Сразу обозначим: наши объяснения не ориентированы на тех, кто с физикой на «ты», они и так все прекрасно знают. Наша цель — рассказать простым языком, возможно ли такое и если нет, то почему. В дальнейшем мы продолжим информировать вас о простых, казалось бы, вещах, которые на деле таковыми не являются.

Вернемся к фарам на скорости света

Физики, услышав вопрос «Будут ли светить фары на скорости света?», чаще апеллируют к тому, что ответа он не имеет, так как носит чисто теоретический или гипотетический характер. Точнее, ответ будет таким же неопределенным, как и предположение о возможности перемещения имеющего массу объекта со скоростью света или близкой к ней, да еще и с включенным источником света. Дальнейшие попытки получить ответ под пытками также упираются в стену: появляются рассуждения о двухмерном пространстве, рождении парадоксов, сыпятся сложные формулы, в сравнении с которыми E = mc² покажется цветочками.

Итак, обладающий массой объект разогнать до скорости света нельзя, так как для этого потребуется бесконечное количество энергии (скорость света в вакууме, напомним, всегда равняется 299 792 458 м/с). А так как обладающий массой объект разогнать до скорости света нельзя, остается вариант превратиться в фотоны, которым подобные ограничения нипочем: они и есть свет.

«Эксперимент»

Важно понимать, что скорость света постоянна в вакууме. Но, например, при прохождении через среду с более низкой «прозрачностью» она меняется: в тумане, воде, стекле, кристаллах и так далее. Причина заключается в том, что несущимся на полной скорости фотонам приходится проделывать более протяженный путь, лавируя между атомами и то и дело «преломляясь».

Так что возьмем ВАЗ-2101, лишим его массы, отправим в вакуум и разгоним до околосветовой скорости. «Контрольный» ВАЗ-2103 оставим недвижимым и включим фары в обеих машинах. Сами останемся чуть поодаль и будем наблюдать.

Относительно водителей скорость распространения света их авто составит 300 тыс. км/с — что для летящего ВАЗ-2101, что для покоящегося ВАЗ-2103. Логично. А что для нас? Наверное, для стороннего наблюдателя скорость света из фар стремительного ВАЗ-2101 составит чуть менее 600 тыс. км/с? Здесь начинаются странности.

Для нас скорость света от летящей машины и от покоящейся на месте будет составлять одну и ту же величину — 300 тыс. км/с.

Здесь стоит упомянуть, что при возрастании скорости перемещения меняется и скорость течения времени: это два связанных аспекта. Для водителя, выглянувшего из окна несущегося на околосветовой скорости авто, его расслабленный коллега, чешущий нос, покажется засыпающим ленивцем (однако себя он будет воспринимать так же, как и раньше). Считается, что изменится и восприятие объема: покоящийся предмет окажется у́же для перемещающегося наблюдателя, и наоборот (при этом чем выше скорость, тем очевиднее феномен). Все это справедливо и для нашего обычного мира, просто изменения незаметны и для «эксперимента» в целом не важны.

Скорость света постоянна и не суммируется при увеличении скорости движения источника света.

То есть секунда для покоящегося автомобиля «длиннее», чем секунда для автомобиля, перемещающегося со скоростью, близкой к скорости света, — для стороннего наблюдателя. А бортовые атомные часы автомобилей после остановки обоих отсчитают все ту же секунду (но двигавшемуся на околосветовой скорости придется вернуться в прошлое…). При этом свет, излучаемый обоими автомобилями, для стороннего наблюдателя пройдет за любой произвольный промежуток времени одинаковое расстояние, ведь скорость света — это константа.

Если вы считаете, что свет перемещается невероятно быстро, это будет справедливо в масштабах Земли и, может, ее ближайшего окружения. Если же увеличить масштабы, оказывается, что свет еле ползет:

И вот наконец ВАЗ-2101 разогнался до скорости света, догнав заниженную «Приору», и поморгал фарами: мол, уступи. Однако и «Лада», и «копейка» теперь перемещаются на одной скорости — скорости света, которую преодолеть не могут. Точно так же не может преодолеть ее и свет. В итоге оба водителя двигаются в полной темноте. К тому же для них остановилось или как минимум бесконечно замедлилось время — для стороннего наблюдателя пройдет тысяча лет, а не имеющие массы «Жигули» останутся прежними.

Так будут ли светить фары на скорости света? Ответ: нет, не будут. Хотя правильнее сказать так: фотоны застынут, и света мы не увидим.

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро

Перепечатка текста и фотографий Onlíner без разрешения редакции запрещена. ng@onliner.by