Većina nas zna da je brzina svjetlosti oko 300.000 kilometara u sekundi. Sa druge strane, vrijeme je relativni kvantitet (količina) koje ponekad prolazi sporije, a ponekad brže, ovisno o gledištu promatrača i brzini.
Ovu činjenicu je opisao Albert Einstein u svojim slavnim teorijama relativnosti. On je također shvatio da vrijeme prestaje teći kada se dostigne brzina svjetlosti.
U ovom članku ćemo istražiti zašto je to tako i možemo li mi ljudi, na neki način, iskoristiti ovu osobinu vremena.
Veliko pitanje
Veliko pitanje ovog članka zapravo je jednostavno, zar ne? Može li vrijeme stati kada se postigne brzina svjetlosti?
Odgovor na ovo pitanje možemo sažeti u jednu rečenicu:
Na nivou svjetlosti vrijeme ne postoji za česticu svjetlosti; ili drugim riječima, za foton koji se očigledno kreće kroz prostor brzinom svjetlosti, vrijeme ne teče.
Dojam o vremenu javlja se samo na nivou posmatrača, odnosno mi ljudi doživljavamo prostor i vrijeme kao iluzije uma.
Ovo ne tvrde samo mistične škole. I veliki fizičar Albert Einstein je zaključio da Svemir nije istinski onakav kakvim ga smatramo.
U svim svojim promatranjima, vrijeme se zapravo pokazalo kao jedno od najčudnijih kvantiteta koje poznajemo, iako obično živimo s njim u svakodnevnom životu, ne razmišljajući previše o tome.
Relativnost vremena i brzina svjetlosti
Razmotrimo pažljivo tezu relativnosti vremena. Kada svjetlost putuje jednu sekundu, ta je sekunda prošla samo u percepciji promatrača.
S gledišta fotona, vrijeme ne prolazi. Osnovno pitanje je možemo li i mi ljudi doživjeti stvarni zastoj vremena kada postignemo brzinu svjetlosti u vozilu poput svemirskog broda.
Teoretski da, ali praktično postoje dvije prepreke.
Prvo, morali bismo postići brzinu od 300.000 kilometara u sekundi. Ako bismo nekako i uspjeli putovati brzinom svjetlosti, za nas bi vrijeme samo usporilo u usporedbi s okolinom.
Zašto vrijeme za nas ne bi u potpunosti stalo, je posljedica činjenice da svemirski brod i ljudsko tijelo nikada ne mogu dosegnuti osobine svjetlosti. Usprkos brzini svjetlosti, sile kao što su masa otpor materije i dalje su prisutne.
Drugi problem je da trenutno nije moguće ubrzati materiju na brzinu svjetlosti bez trošenja enormne količine energije koja se približava beskonačnosti.
Jednostavno rečeno, dostizanje brzine svjetlosti nije moguće korištenjem klasičnih fizičkih kvantiteta i mehaničkih pogona. Međutim, to ne znači da ljudi nikada neće putovati brzinom svjetlosti, ili čak brže.
Naučnici trenutno istražuju načine “savijanja” prostor-vremena i upotrebe negativne ili egzotične materije za postizanje ubrzanja putem manipulacije silama.
Da li svjetlost zaista ima brzinu?
Ako svjetlost zaista ima brzinu, tada na nivou fotona vrijeme ne prolazi, i mi ne možemo znati kako foton doživljava vrijeme ili da li uopće doživljava bilo šta.
Einstein je prije otprilike 100 godina otkrio da je brzina svjetlosti jedina konstantna, a ne relativna mjera u Svemiru.
Međutim, ponašanje svjetlosti u njenim najmanjim česticama ponovo je sve samo ne konstantno. Važan aspekt mjerenja brzine također je relativna, a ne konstantna mjera.
Brzina je udaljenost koju nešto, u ovom slučaju čestica svjetla, pređe u određenom vremenu u mjerljivom prostoru.
No, također nije isključeno da se brzina svjetlosti negdje u Svemiru može ponašati drugačije, čak i ako je Einstein smatrao da je brzina svjetlosti neosporna konstanta.
