世界

エネルギーを失うことなく、光はどのように宇宙を越えますか？

サンディエゴでの静かな夜、望遠鏡は地球から離れた不採算の銀河に向かっていました。物語の天文学者であり語り手であり、最初の写真が彼のタブレットに登場し、彼の妻とその瞬間を共有しました、 クリスティーナ。写真の主題は銀河でした ピンホイール、約1兆個の星を持つ印象的なスパイラルフォーメーション。彼の光が必要でした 2500万年 地球に到達するために、覆う 150 500万マイル。 写真を観察しているクリスティーナは、シンプルだがよく見られた質問をしました： 「こんなに長い旅の後、光が疲れませんか？」 光の性質についてのより深い議論につながった質問。 ナレーターは、光のない電磁放射の一形態であり、質量のない電磁放射の一形態であり、真空中の最高速度で移動できるようにします。 毎秒300,000キロメートル。それがどれほど速く動いているかを理解するには、目の開口部よりも少ない時代には、光子が地球の周囲を2回以上移動したと考えるだけで十分です。 その速度は印象的ですが、 宇宙 それは無限です。たとえば、太陽からの光が必要です 8分 太陽の後に最も近い星から地球に到達するために、 アルファケンタウリ、旅行 4年。 クリスティーナの質問に対する答えは、単純な「いいえ」よりも複雑です。特に彼が知的塵や散乱などの障害に遭遇するとき、彼の旅の間にいくつかの光が実際にエネルギーを失います。しかし、 ほとんどの光は妨げられずに移動します、スペースが主に空であるためです。それで、 エネルギーを除去するものは何もありません、彼が彼のスピードを無期限に保つことを可能にします。 これがの意味です タイミング （時間希釈）、相対性理論に不可欠。国際宇宙ステーション（ISS）の宇宙飛行士の場合のように、私たちが非常に迅速に移動すると、時間は地球上の人よりもわずかに遅くなります。光子に「座る」ことを想像するなら 最大時間計：光子の場合、 時間が凍結します。したがって、光子の「視覚」から、ピンホイールの銀河から地球上のカメラセンサーまでの距離は ゼロ、つまり、彼の旅は瞬時です。 さらに、何かが早く動くほど、動きの方向の空間がより「圧縮」されます。 Photonの場合、旅の始まりと終わりの間のスペースは存在しません。 すべてが同時に起こります。だから私たちは地球からの光が旅をしているのを見ている間 2500万年、光子自体のために 時間は転がりませんし、スペースは長くありません。 これらの概念を理解することは、物理学が想像力を超越する現実をどのように明らかにするかを示しています。そして、物語が結論付けているように、単純な写真と自発的な質問は、宇宙の最も深い謎に触れる議論の理由となり、ピンホイールの銀河の美しさとその光が何百万年も絶え間なく旅をした光を背景にしました。[via] #エネルギーを失うことなく光はどのように宇宙を越えますか