Считается, что ничто во Вселенной не может двигаться быстрее света. Ещё бы, он перемещается с огромной скоростью, и до сих пор не было обнаружено частиц, способных двигаться быстрее. Однако существует масса способов так или иначе превысить (или достичь) скорость света.
Какова скорость света
Во времена античности считалось, что скорость света – величина бесконечная, т.е. свет перемещается мгновенно. Позже, используя различные методы, измерить эту величину пытались многие ученые.
Самое точное измерение скорости света было сделано в 1983 году при помощи лазера. Скорость движения фотонов в вакууме равняется 299 792 458 м/с. Но можно ли превысить эту скорость?
Скорость света в вакууме превысить нельзя, но можно в других средах!
Скорость фотонов меняется в зависимости от среды, в которой они распространяются. Например в воде эта величина составляет 225341км/с, в стекле 199803 км/с, а в Алмазе «всего» 123845 км/с.
Более того, в 1999 году, немецким ученым удалось снизить скорость света до 17 м/сек. А позже они смогли остановить свет на целую минуту, при помощи экстремально охлажденного кристалла из сплава празеодима и силиката иттрия.
Поэтому любая частица, не имеющая массы и передвигающаяся со скоростью света, может обогнать замедленные фотоны. Например, гравитон или глюон. Также это может сделать электрическое поле, перемещающееся в проводнике.
Эффект Вавилова – Черенкова
Излучение Вавилова-Черенкова в жидкости, охлаждающей ядерный реактор АТР в Айдахо, США
В 1934 году Советские ученые Павел Алексеевич Черенков и Сергей Иванович Вавилов обнаружили, что жидкость, облучаемая гамма-лучами, испускает голубое свечение. Исследователи предположили, что светятся электроны, выбитые рентгеновским излучением из среды.
В 1957 году причина свечения электронов была раскрыта отечественными физиками Ильей Михайловичем Франком и Игорем Евгеньевичем Таммом.
Дело в том, что электрон во время движения, своим электрическим полем поляризует атомы вещества вокруг себя. Возвращение поляризованного атома в первоначальное состояние сопровождается свечением.
Происходит такое явление, только если электроны движутся быстрее скорости света. То есть, облучая жидкость рентгеновскими лучами, мы получаем частицы, которые перемещаются быстрее, чем свет.
Нейтрино
В 2011 году группа европейских ученых разогнала субатомную частицу – нейтрино, до сверхсветовой скорости. Частицы выпускались в лаборатории в Италии, а ловились за 730 км в Швейцарии. Нейтрино преодолели это расстояние на 57 наносекунд быстрее света.
Этот эксперимент стал сенсацией, которая пошатнула фундамент теории относительности Эйнштейна. Согласно этой теории, частица имеющая массу, не может достичь световой скорости, а тем более превысить ее. В этом случае масса нейтрино увеличивается бесконечно. Время же поворачивается вспять.
Однако позднее эта сенсация была опровергнута. Оказалось, что во время эксперимента произошел технический сбой, из-за которого результаты оказались искажены.
Расширение вселенной
Так выглядит модель расширения Вселенной: с течением времени (слева направо) её размер лишь увеличивается
После Большого Взрыва Вселенная постоянно расширяется. Скорость этого расширения неуклонно увеличивается. Дальние галактики удаляются от нас все быстрее и быстрее. В возрасте одной секунды, Вселенная уже была размером 10 световых лет. Спустя год (86400 секунды) —уже 100000 световых лет.
Понятно, что она расширяется гораздо быстрее скорости света. Однако в этом случае быстрее света расширяется пространство космоса – вакуум, а не материальные объекты.
Как итог, можно с уверенностью сказать: догнать обогнать свет возможно! А вот превысить скорость света пока что не удалось никому.