Kvantna fizika i fotoni, dokazuju da svjetlost nije konstantna na nivou mikrokosmosa malih čestica. Čini se da svjetlost nije fizički prisutna ni na određenom mjestu ni u određeno vrijeme.
To bi moglo podržati teorije da utisak o kretanju, prostoru i vremenu postoji samo u našem doživljaju.
Prema najnovijim saznanjima, prostor bi također mogao biti nešto poput ogromne holografske projekcije.
Fenomen dilatacije vremena
Sada ćemo istražiti fenomen dilatacije vremena pomoću zamišljenog eksperimenta. Trebamo jednostavan okvir za vremensku referencu. Zamislimo foton koji se odbija između dva horizontalna ogledala.
Budući da je brzina svjetlosti univerzalna konstanta, vrijeme koje prođe između dva odbijanja uvijek je konstantno. U ovom slučaju, jedno odbijanje je jedna vremenska jedinica. Sada prenesimo ovu sliku na svakodnevnu situaciju.
Zamislite osobu koja ide na ručak, pije kavu i jede roštilj. Njen odmor traje 100 vremenskih jedinica.
Istovremeno, astronauti NASA-e testiraju svemirsku letjelicu koja je već dostigla polovicu brzine svjetlosti.
I osoba na Zemlji i astronauti NASA-e imaju satove koji su usklađeni sa našim fotonskim satom, te stoga njihovi satovi imaju isto trajanje vremenskog intervala.
Astronauti nemaju osjećaj kretanja tokom leta, sjede u svojim stolicama i samo onda kada vide svijet kako prolazi pored njih, osjećaju da se kreću.
Iz tog gledišta, osoba na ručku projurila bi pored astronauta koji se odmaraju brzinom svjetlosti, iako sjedi mirno za stolom u restoranu.
Iz perspektive fizike relativnosti i vremena, nemoguće je reći koja od ove dvije perspektiva je ispravna.
Dilatacija vremena u fizici
Ako se osoba kreće brzinom svjetlosti, ne samo da će fotonima na njenom satu trebati duže vremena da “tik-takaju”, već će i fotoni u elektromagnetskim interakcijama njenog tijela prolaziti kroz to usporeno vrijeme.
Iz perspektive astronauta u svemirskoj letjelici, osoba na Zemlji bi se činila kao da se njena ruka polako kreće prema ustima, a njezino srce kucalo bi usporeno.
Čak bi se i dioba stanica odvijala drugačije. Ako brzina svemirske letjelice poraste do brzine svjetlosti, ovo bi usporavanje vremena bilo toliko veliko da bi otkucaji srca i disanje osobe na Zemlji praktički došli do potpunog zaustavljanja.
Vrijeme i slijed događaja na Zemlji i dalje bi se nastavili normalno, a sljedećeg dana osoba sa Zemlje bi ponovo sjedila na ručku tačno 100 vremenskih jedinica.
Međutim, iz perspektive svemirske letjelice, ovaj fenomen znači da bi osoba na Zemlji brže starija od astronauta
Nastavak istraživanja
Trenutno naučnici još uvijek nisu sigurni kako bi fenomen vremenske dilatacije uticao na astronaute tokom dugih svemirskih putovanja, ili možda nismo pravilno razumjeli dimenziju vremena.
Između ostalog, naučnici trenutno rade na usporavanju svjetla do te mjere da više ne putuje brzinom svjetlosti.
Na Imperial Collegeu u Londonu, tvrdi se da je to već postignuto, gdje su naučnici uspjeli usporiti brzinu svjetlosti na samo 20 metara u sekundi.
No, ako sada uzmemo u obzir da svjetlo vjerojatno ne poznaje ni vrijeme ni prostor, i ako uspijemo usporiti svjetlo do te mjere da gotovo odgovara našoj brzini, možda bismo mogli izgraditi svjetlosne portale koji bi nam omogućili putovanje kroz vrijeme i prostor. Zvuči uzbudljivo, zar ne?
Što vi mislite o svjetlosti i njenim mogućnostima. Smatrate li da ona može biti ključ za razumijevanje Svemira ili čak za putovanje unutar Kosmosa? Pišite nam u komentarima.
