Галактика + Скорость света

Скорость света в вакууме — это абсолютный космический предел скорости. Ничто не может двигаться быстрее, чем 3,0 x 108 метров в секунду (точнее, 299 792 458 м/с или 1 079 252 848,8 км/ч).

Согласно законам физики, когда мы приближаемся к скорости света, мы должны выделять все больше и больше энергии, чтобы заставить объект двигаться. Чтобы достичь скорости света, вам понадобится бесконечное количество энергии, а это невозможно!

Возможно, вы слышали, что объект, движущийся со скоростью света, приобретает бесконечную массу. Но это не совсем так. На самом деле объект не набирает физическую массу, но ведет себя так же, как будто приобретает.

Например, если человек весом 65 кг путешествует со скоростью 50% скорости света, он будет вести себя так, как если бы его масса составляла 87 кг. На 90% он будет вести себя так, как если бы он весил 172 кг.

Итак, если масса не может двигаться со скоростью света, как же может двигаться свет? Свет состоит из фотонов (кварков света), которые являются безмассовыми частицами и поэтому им не требуется энергия для движения.

Если для перемещения световых частиц не требуется никаких усилий, почему фотоны не могут двигаться быстрее скорости света?

Замедление времени. Время замедляется, когда вы приближаетесь к скорости света, а когда вы ее достигаете, время останавливается.

Для фотона нет времени, для него все происходит мгновенно. Пытаться заставить фотон двигаться быстрее скорости света — все равно что остановить машину и потом заставить ее ехать еще медленнее. Это невозможно!

В повседневной жизни замедление времени влияет на нас постоянно, но его влияние настолько незначительно, что мы не можем его увидеть. Согласно теории относительности, «движущиеся часы идут медленно».

Это означает, что если вы сбросите часы со скалы, время, которое они покажут, будет немного отстать от часов, которые не были сброшены со скалы. Так обстоит дело со всеми часами, механическими и биологическими.

На самом деле вы стареете медленнее на высоких скоростях, но вам придется путешествовать довольно быстро, чтобы заметить большую разницу.

Например, тот, кто был на международной космической станции в течение 6 месяцев, будет старше на 0,005 секунды, чем тот, кто жил на Земле. МКС облетает Землю каждые 90 минут, но ее скорость всего лишь 0,003% скорости света. Если бы вы путешествовали на космическом корабле со скоростью 99% от скорости света всего несколько минут, для ваших друзей на Земле прошли бы десятилетия.

Если бы мы могли видеть, что происходит, человек, движущийся к вам со скоростью света, казался бы синим, поскольку световые волны, которые отражаются от него и попадают в ваш глаз, сжимались бы и уплотнялись вместе, что делало длину волны короче. Это так называемое синее смещение.

Точно так же, если бы человек удалялся от вас, световые волны растягивались бы, увеличивая длину волны, и он казался бы красными, и это называется красным смещением. Для человека, путешествующего со скоростью света, все перед ним будет сжиматься в нечто, похожее на размытый туннель, внешнее кольцо туннеля будет красным, а внутреннее — синим.

Все дело в том, что фотон не разгоняется до скорости света. Скорее, фотон уже движется со скоростью света, когда он появляется. Это не похоже на то, как фотон мгновенно перескакивает с нулевой скорости на световую.

Скорее, фотон всегда движется с момента своего создания. Если вы думаете о фотоне как о твердом шарике, то вы вправе считать абсурдным, что он уже мог лететь с высокой скоростью в момент своего создания. Например, прежде чем шарик из пластилина сможет полететь, вы должны сначала слепить шар, а затем бросить его, чтобы он набрал скорость.

Ключ в том, что фотон — нетрадиционная частица. Скорее это квантовый объект, который отчасти является волной, а отчасти частицей. Когда создается фотон, он действует в основном как волна, и волны без проблем движутся с определенной скоростью с момента их создания.

