|
Ученые сделали скорость света видимой
|
|
|
|
Ранее в этом году австрийским исследователям удалось продемонстрировать эффект специальной теории относительности, который теоретизировался в течение 100 лет. Это называется эффектом Террелла-Пенроуза, также известным как вращение Террелла или эффект Лампы—Террелла-Пенроуза, и он описывает идею о том, что когда объект движется со скоростью света, при любой попытке сфотографировать этот объект будет видно, что он слегка повернут. Чтобы воссоздать этот эффект в эксперименте, ученые из Венского центра квантовой науки и технологий (TU Wien) и Венского университета объединили лазеры и высокоскоростную фотографию, чтобы превратить скорость света в нечто, что мы можем наблюдать вблизи. Результаты опубликованы в рецензируемом журнале Communications Physics.
|
|
|
|
В статье команда, возглавляемая автором—корреспондентом Домиником Хорнофом и старшим научным сотрудником Питером Шаттшнайдером, объясняет, как физик Антон Лампа впервые выдвинул теорию об этих фотографических явлениях в 1924 году. Лампа, который сам учился и преподавал в Венском университете, писал о том, что, по его мнению, произойдет с появлением стержня, когда он приблизится к пределу космической скорости.
|
|
|
|
35 лет спустя физики Роджер Пенроуз и Нельсон Джеймс Террелл, по отдельности, пришли к такому же выводу: на фотографии объект будет выглядеть не сжатым (как можно было бы ожидать), а повернутым. Другими словами, вы бы перешли от видения одной грани куба к видению двух сторон и угла, который они образуют, вместо одной искаженной грани.
|
|
|
|
|
|
|
“Если бы вы захотели сфотографировать ракету, когда она пролетала мимо, вам пришлось бы учитывать, что свету из разных точек требовалось разное время, чтобы достичь камеры”, - пояснил Шаттшнайдер в заявлении TU Wien. “Это заставляет нас думать, что куб был повернут”.
|
|
|
|
Но скорость света составляет 299 792 458 метров в секунду. Наши лучшие ускорители частиц, такие как ЦЕРН или Фермилаб, могут подойти достаточно близко, но по разным причинам мы не можем правильно сфотографировать эти частицы или наблюдать их форму. Вместо этого команда TU Wien, похоже, взяла пример с панорамного режима iPhone: что, если они разрежут объект на микротонкие сегменты, чтобы сфотографировать, а затем соберут эти фрагменты в композит?
|
|
|
|
Чтобы “нарезать” объект, они использовали настройку, аналогичную тому, чего мы обычно не хотим: ослепляющее отражение яркого света. В наших домах или автомобилях мы меняем положение, чтобы избежать самых сильных отражений, но это именно то, что нужно при микрофотографии самого света. “Мы освещаем объект импульсным лазером и делаем снимок через определенное время задержки. Свет, отраженный от частей объекта, которые соответствуют соответствующей длине оптического пути, будет ярким на этой фотографии”, - написали исследователи.
|
|
|
|
Используя этот подход, команда смогла эффективно уменьшить скорость света примерно до 2 метров в секунду. Это все равно, что собрать воедино почти 150 миллионов фотографий из вашей поездки в Гранд-каньон. “Мы объединили неподвижные изображения в короткие видеоклипы со сверхскоростными объектами. Результат оказался именно таким, как мы и ожидали”, - говорится в заявлении Шаттшнайдера. “Куб выглядит искривленным, сфера остается сферой, но Северный полюс находится в другом месте”.
|
|
|
|
Команда пришла к выводу, что та же экспериментальная установка — или что—то, основанное на тех же идеях, - может быть использована для изучения других наблюдений, связанных со специальной теорией относительности. Тем временем, когда вы путешествуете со скоростью света, обязательно повернитесь к камере хорошей стороной (во множественном числе).
|
|
|
|
Источник
|
