Question

Что нас ждёт при достижении скорости света?

Извините, но напомню, во первых, в постулате о скорости света говорится, что скорость света постоянна и не зависит от скорости источника. И второе, нельзя превысить скорость света, т.к. значение знаменателя в известных формулах обратиться в ноль, или станет отрицательным.

Свет это волна, звук это волна, ну волна на воде, сами понимаете. Что общего? Общее то, что все они переносят энергию. У всех, в принципе, одинаковые волновые свойства, следовательно, все они подчиняются одним и тем же законам природы. Но, что такое волна по сути? Это возмущение среды, чувствуете, куда я клоню? Нет среды, нет волны! Каждая среда имеет свою характеристическую скорость передачи энергии.

Для воздуха. Это скорость звука ~ 300-330 м/с, до которой, как написано в аэродинамике, ещё возможно ламинарное обтекание объекта ( крыла). После начинается турбулентность, срыв потока, образование вихрей - волновой кризис, в действие включаются другие законы и расчет идёт по другим формулам.

Для воды. При создании кораблей на подводных крыльях, инженеры столкнулись с проблемой кавитации, когда в ней образуются пузырьки газа, которые схлопываясь, вырывают из поверхности крыла кусочки металла. Обтекание крыла ещё больше ухудшается. И такое происходит уже на скорости более 70 км/час.

Для космоса. Это скорость света. Давайте, мысленно, приблизимся к световому фронту, держа в руке горящую лампочку. По аналогии со звуком, должен образоваться световой конус – световая ударная волна, образованная передними фронтами испускаемых волн. Прямо по оси движения амплитуды световых волн будут складываться, энергия многократно увеличивается, как при фокусировке света линзой. Лампочка может расплавиться. Допустим, мы успешно преодолели скорость света и ушли вперёд от конуса. Мы стали невидимы, наше изображение отстало! Как с самолётом, видим он пролетел, а звук пришел позже. Как и местоположение звёзд, мы видим прошлое положение звёзд, т.к. за время полета света до нас, звезда уже сместилась. Но это для стороннего наблюдателя, а будем ли мы видеть себя? Думаю нет, потому что свет распространяется в среде космоса, а не в воздухе, или металле нашей кабины.

Другой вопрос, как будет взаимодействовать с космической средой материальное тело, движущееся со световой скоростью. Если для нас космос -вакуум, то для наших атомов и электронов – это вполне ощутимая среда, воздействие на которую не могут пройти даром. Т.к. эта среда энергетическая, а сила воздействия должна равняться силе противодействия, то скачок энергии на фронтальной части тела должен возбудить электроны, а возможно и ионизировать атомы, что равносильно облучению. Т.е. мы получили радиационный барьер! От которого, возможно, мы защитимся свинцовой оболочкой.

Возможен другой сценарий. Масса рождается из энергии, согласно формуле М = Е / С^2. На носу корабля ее будет предостаточно, в итоге, начнет рости, либо весь корабль, либо, что-то нарастать спереди. Здесь мы встретимся с массовым барьером!

А, что вы думаете об этом?

Answer 1

Про световую "ударную волну" глупость написана. Фотоны, по определению, не зависят друг от друга и не чувствуют друг друга. Скорость света недостижима по причине бесконечной энергии, необходимой для разгона тела имеющего массу, любую массу. При, воображаемом, достижении скорости света, мы можем фантазировать как угодно, физика на этот случай не распространяется. Можно себе придумать и чертей и драконов, которые за этим "световым барьером" обитают. Все это останется на совести фантазера.

Answer 2

Извините,что не взял в кавычки " ударная волна" - это по аналогии со звуком, имелось в виду световая вспышка, т.к. и конус световой. Возможно, такая же сильная как при ядерном взрыве.

А фотон - это вообще придуманная частица, чтобы объяснить корпускулярные свойства света, поэтому она и массы не имеет. Это удобно, как в электронике -дырки. (электронно-дырочная проводимость). По одной из гипотез (не знаю чья) свет вообще никуда не летит, энергия передается от одной точки пространства к другой через резонанс. Типа в соседней точке наводится ЭМ индукция и получается гирлянда, в которой лампочки вспыхивают последовательно, а нам кажется, что свет летит, или фотоны. Природа очень любит повторяться, но как бы на новом уровне. Волна на воде тоже передает только энергию, частички воды совершают овальные движения, оставаясь на месте. Воздух в комнате тоже неподвижен, хотя мы слушаем громкую музыку и есть такая характеристика у динамиков, как звуковое давление. А вот для света природа всю голову сломала, чтобы придумать безмассовую частицу, способную оказывать давление. Мы просто ещё очень мало знаем, к тому же, постоянно ограничиваем себя в поиске истины, всякими постулатами и пр.