Например, подвигайте рукой вверх и вниз по неподвижной поверхности пруда, и вы создадите водные волны, которые будут колебаться от вашей руки. Волны на воде не начинаются неподвижно, а затем медленно набирают скорость по мере удаления. Волны на воде уже движутся со своей номинальной скоростью в тот момент, когда вы начинаете их создавать. Так ведут себя волны.

Волны возникают из-за того, что деформация в материальной среде или в полевой среде заставляет среду возвращаться к состоянию равновесия, но она выходит за пределы этого состояния и, следовательно, в конечном итоге колеблется взад и вперед, все время приводя соседние области в одно и то же движение.

Следовательно, скорость волны определяется способностью среды отскочить назад, а не внешним воздействием, толкающим волну, чтобы разогнать ее до различных скоростей. Если сильнее воздействовать на среду, то гребни волн становятся выше.

Однако это не заставит волну двигаться в космосе быстрее. Если среда постоянна в области пространства и на всех частотах движения, то скорость волны будет постоянной в этой области. В области однородной среды волна не может ускоряться. Следовательно, если волна создается в такой области, она должна создаваться со скоростью волны в этой области.

Это не просто квантовая концепция. Это применимо ко всем волнам, от сейсмических волн, океанских волн и звуковых волн. Некоторые люди говорят, что причина, по которой фотон движется со скоростью света в момент своего создания, заключается в том, что он является безмассовой частицей и, следовательно, всегда должен двигаться со скоростью света.

Хотя верно, что фотон не имеет массы и поэтому всегда движется со скоростью света во всех системах отсчета, это не является причиной того, что он создается уже со скоростью. Причина просто в том, что это волна.

Другие квантовые объекты, такие как электрон, имеют массу, и у них нет проблем с созданием на некоторой ненулевой скорости без необходимости разгоняться до этой скорости. Все квантовые объекты частично являются волнами и поэтому могут иметь определенную скорость в момент своего создания.

Например, свободный нейтрон в конечном итоге распадается на протон и при этом создает электрон и антинейтрино. Этот распад многократно наблюдался экспериментально. Электрон, который создается в этом процессе, улетает с определенной скоростью, которую он имеет в момент своего создания, без какого-либо ускорения. Электрон может это сделать, даже если он имеет массу, потому что он обладает волнообразными свойствами.

Для одного это место, где заканчивается луч света от фонарика, встретившегося со стеной. Для другого, это пропасть или обрыв, которой он достиг путешествуя по миру и пути дальше нет, только прыжок в бездну и скорее всего она бездонная.

Рискнём предположить, что "свет" и "край", больше напоминает нашу галактику Млечный путь. Там много света и там есть края. Она напоминает блюдце и это не сложно представить.

Галактика Млечный путь. Видны спирали и перемычка.

Красота....., свет есть, теперь нужно определить края. Млечный путь - это спиральная галактика по очевидным визуальным причинам, и с перемычкой в центре. Другими словами, там где заканчиваются спирали....., и есть края.

Мы, земляне вместе со всей нашей солнечной системой находимся между центром и краем галактики и выглядит это так.

Мы не в центре и не на окраине.

Теперь, мы знаем где мы, в какой стороне ближайший край и понимаем что свет никто не выключит.

Приступаем к планированию путешествия на край света.

Расстояние от края до противоположного края нашей галактики 100 000 световых лет. А так как мы находимся между центром и краем, то расстояние до края примерно 25 000 световых лет.

Приступаем к понятию "световой год". Но начнём для начала с секунды - световой секунды. Световая секунда - это расстояние, которое луч света проходит за секунду и она равна 300 000 километрам. Если для понимания упростить, то получится следующее - если преломить луч света вокруг земли, то получится 7,5 оборотов за секунду. Одной секунды достаточно, чтобы обогнуть землю 7,5 раз. А тут ещё световой год.

Если год не високосный, то в году почти тридцать два миллиона секунд, а точнее - 31 536 000. Становится интересно и понятно, что уже сложно осознать расстояние, которое луч света пройдёт за год.

Немного упростим.

