Сегодняшняя статья будет посвящена скорости света. Потому что люди часто задают себе и друг другу такой вопрос: действительно ли свет всегда и везде имеет одинаковую скорость? Или во Вселенной могут быть области, где свет движется с другой скоростью? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно сначала определить, что подразумевается под «скоростью света». Конечно, свет может двигаться с разной скоростью. Вам даже не нужно исследовать какой-то отдаленный уголок Вселенной, чтобы увидеть это. Поскольку это происходит прямо здесь, на Земле. Дело в том, что свет распространяется в разных средах с разной скоростью. И когда он проходит через атмосферу Земли, он движется со скоростью 299 710 километров в секунду. Если он движется в воде, его скорость составляет всего 225 000 километров в секунду. В очень специальных экспериментах со специальными средами свет даже смог двигаться со скоростью 20 километр в час! Ученые использовали для этого эксперимента так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна.

Изменения скорости света

Вы легко можете наблюдать все эти эффекты. Каждый раз, когда свет переходит из одной среды в другую. Например, через слои воздуха разной плотности. При этом свет немного меняет свое направление. Вот почему звезды в ночном небе мерцают. Кажется, что свет исходит то с одного направления, а с другого. А все потому, что ему приходится пересекать турбулентную атмосферу.

Вы также можете увидеть интересный эффект, который возникает, когда объекты движутся быстрее скорости света. Например, на атомных электростанциях интересное излучение генерируется высокоэнергетическими электронами, которые движутся очень быстро. Поскольку топливные элементы хранятся в заполненном водой хранилище, эти быстрые электроны могут двигаться со скоростью, превышающей фазовую скорость распространения света в воде. И генерировать при этом так называемое «черенковское» излучение — таинственное голубоватое свечение.

Очевидно, что нетрудно наблюдать различные скорости света. Но чаще всего, когда употребляют термин «скорость света», имеют в виду скорость света в вакууме. О значении скорости света, которое представляет собой фундаментальную природную константу. А именно ровно 299 792,458 километра в секунду. Скорость, которая, как считал Альберт Эйнштейн, является абсолютным верхним пределом скорости передачи любой информации.

Но может ли она измениться? И могут быть области в космосе, где эта природная константа имеет другое значение?

Свет везде летит одинаково

Хороший вопрос. И, как это обычно бывает с такими вопросами, на него трудно ответить конкретно. Для начала нужно понять, что скорость света действительно фундаментальна. Это не «просто» скорость света — это скорость, с которой (должны) двигаться безмассовые частицы. Только с такой скоростью распространяются все электромагнитные волны. Это скорость, которая влияет практически на все во Вселенной. Это число встречается почти во всех физических формулах. И требуется для описания почти всех астрономических явлений. Вселенная с другой скоростью света выглядела бы совсем иначе. Звезды функционировали бы по-другому. И излучали бы по-другому (или вообще не излучали бы), химические элементы были бы устроены по-другому, взаимодействие между элементарными частицами было бы устроено по-другому и так далее.

За последние несколько десятилетий астрономы очень далеко и очень внимательно заглянули в глубины Вселенной. Они наблюдали множество далеких планет и галактик. И до сих пор все, что увидели исследователи, выглядело так же, как и здесь. Все физические и астрономические процессы, которые они наблюдали, работали в другом месте так же, как они работают здесь, у нас. Это довольно убедительное доказательство того, что скорость света действительно является универсальной константой природы.

То же самое относится и к вопросу о том, была ли скорость света в прошлом, возможно, иной, чем сегодня. И может ли она меняться со временем. Нет. Астрономия всегда оглядывается в прошлое, когда смотрит в глубины пространства. И она не нашла никаких отличий от нашей текущей ситуации. Так что и здесь вариация маловероятна.

Конечно, полностью исключить такое явление нельзя. Но здесь оно выходит на пограничные области исследований. Здесь речь идет уже о фундаментальной космологии, и поиске единой теории для описания всех сил во Вселенной. В этих областях ученые еще слишком мало знают, чтобы делать окончательные выводы. Исследователи постоянно изучают теоретические подходы, связанные с переменностью скорости света (и изучает даже более дикие концепции). Но, исходя из всего, что мы знаем на данный момент, это будет крайне маловероятно. Потому что скорость света связана со многими другими фундаментальными природными константами. И если изменить эти константы, изменится вся Вселенная. И хотя во Вселенной порой можно увидеть множество поистине экстраординарных вещей, наука не видела ничего похожего на «другую» Вселенную (а если и видела, то не понимала этого).

Поэтому вполне разумно было бы предположить, что скорость света в вакууме действительно всегда и везде равна 299 792,458 километра в секунду.Источник: "Живой космос"