorovatele pohybuje podstatně větší než světelnou rychlostí, jelikož se jeho rychlost s rychlostí proudu prostoročasu "sčítá".
Jenže pozor! Metafora ryby a vodopádu nás vede k tomu, že i na Zemi existuje nadsvětelná rychlost. Stačí si představit, že jsme na břehu líné řeky a naše ryba v ní pluje po proudu. Bude mít vůči nám o něco větší rychlost, než je rychlost ryby. Je tedy jasné, že pro astronauty ve vesmíru, jestli posvítí baterkou na Zemi, se bude její světlo za chvíli pohybovat mírně nadsvětelnou rychlostí, což způsobuje gravitační pole, tedy tento "časoprostoro-pád". Pochopitelně, měříme-li rychlost tohoto světla, měříme ho na místě, kde to světlo právě nachází, měřící přístroj totiž musí světlo přijmout. A tam bude měřící přístroj unášen stejnou rychlostí "vody" jako ryba (světlo), tudíž naměří přesně rychlost světla. Nadsvětelná rychlost tedy platí pouze vůči vzdálenému pozorovateli, na místě, kde se světlo právě nachází.
Je ještě někde tak šílená rychlost? Zůstaneme-li u analogie s vodou, pochopíme, že velmi vzdálené galaxie se vůči nám také pohybují rychlostí vyšší než světelnou. Když si představíme ohromnou vodní kouli, která se rozpíná, snadno pochopíme, že pro nás v jednom místě povrchu té koule se bude něco na opačné straně oné koule pohybovat rychleji než ryba (měříme po povrchu koule). Záleží jen na rychlosti zvětšování koule a její velikosti. Také inflace, tedy extrémně rychlé rozpínání vesmíru bezprostředně po velkém třesku, způsobila nadsvětelnou rychlost tohoto "nafukování" vesmíru.
A jestli vás rychlost světla fascinuje tak jako mě, můžete ji dále prozkoumat v následujících článcích:
Pochopte základní ideu Einsteinovy teorie relativity za pár minutVidíme hvězdy v minulosti, nebo v současnosti?Chybička pana Einsteina aneb proč není současnost jen iluzeJe čas jen iluze? (7 minut)Proč má teorie relativity problém s rychlostí světlaNadsvětelná rychlost, obrácení směru čas? Jak prosté, milý Watsone.Je možný warpový pohon ze StarTreku? Je možné překonat rychlost světla?
Jan Fikáček
Proč jsou izraelská média daleko méně proizraelská než česká?
A nejde jen o izraelská média. USA jsou přece dlouholetý a věrný spojenec Izraele, ale ani ony nestojí teď vždy na straně Izraele. Proč? Proč se snaží válečné tažení Izraele brzdit a volají po příměří?
Jan Fikáček
Tak přece má foton hmotnost!?
Fyzika je úžasná věda, která proměnila celou naši civilizaci. Stačí vzpomenout třeba jen elektřinu bez níž by nebyly počítače, mobily, TV, osvětlení našich bytů atd. Ovšem výjimečně se v ní objeví i dost iracionální tvrzení.
Jan Fikáček
Solvay institut - Einstein, Schrödinger, Planck, Heisenberg, Bohr atd.
Od roku 1911 se konají Solvayovské konference, kterých se ve dvacátých letech účastnili dnes nejslavnější fyzici jako Einstein, Planck, Bohr, Heisenberg. Tyto konference jsou známé hromadnými fotografiemi nejslavnějších fyziků.
Jan Fikáček
Nahraďte svou ženu a děti umělou trpělivostí (inteligencí?)!
Tak jo, uznávám, že ženu a děti nelze umělou inteligencí nahradit ve většině případů, ale v jednom by to asi šlo, ne? :)
Jan Fikáček
Mašínové: Padouch nebo hrdina, my jsme jedna rodina!
Film Bratři o skupině Mašínů dostal v sobotu cenu za nejlepší film roku na Českém lvu. Jeho tvůrce na večeru prohlásil, že to byli hrdinové. Tak se pojďme podívat na jejich činy.
Další články autora |
Studentky rozrušila přednáška psycholožky, tři dívky skončily v nemocnici
Na kutnohorské střední škole zasahovali záchranáři kvůli skupině rozrušených studentek. Dívky...
Podvod století za 2,4 miliardy. Ortinskému hrozí osm let a peněžitý trest 25 milionů
Luxusní auta, zlaté cihly, diamanty a drahé nemovitosti. To vše si kupoval osmadvacetiletý Jakub...
Stovky amerických obrněnců se v řádu dnů nepozorovaně přemístily do Česka
Několik set vozidel americké armády včetně obrněnců Bradley nebo transportérů M113 se objevilo ve...
Zemřel bývalý místopředseda ODS Miroslav Macek. Bylo mu 79 let
Ve věku 79 let zemřel bývalý místopředseda ODS a federální vlády Miroslav Macek, bylo mu 79 let. O...
Moskva se chlubí kořistí z Ukrajiny: Abramsy, Leopardy i českým BVP
V Moskvě ve středu začala výstava západní vojenské techniky, kterou používá ukrajinská armáda a...
Nová odhalení z fakulty: studenti viděli vraha dřív, policie byla v budově víckrát
Premium Masový vrah David K., který v prosinci při střelbě na Filozofické fakultě Univerzity Karlovy v...
Na důchodce zaklekli, chalífát neřeší. Němce děsí mdlé reakce jejich politiků
Premium Snímky stovek radikálních islamistů demonstrujících v ulicích severoněmeckého Hamburku, kteří...
Na jednání o míru nepřijdeme, vzkázali Rusové. Švýcaři je ani nezvali
Švýcarsko iniciuje vlastní mírovou konferenci o Ukrajině. S pozváním Ruska na setkání, které se má...
Pavel zkritizoval všechny. Nefér jsou Babišova slova i kampaň SPOLU, míní
Kampaň, která dělá z hnutí ANO zastánce ruských zájmů, je podle prezidenta Petra Pavla stejně nefér...
Akční letáky
Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!
- Počet článků 310
- Celková karma 30,45
- Průměrná čtenost 3149x
Chcete-li sledovat diskuse v "jeho" skupině, připojte se do Vědecké filosofie & Fyziky (nejen). jfikacek@gmail.com
Upozornění: Toto je popularizační blog pro veřejnost, neberte ho tedy jako vědeckou dizertační práci. Někdy je to jen divoká fantazie. Na druhé straně se snaží udržovat jistou vědeckou kvalitu, takže "esoterické" komentáře nejsou vítány. P.S.: Osobně útočné a odborně velmi nekvalitní komentáře, zejména velmi dlouhé, budou mazány.