Światło i prędkość - dlaczego nic nie może być szybsze od światła?

Kto jest najszybszym człowiekiem na Ziemi? Tak, to Usain Bolt! Potrafi biec z prędkością około 44 km/h. Ale... zwierzęta i maszyny są o wiele szybsze. Samochody potrafią jechać bardzo szybko — na przykład Formuła 1 może osiągnąć prędkość ponad 350 km/h! Najszybsze samochody wyścigowe potrafią przekraczać nawet 400 km/h.

A co z rakietami? Rakiety balistyczne, które służą do wynoszenia ładunków lub rakiet bojowych, potrafią lecieć z prędkością około 25 000 km/h. To już naprawdę dużo szybciej niż samoloty!

Najbardziej niesamowite są jednak rakiety kosmiczne. Na przykład rakieta Apollo, która poleciała na Księżyc, osiągała prędkość około 39 000 km/h. Obecnie sondy kosmiczne, takie jak Parker Solar Probe, potrafią zbliżyć się do Słońca i osiągać prędkości przekraczające 700 000 km/h! To już naprawdę kosmiczne prędkości.

Ale... czy jest jakaś maszyna albo coś, co może polecieć szybciej niż światło? Światło porusza się z prędkością około 300 000 kilometrów na sekundę! To tak, jakbyś mógł okrążyć Ziemię 7 razy w jedną sekundę. Niesamowite, prawda?

Dlaczego nic nie może być szybsze od światła?

Albert Einstein w swojej słynnej teorii względności powiedział, że prędkość światła to kosmiczny „limit prędkości”. Oznacza to, że nic, co ma masę (czyli jest zbudowane z materii), nie może przekroczyć tej prędkości.

Dlaczego? Wyobraź sobie, że chcesz przyspieszyć samochód. Im szybciej jedziesz, tym więcej paliwa potrzebujesz, by dalej przyspieszać. Gdybyś chciał dobić do prędkości światła, potrzebowałbyś nieskończonej ilości energii! To po prostu niemożliwe.

Co się dzieje, gdy zbliżamy się do prędkości światła?

Gdy obiekt zaczyna poruszać się bardzo szybko, blisko prędkości światła, dzieją się dziwne rzeczy:

• Czas zwalnia – dla osoby poruszającej się szybko czas płynie wolniej niż dla osoby stojącej w miejscu. To nazywamy rozszerzeniem czasu.

• Masa rośnie – obiekt staje się cięższy i cięższy, co jeszcze bardziej utrudnia mu osiągnięcie prędkości światła.

• Długość się skraca – obiekty poruszające się szybko wydają się krótsze w kierunku ruchu.

Te efekty zostały potwierdzone w wielu eksperymentach i pomagają naukowcom lepiej zrozumieć Wszechświat.

Czy istnieją rzeczy, które „lecą” szybciej niż światło?

W świecie fizyki pojawiają się ciekawe pojęcia, jak na przykład tachiony — hipotetyczne cząstki, które mogłyby poruszać się szybciej niż światło. Jednak do tej pory nikt ich nie zaobserwował, więc na razie pozostają tylko w teorii.

Dlaczego prędkość światła jest taka ważna?

Prędkość światła jest podstawą dla całej fizyki. Dzięki niej możemy:

• Obliczać odległości we Wszechświecie.

• Zrozumieć, jak działa światło i inne fale elektromagnetyczne.

• Tworzyć nowoczesne technologie, jak na przykład telefony komórkowe czy Internet.

Chcesz dowiedzieć się więcej? Sprawdź te strony:

• NASA – Speed of Light Explained

• Khan Academy – Introduction to Special Relativity

• Einstein Online – What is the speed of light?