Для путешествия на край света (галактики), нам предстоит преодолеть расстояние в 25 000 световых лет и это всего лишь четвёртая часть диаметра галактики. Нам не хочется тратить много времени на путешествие и мы хотим увидеть этот самый загадочный край света как можно быстрее и изобретаем космический корабль, который может развивать скорость света. Так же у нас возобновляемый источник энергии для всего, безграничное количество еды и всего, что позволит нам находится в корабле в сознании или как минимум продолжать существовать. Допустим нас шестеро и четверых сразу отправляем в гиперсон. Далее кораблём управляют двое, мужчина и женщина.

Протираем фары, антенны, заряжаем фотоаппарат, кусаем бутерброд и стартуем.

Сколько же нам лететь? Для понимания не нужен калькулятор, так как речь идёт о световых годах.

У нас самый быстрый космический корабль в истории человечества, и мы рассекаем пространство со скоростью 300 000 километров в секунду. За год мы преодолеем расстояние равное одному световому году, а у нас их 25 000.

При идеальных условиях, даже если все члены команды, их дети, внуки и потомки будут жить по 100 лет и рожать детей в 30 лет, в одном веке найдется место трём поколениям, готовым к управлению кораблём. То есть отцу, сыну и внуку.

Со временем всё просто - скорость у нас одна, и расстояние 25 000 световых лет. Значит лететь нам и нашим потомкам на край света двадцать пять тысяч лет. А закончит это путешествие ваш 750-й правнук или правнучка.

За это время, на земле станет обыденностью отпуск на марсе, искусственный интеллект решит вопрос с переработкой мусора и создаст машину времени, позволяющую путешествовать на край света за секунды))).

Дзен: https://dzen.ru/magnitus

гравитационное взаимодействие распространяется со скоростью света .

Следовательно, если бы Солнце внезапно исчезло, Земля продолжала бы вращаться вокруг точки, в которой оно находилось, в течение ещё 8 минут 20 секунд, пока информация об изменении в гравитационном поле не дошла бы до планеты.

В нашей галактике Млечный Путь сотни миллиардов звёзд, они закручены в спираль, и внешне это напоминает некий водоворот: длинные многосоставные рукава тянутся от галактического центра и простираются вокруг него. Как объясняют учёные, сердцевина галактики и окружающие её звёзды вращаются вокруг общего центра масс. Иногда его ещё называют центром притяжения, и, возможно, так более понятно.

Мы, то есть Солнечная система, находимся на расстоянии 25 тысяч световых лет от центра (это примерно половина радиуса галактики) в маленьком, непримечательном, второстепенном рукаве Ориона. Он расположен таким образом, что с Земли частично прослеживается в окрестностях созвездия Ориона, поэтому так и называется.

И как и все остальные космические семейства, мы вращаемся как бы вокруг центра галактики, но на самом деле вокруг этого единого центра притяжения. Вращаемся со скоростью примерно 230 километров в секунду. То есть с нашей точки зрения всё в космосе кажется неподвижным, а на самом деле Солнце вместе со всеми своими планетами ежесекундно преодолевает две сотни километров по своей орбите. За 240 миллионов лет Солнечная система делает полный оборот. И это абсолютно нормальная, спокойная скорость. Есть, к примеру, звёзды, которые движутся и вдвое быстрее — километров 500 в секунду. И это считается приблизительным пределом "нормальности" для скорости звезды, потому что при ещё более быстром движении она уже просто становится способна разорвать оковы притяжения галактики и вылетает прочь. Так вот, именно такие уникумы всё чаще обнаруживаются в Млечном Пути.

Самый яркий пример — объект S5-HVS1 в созвездии Журавля. Учёные измерили его скорость и обнаружили, что она составляет 1755 километров в секунду. Это уже нечто совершенно немыслимое. Такая "пуля" в галактике долго не удержится. Просто для сопоставления: 300 тысяч километров в секунду — это скорость света. И подобных турбозвёзд обнаружили уже порядка нескольких десятков. Более того, сложилось представление, что на самом деле их в нашей галактике тысячи и все они могут "падать" в пространстве с невероятной скоростью.

