Физики впервые увидели, как будет выглядеть объект на скорости света | Live Science
Ученые впервые смоделировали, как будут выглядеть объекты, которые двигаются почти со скоростью света. Физики создали оптическую иллюзию, известную как эффект Террелла-Пенроуза.
Related video
С помощью чрезвычайно быстрых лазеров и специальной камеры физики создали оптическую иллюзию, которая, казалось бы, противоречит специальной теории относительности Эйнштейна. Исследование опубликовано в журнале Communications Physics, пишет Live Science.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
Одним из следствий специальной теории относительности Эйнштейна является то, что объекты, которые двигаются почти со скоростью света должны казаться более короткими, чем есть на самом деле. Это явление известно как Лоренцево сокращение и его косвенно подтвердили во время экспериментов на ускорителях частиц.
В 1959 году математик Роджер Пенроуз и физик Джеймс Террелл предсказали, что наблюдатель с камерой на самом деле вообще не увидит укороченный объект. Поскольку свету от разных частей объекта требуется разное время, чтобы достичь камеры, объект будет казаться повернутым. Эту иллюзию, известную как эффект Террелла-Пенроуза физики впервые воссоздали в лабораторных условиях.
Физики использовали сверхбыстрые лазеры и камеры для получения изображений куба и сферы, которые «двигаются» почти со скоростью света. В результате были получены изображения повернутых объектов, что доказывает правильность предсказаний Террелла и Пенроуза.
Сейчас переместить любой объект со скоростью света или почти с этой скоростью невозможно. По словам ученых, согласно теории Эйнштейна, чем быстрее движется объект, тем больше увеличивается его эффективная масса. По мере приближения к скорости света необходимая для движения энергия значительно возрастает. Поэтому потребовалось бы огромное количество энергии, которую ученые не могли создать.
Поэтому физики решили имитировать движение объектов на скорости света. Они взяли куб со стороной около 1 метра. Затем они направили на куб лазеры, каждый длительностью всего 300 пикосекунд, или примерно одной десятой миллиардной секунды. После этого ученые улавливали отраженный свет камерой с затвором, которая открывалась только на мгновение и каждый раз создавала тонкий «срез».
После каждого среза физики перемещали куб вперед примерно на 4,8 см. Именно такое расстояние он бы прошел, если бы двигался со скоростью, составляющей 80% скорости света, за время задержки между лазерными импульсами. Затем физики сложили все эти срезы в снимок куба в движении. По словам ученых, кажется, что куб двигается почти со скоростью света, но на самом деле он неподвижен.
Затем то же самое физики сделали со сферой, которую перемещали на 6 см, чтобы имитировать ее движение со скоростью в 99,9% скорости света. При совмещении срезов куб казался повернутым, а сфера выглядела так, будто можно было заглянуть за ее грани. Таким образом ученые получили оптическую иллюзию.
По словам ученых, эффект Террелла-Пенроуза не противоречит специальной теории относительности Эйнштейна. Быстро движущийся объект становится короче вдоль направления своего движения, но камера не фиксирует этого напрямую. Поскольку свету сзади требуется больше времени, чтобы дойти к камере, чем свету спереди, снимок смещается таким образом, что объект кажется повернутым.
Как уже писал Фокус, химики впервые напрямую увидели необычную фазу воды, когда та одновременно является твердой и жидкой.
Также Фокус писал о том, сколько звезд в Млечном Пути и во Вселенной. Определить общее количество звезд в нашей галактика является не очень легкой задачей. Еще больше все усложняется, если речь идет о количестве звезд в наблюдаемой Вселенной. Тем не менее астрономы имеют примерное понимание, сколько же звезд находится Млечном Пути и в известной нам Вселенной.
