Згідно спеціальної теорії відносності, швидкість світла є фундаментальною постійною, вона не залежить від того чи рухається джерело світла або знаходиться в стані спокою і становить 299 792 458 м / с, але зазвичай це число округлюють до 300 000 км / с.
Але звідки відомо, що швидкість світла саме така? Чому б їй не бути більше або менше?
Спостереження Ремера за супутниками Юпітера. Джерело: wikipedia.org
Вперше швидкість світла була виміряна датським астрономом Олафом Ремер. У 1666-1668 роках він проводив спостереження за супутниками Юпітера і помітив закономірності, які можна було пояснити тільки кінцівкою швидкості світла, а в той час швидкість світла вважалася нескінченно великою. Трохи пізніше, в 1672-1675 роках, Ремер, працюючи у Франції разом з Кассіні, зауважив, що коли Земля і Юпітер зближуються, час між затемненнями супутників Юпітера зменшується, а коли планети віддаляються, навпаки, збільшується.
На основі цього Ремер і Кассіні розрахували швидкість світла і отримали значення: 135 000 км / с і 220 000 км / с відповідно. Незважаючи на істотну погрішність, результат вражає, адже в той час у астрономів були досить примітивні інструменти і, відповідно, дані про відстані між об’єктами. (Саме через це така велика різниця між обчисленнями Ремера і Кассіні)
З тих пір швидкість світла багато разів уточнювалася завдяки вдосконаленню вимірювальних пристроїв і, за сучасними даними, вона становить 299792,458 км / с.
Поділ світла в призмі. Джерело: wikipedia.org
У 19-му столітті Джеймсу Максвеллу вдалося довести, що світло – це електромагнітна хвиля. Він вивів систему рівнянь, яка описує поведінку стаціонарних зарядів, що знаходяться в русі, і електричних струмів, а також об’єднують електродинаміку і магнетизм. Зараз ці рівняння називають рівняннями Максвелла.
Рівняння Максвелла вибиті на підніжжі пам’ятника Джеймсу Максвеллу. Джерело: wikipedia.org
Система має кілька можливих рішень і одне з них це електричне та магнітне поля – електромагнітні хвилі., що коливаються, збігаються по фазі і перпендикулярні між собою. Максвелл розрахував швидкість їх поширення і отримав приблизно 300 000 км / с, тобто вже відому на той час швидкість світла!
Хиткі, взаємно перпендикулярні, що збігаються по фазі електромагнітні поля. Джерело: wikipedia.org
З тих пір ця швидкість спливала в різних сферах фізики:
Швидкість світла є однією з фундаментальних постійних нашого Всесвіту, на основі якої будуються багато інших постійних. Якби швидкість світла була більшою або меншою, то атоми могли б і не утворитися, а значить не з’явилися б галактики, зірки, планети і, врешті-решт, розумне життя, яка може замислюватися про швидкість світла.
Прихильники креаціонізму вважають це доказом розумного задуму, що вищий розум присвоїв фундаментальним постійним саме ті значення, які необхідні для існування всесвіту і появи розумного життя. Але креаціонізм не є єдиним можливим і, тим більше, найімовірнішим поясненням того, чому постійні мають саме відомі нам значення.
Більшість вчених дотримуються антропного принципу, який говорить, що ми бачимо всесвіт таким, яким він є тому, що саме такий збіг постійних дав початок розумного життя, а були б їх значення іншими і нас би просто не існувало і ніхто б не замислювався над цими питаннями.
Джерело: livescience.com
Відповідно до теорії мультивсесвіту: кожен раз коли народжується якийсь всесвіт, він набуває певного набору фундаментальних постійних і в залежності від того, які значення він придбає, всесвіт може тут же зникнути, розірватися або продовжити жити в тій чи іншій формі і там просто може не бути того, хто б задавав схожі питання.
Рассказываем, что изменится для части украинцев уже меньше чем через две недели. Один из видов…
Розповідаємо, що зміниться для частини українців вже менше ніж за два тижні. Один з видів…
Представьте, вы подключили к смартфону зарядное устройство, но гаджет не заряжается. Что будете делать в…
Уявіть, ви підключили до смартфона зарядний пристрій, але гаджет не заряджається. Що робитимете в першу…
Украинцам объяснили, почему не стоит встраивать микроволновую печь в шкаф. Популярное дизайнерское решение может создать…
Українцям пояснили, чому не варто вбудовувати мікрохвильову піч в шафу. Популярне дизайнерське рішення може створити…