Учёные полагают, что это именно звёзды, притом довольно массивные и пожилые, готовые вот-вот взорваться сверхновыми. Скажем, та же S5-HVS1, по данным измерений, вдвое с лишним тяжелее Солнца. Спрашивается, как при таком, простите, весе и в таком возрасте можно развивать подобную спринтерскую скорость?

Одна из версий — это так называемый гравитационный манёвр: очень и очень массивный объект своей гравитацией сильно разгоняет сравнительно маленькое тело при нужном взаимном расположении. Этим трюком активно пользуются при запусках в космос межпланетных станций: аппараты ускоряются при пролётах, скажем, мимо Венеры или Юпитера. И в данном случае, по мнению астрофизиков, в роли такого мощного разгонщика для звезды выступает сам центр нашей галактики, в котором находится сверхмассивная чёрная дыра. Напомним, в ней заключена материя, которой хватит на четыре миллиона Солнц.

Другой вариант: эти звёзды когда-то были не одиночками, а находились в двойных системах, и напарник взорвался сверхновой. Напомним, взрыв сверхновой — это эффектный сброс оболочки состарившейся, "перегоревшей" звезды. Есть мнение, что энергия этого сброса отталкивает звезду-партнёршу и отправляет её в последнее путешествие с сумасшедшей скоростью. Уликой в пользу этого считают как раз преклонный возраст этих супербыстрых звёзд, потому что, как правило, в двойных системах обретаются ровесницы. Они родились одновременно из одного и того же протозвёздного облака, прожили вдвоём долго и счастливо, но необязательно умирают строго в один день. По расчётам учёных, многие потерявшие сестёр и мчащиеся неизвестно куда одинокие спринтеры "умирают", то есть взрываются сверхновыми, во время своей гонки, поэтому среди них, по логике, должно быть много нейтронных звёзд и чёрных дыр: и нейтронные звёзды, и чёрные дыры (звёздной массы), и белые карлики — это бывшие ядра звёзд, которые после взрыва сверхновой остались без мантии и схлопнулись.

И ещё такой любопытный факт: практически все эти активно скоростные летуны обнаруживаются в окрестностях созвездий Льва и Секстанта. Подозрительным совпадением астрономы считают то, что в южном созвездии Золотой Рыбы имеется Большое Магелланово Облако, и если представить, что космические гонщики являются оттуда, то по траектории выходит, что появятся они действительно в районе Льва и Секстанта. Большое Магелланово Облако — это карликовая галактика – спутник Млечного Пути, они гравитационно связаны, и, по прогнозам, однажды наша галактика это "облако" проглотит. Так вот, эта галактика маленькая, в десять раз меньше нашей по массе, всего пять миллиардов звёзд. И поэтому, по идее, выбраться из-под её гравитации гораздо легче, чем сбежать из такого внушительного мегаполиса, как Млечный Путь. Так что есть соображения, что сверхбыстрые звёзды могли и прилететь к нам из соседней галактики. Только надо разобраться, что всё-таки их сюда забросило: гравитация галактического центра (у Большого Магелланова Облака тоже подозревают в середине чёрную дыру) или взрывы звёзд-напарниц.

Адель Романенкова

Для тех, кто желает стать космическим пиратом и поохотиться за вселенскими сокровищами, на своей карте следует поставить особую отметку: 55 Cancri e – алмазная планета, лететь до которой придётся 40 лет со скоростью света.

В 2021 году астрономы открыли объект, который назвали 55 Cancri e — это скалистая планета, она в два раза больше Земли и в восемь раз тяжелее. Ее классифицировали как суперземлю. 55 Cancri e вращается вокруг своей звезды всего за 18 часов.

55 Cancri e как минимум на треть состоит из алмазов, причём, из таких, которые мы постоянно добываем на Земле. Вращается она вокруг звезды, похожей на наше Солнце, вот только добывать алмазы будет здесь очень тяжело – средняя температура на её поверхности около 1600 С!