Почему Свет Распространяется Со Скоростью Света?

(Примечание от переулка - см.

комментарий от переулка в конце поста) Почему свет распространяется со скоростью света? Почему он просто не стоит на месте? Что приводит его в движение (особенно такое быстрое)?

Все и везде, просто по факту своего существования, «движется» со скоростью света (что, собственно, не имеет к свету никакого отношения).

Да, это относится и к вам.

Прямо сейчас.

Люди обычно воспринимают «вселенную» как «пространство», нечто отдельное от «времени», и, честно говоря, они ошибаются.

Пространство и время не являются отдельными сущностями.

Вселенная состоит из «пространства-времени», именно так, без пространства.

Вы, наверное, привыкли, что «год» — единица времени, а «световой год» — единица расстояния, то есть это разные вещи; но с точки зрения физика это абсолютно одно и то же (ну, конечно, смотря какой физикой вы занимаетесь).

В нашей повседневной жизни мы исходим из того, что движение – это определенное расстояние (пространство), пройденное за определенное время.

Однако если мы решим, что это одно и то же, наше определение движения вдруг станет полной чепухой.

«Я прохожу километр на каждый пройденный километр» — кошмар какой-то! Оказывается, все так и работает – все во Вселенной «путешествует» в пространстве-времени с постоянной «скоростью», которую я в дальнейшем буду для краткости обозначать с.

Помните, что «движение» в пространстве-времени не имеет значения, поэтому ничто не может быть «быстрее» или «медленнее», чем что-либо еще.

Все вокруг идет километр за километром, вот так.

Однако мы своими глазами видим, что разные вещи вокруг нас имеют разную скорость.

Причиной этому является тот удивительный факт, что пространство и время ортогональны (этим красивым словом я пытаюсь сказать «под прямым углом друг к другу»).

Например, в том же смысле север и восток ортогональны (перпендикулярны) — вы можете сколько угодно идти ровно на север, и это никак не повлияет на ваше движение на восток или запад. Точно так же, как вы можете двигаться на север, не двигаясь на восток, вы можете двигаться во времени, не перемещаясь в пространстве.

Но что еще круче, так это то, что вы можете перемещаться в пространстве так, что это никак не влияет на ваше «положение» во времени.

Я думаю, что вы сейчас (как и я) сидите и смотрите в экран.

Это означает, что вы на самом деле не путешествуете в космосе.

А поскольку вы должны путешествовать в пространстве-времени с постоянной скоростью c, это означает, что все ваше «движение» тратится в направлении времени.

Кстати, именно поэтому происходит знаменитое замедление времени.

Объект, который движется очень быстро (относительно вас), движется в пространстве, но поскольку он также движется в пространстве-времени с постоянной скоростью c, он должен двигаться медленнее во времени, чтобы компенсировать это (опять же с вашей точки зрения).

Еще более удивительно то, что свет вообще не путешествует во времени.

Это немного сложно объяснить, но, короче говоря, это связано с тем, что у него нет массы.

То, что не движется в пространстве, но имеет массу, может обладать энергией.

В этом смысл формулы E = mc^2. Свет не имеет массы, но определенно обладает энергией.

Если мы применим массу света к E = mc^2, мы получим 0, что бессмысленно, поскольку свет обладает энергией.

Поэтому свет никогда не может быть неподвижным.

Более того! Свет никогда не бывает неподвижным относительно чего-либо.

Поскольку, как и все во Вселенной, оно движется в пространстве-времени со скоростью c, то вся эта «скорость пространства-времени» должна быть в «направлении» пространства, и для времени ничего не остается.

Итак, свет движется со скоростью c. Не случайно эту скорость часто определяют как «скорость света в вакууме».

По сути, это скорость, с которой движется все и везде.

Так уж получилось, что свет движется с такой скоростью именно в пространстве, поскольку у него нет массы.

Кстати, здесь вы можете ответить еще на один часто задаваемый вопрос – почему ничто не может двигаться быстрее света и почему «материальные» вещи (имеющие массу) не могут двигаться со скоростью света.

Поскольку все «движется» в пространстве-времени с постоянной скоростью c, ничто не может преодолеть эту скорость в пространстве.

И нет, путешествие во времени не поможет. Кроме того, поскольку объекты с массой могут быть «стационарными» относительно чего-либо (например, самих себя), им всегда приходится хотя бы немного перемещаться во времени.

Это означает, что они не могут перемещаться в пространстве со скоростью света.

Тогда им пришлось бы двигаться в пространстве-времени быстрее скорости c, что невозможно.

Итак, если свет движется не во времени, а только в пространстве, почему он не движется мгновенно? Ведь мы точно знаем, что свету требуется некоторое время, чтобы пройти путь от Солнца до Земли.

Очень сложно (если вообще возможно) адекватно описать течение пространства и времени с точки зрения фотона.

Можно сказать, что фотоны не «чувствуют» время, хотя это и прозвучит странно.

Хотя нам не нужно слишком беспокоиться об их чувствах.

Свету требуется некоторое время, чтобы переместиться из одного места в другое, поскольку его скорость конечна относительно любого, кто его наблюдает. Не пытайтесь представить себе «то, что видит свет вокруг вас», мы можем лишь представить себе «то, что видит тот, кто видит свет».

Мы не можем (по крайней мере, на данном этапе развития) обсуждать, как свет «воспринимает» мир; это, скорее всего, вообще не имеет смысла.

(Примечание пер.

- Не могу устоять перед искушением представить себя фотоном.

Получается, что фотон с точки зрения самого себя улетает от Солнца и прилетает на Землю в один и тот же момент времени.

И вообще всё в один момент времени, потому что времени - совсем нет).

Немного глупый вопрос, но означает ли все это, что если что-то движется в пространстве, оно будет стареть медленнее, потому что его движение в пространстве-времени будет медленнее относительно всего вокруг? Да, точно! Поздравляем, теперь вы понимаете, что такое замедление времени.

Очень верное замечание по поводу «относительно всего вокруг».

Неужели нам не удалось остановить свет в кристаллах и все такое? Нам удалось запустить фотон внутрь специального кристалла, который его поглотил.

Сделав это, кристалл особым образом вибрирует, кодируя информацию о фотоне (цвет и все такое).

Через некоторое время кристалл испускает новый фотон, обладающий теми же свойствами, что и ранее поглощенный, поскольку вибрации «хранили» эти свойства.

Нигде за это время мы не остановили фотон.

Грубо говоря, мы его убили, а потом клонировали.

Это важное открытие, например, позволяет нам использовать оптику в ИТ.

Мы прекрасно умеем передавать информацию с помощью света, но не сможем сохранить эту информацию, если не потратим время на ее преобразование в электричество.

Примечание переводчика.
Вы только что прочитали (или пропустили) перевод этот пост на реддите , точнее, отзывы пользователей корпускула634 .
Однако находясь очень далеко от темы поста (я дизайнер), я просто не мог не поделиться этим текстом с хабра-сообществом.
Соответственно, здесь я должен соблюсти необходимые формальности, такие как: написать об ошибках в личном сообщении, перевод любительский, мопед не мой и все такое.
Если, как и я, этот пост вызвал «мощный момент лампочки» и вы хотите продолжить, вот еще из математики — Визуальное, интуитивное руководство по мнимым числам Да пребудет с вами пространство-время!

Теги: #Популярная наука #физика #теги всё равно никто не читает #скорость света #неизвестная летающая хрень #невероятно, но факт