ZANIMLJIVA NAUKA: Evo zašto ništa nije i ne može biti brže od svjetlosti!
Da ništa ne može putovati brže od svjetlosti uče nas u školi, ali nam rijetko do kraja objašnjavaju zašto je to tako.
Uz to, povremeno se dogodi i lažna uzbuna poput one iz septembra 2011. kada neko pomisli da je otkrio da se neke čestice gibaju brže od svjetlosti. Tada je bila riječ o projektu OPERA, čestice su bile tau-neutrini, a fizičar koji je morao podnijeti ostavku, iako nije apsolutno garantovao da je uspio polomiti Alberta Ajnštajna, zvao se Antonio Ereditato. Ispalo je da je za rezultat kriv jedan labavo spojen kabl.
Brzina svjetlosti je, dakle, ipak konačna brzina i ništa je ne može dostići. Svjetlost se kroz vakuum širi brzinom od 299,792.458 kilometara u sekundi, praktično 300.000 i od Sunca mu, na primjer, do nas treba samo osam minuta i 20 sekundi. O kakvoj je brzini riječ pokazuje da je najbrži objekat koji je stvorio čovjek bila sonda Nju Horajzons koja je pokraj Plutonovog satelita Charon u junu prošle godine prošla brzinom od 45 kilometara u sekundi.
Naučnik Vilijam Bertoci je 1960. na MIT-u pokušao ubrzati elektrone do brzine svjetlosti. Ali nije uspio. Ispalo je da, što je više ulagao energije u elektrone, njihova se brzina povećavala, ali po sve manjoj i manjoj stopi. Odnosno, kako je to još Ajnštajn, s povećanjem brzine povećava se i masa objekta. A to onda iziskuje više energije.
Na kraju, za brzinu svjetlosti, teoretski bi trebala beskonačna energija, koja ne postoji, a i da postoji, masa čak i jednog elektrona postala bi beskonačna i usisala cijeli svemir u tačku. Zato je ubrzavanje do brzine svjetlosti kao prilaženje vratima, pri čemu bismo svaki sljedeći korak skraćivali na pola prethodnog i nikad ne bismo stigli do njih. Aha! A kako onda fotoni mogu juriti brzinom svjetlosti? E, pa zato što nemaju masu. Istovremeno postoje i kao talas i kao čestica, što je malo zbunjujući koncept, ali nije zbunjujuće to da se fotoni već čim nastanu kreću brzinom svjetlosti i zato ni ne moraju ubrzavati. Dobro. A kako to da se fotoni onda kroz optičke kablove kreću i do 40 posto sporije ako im je brzina stalna? To je, pak, zato što se pritom sudaraju s fotonima koji se oslobađaju iz atoma kabla kao posljedica putovanja glavnog svjetlosnog talasa. Ono što je bitno jest da je brzina fotona kroz vakuum konstantna, da se ne mijenja i da je to apsolutna granica.
To je bitno za niz praktičnih stvari našeg univerzuma. Recimo da smo u svemirskom brodu i da od poda do plafona imamo 5 metara. Pa ako s poda uperimo svjetiljku u ogledalo na plafonu, svjetlost će preći udaljenost od 10 metara. Ali, šta ako svemirski brod odjednom potjeramo takvom brzinom da i svjetlost mora putovati postranice i zapravo, kao i naša tijela, umjesto 10 mora preći 15 metara? A sve u istom vremenskom roku? Opet je riječ o Ajnštajnu.
Pojava je još davno eksperimentalno dokazana i nije sporna. Ali nije ni paradoksalna jer je to moguće zato što se pri gibanju iskrivljuje prostor, kao i vrijeme, tijela se skraćuju, tako da udaljenosti ostaju iste, što se svjetla tiče, i sve ostaje u harmoniji. Na to je Ajnštajn mislio kad je rekao da je sve relativno. Ne na to da je, na primjer, 100 dlaka kose na glavi relativno malo, a jedna u juhi relativno mnogo. Da se i vrijeme i prostor mogu iskriviti, mogli bi registrovati, recimo, astronauti u Međunarodnoj svemirskoj stanici.
Oni oko Zemlje jurcaju brzinom od 8000 km/s, pa im kao posljedica tolike brzine vrijeme protiče 0.0000000014 posto sporije nego nama na Zemlji. Nije baš neki način da se ostane mlad, razočarano će pomisliti mnogi, ali ništa bolje nije niti za očekivati jer je 8000 km/s zapravo tričavo malo u odnosu na maksimalnih 300.000.000 km/s.