Answer 3

Не корректно сравнивать световую волну со звуковой. Отсюда и непонимание. Звуковая это колебание среды (воздух, вода, металл и т.д.). А световая - поток фотонов. В общем то частиц, обладающих массой. Летит этот фотон и горя не знает, как вдруг, препятствие, удар. И тут фотон вспоминает, что он еще и волна. Иначе энергия импульса была б равна бесконечности. Так говорят физики, сам то я не в курсе. Только считаю, что всё это притянуто ... к бороде. Просто наука пока дальше не продвинулась. Боже мой, за столетие то?

Answer 4

В тексте вопроса довольно много несуразиц и непонимания. Хоть он тут и обсуждался не единожды и наверняка будет закрыт как дубль, свои двадцать копеек я внесу.

Это не так. От концепции эфира как переносчика световых волн физики давным-давно отказались. Свет прекрасно переносится без какой-либо специальной среды.

Потому что что такое "волна"? Что такое "частица"? Это всего лишь наш, человеческий, способ описать какие-то объекты. Способ, использующий термины, возникшие чуть ли не на заре развития физики. И кто сказал, что эти термины обязаны быть адекватными? Что природа должна укладываться в описание, возникшее хрен знает когда и описывающее лишь наше понимание реальности удобными для нас словами?

Свету на наше восприятие света глубоко положить. Свет - ни волна, ни частица, он свет. Точнее, он и то и другое. И лишь когда он начинает с чем-то взаимодействовать, на первый план выходят либо волновые его свойства (дифракция и интерференция), либо корпускулярные (фотоэффект, отклонение в гравитационном поле). И никакой эфир поэтому для него не нужен.

Опять нет. "Энергия многократно увеличивается" лишь с точки зрения внешнего наблюдателя, мирно стоящего в сторонке, и это будет всего-навсего наблюдаемым эффектом. С точки зрения самой лампочки ничего подобного происходить не будет, потому что для неё скорость света по-прежнему равна скорости света. Относительно лампочки.

Без комментариев. Допускать можно что угодно, но тогда мы уходим в область фантастики, а не физики.

Это почему? Чем таким будет воздействовать вакуум на тела, в нём движущиеся? Что именно от этого вакуума будут на себе ощущать атомы и молекулы, по фигу с какой скоростью они движутся?

Единственное, что тут может происходить в реальности, - взаимодействие движущегося тела с веществом, находящимся в космосе. Потому что "космический вакуум" представляет собой вакуум только с точки зрения инженера по вакуумным насосам. На самом деле в нём есть вещество. Да, мало - штуки атомов на кубометр пространства. В межгалактическом пространстве и того меньше. Но это всё равно не ноль.

Скорость движения этих атомов (чаще даже не атомов, а просто отдельно протонов и отдельно электронов) относительно "покоящейся системы отсчёта", что бы под такой системой отсчёта ни понимать (ну можно выбрать, например, любую звезду, или любую галактику), движутся с дорелятивитскими скоростями. Даже для солнечного ветра, в основном представленного протонами с энергией 63 Мэв (это весьма небольшая доля массы покоя протона), их скорость - лишь треть скорости света. Однако для объекта, движущегося с околосветовой скоростью, относительная скорость протонов окружающей среды - не вакуума, а протонов! - тоже будет близка к скорости света. И вот такие столкновения, столкновения материального тела (нашего) с другим материальным объектом (протоном космического пространства), да, будут вызывать некоторую эрозию. Точно так же, как песок вызывает эрозию ветрового стекла в автомобиле. Но это именно протоны, а не само пространство!

Опять ни фига. Релятивистское изменение массы - это то, что видит наблюдатель. Это для нас, стоящих на платформе, масса корабля изменяется, причём изменяется равномерно. Никакого "на носу будет больше", космическое пространство не налипает спереди на космический корабль, так что никакого "утяжеления носа" не будет. Его масса, с его собственной точки зрения, какой была - такой и останется, с точностью до расхода на движение (если движение идёт с постоянным ускорением или торможением) и потерь от упомянутой протонной эрозии.

Что неплохо бы любознательному отроку подучиться.

Answer 5

В таком случае нас будет ждать очень большой рорыв в науке. Мы сможем создавать уникальные и удивительные предметы. Появятся новые технологии и космические корабли. Мы сможем долететь до Марса меньше, чем за один день.