Швидкістю світла називають відстань, яку світло проходить за одиницю часу. Ця величина залежить від того, в яку речовину поширюється світло.

У вакуумі швидкість світла дорівнює 299 792 458 м / с. Це найвища швидкість, яка може бути досягнута. При вирішенні завдань, які потребують особливої \u200b\u200bточності, цю величину приймають рівною 300 000 000 м / с. Передбачається, що зі швидкістю світла у вакуумі поширюються всі види електромагнітного випромінювання: радіохвилі, інфрачервоне випромінювання, видиме світло, ультрафіолетове випромінювання, рентгенівське випромінювання, гамма-випромінювання. Позначають її буквою з .

Як визначили швидкість світла

В античні часи вчені вважали, що швидкість світла нескінченна. Пізніше у вченій середовищі почалися дискусії з цього питання. Кеплер, Декарт і Ферма були згодні з думкою античних вчених. А Галілей і Гук вважали, що, хоча швидкість світла дуже велика, все-таки вона має кінцеве значення.

Галілео Галілей

Одним з перших швидкість світла спробував виміряти італійський вчений Галілео Галілей. Під час експерименту він і його помічник перебували на різних пагорбах. Галілей відкривав заслінку на своєму ліхтарі. У той момент, коли помічник бачив цей світ, він повинен був виконати ті ж дії зі своїм ліхтарем. Час, за який світло проходив шлях від Галілея до помічника і назад, виявилося таким коротким, що Галілей зрозумів, що швидкість світла дуже велика, і на такому короткому відстані виміряти її неможливо, так як світло поширюється практично миттєво. А зафіксоване їм час показує всього лише швидкість реакції людини.

Вперше швидкість світла вдалося визначити в 1676 р датському астроному Олафа Ремер за допомогою астрономічних відстаней. Спостерігаючи за допомогою телескопа затемнення супутника Юпітера Іо, він виявив, що в міру віддалення Землі від Юпітера кожне наступне затемнення наступає пізніше, ніж було розраховано. Максимальна запізнювання, коли Земля переходить на іншу сторону від Сонця і віддаляється від Юпітера на відстань, рівну діаметру земної орбіти, становить 22 години. Хоча в той час точний діаметр Землі не був відомий, учений розділив його приблизну величину на 22 години і отримав значення близько 220 000 км / с.

Олаф Ремер

Результат, отриманий Ремер, викликав недовіру у вчених. Але в 1849 р французький фізик Арман Іполит Луї Фізо виміряв швидкість світла методом обертового затвора. У його досвіді світло від джерела проходив між зубами обертового колеса і прямував на дзеркало. Відбитий від нього, він повертався назад. Швидкість обертання колеса збільшувалася. Коли вона досягала якогось певного значення, відбитий від дзеркала промінь затримувався перемістився зубцем, і спостерігач в цей момент нічого не бачив.

досвід Фізо

Физо обчислив швидкість світла в такий спосіб. Світло проходить шлях L від колеса до дзеркала за час, що дорівнює t 1 \u003d 2L / c . Час, за яке колесо робить поворот на ½ прорізи, так само t 2 \u003d T / 2N , де Т - період обертання колеса, N - кількість зубців. Частота обертів v \u003d 1 / T . Момент, коли спостерігач не бачить світла, настає при t 1 \u003d t 2 . Звідси отримуємо формулу для визначення швидкості світла:

з \u003d 4LNv

Провівши обчислення за цією формулою, Физо визначив, що з \u003d 313 000 000 м / с. Цей результат був набагато точніше.

Арман Іполит Луї Фізо

У 1838 р французький фізик і астроном Домінік Франсуа Жан Араго запропонував використовувати для обчислення швидкості світла метод обертових дзеркал. Цю ідею здійснив на практиці французький фізик, механік і астроном Жан Бернар Леон Фуко, який отримав в 1862 р значення швидкості світла (298 000 000 ± 500 000) м / с.

Домінік Франсуа Жан Араго

У 1891 р результат американського астронома Саймона Ньюкома виявився на порядок точніше результату Фуко. В результаті його обчислень з \u003d (99 810 000 ± 50 000) м / с.

Дослідження американського фізика Альберта Абрахама Майкельсона, який використав установку з обертовим восьмигранним дзеркалом, дозволили ще точніше визначити швидкість світла. У 1926 р учений виміряв час, за який світло проходив відстань між вершинами двох гір, рівне 35,4 км, і отримав з \u003d (299 796 000 ± 4 000) м / с.

Найбільш точне вимірювання було проведено в 1975 р У цьому ж році Генеральна конференція з мір та ваг рекомендувала вважати швидкість світла, яка дорівнює 299 792 458 ± 1,2 м / с.

Від чого залежить швидкість світла

Швидкість світла у вакуумі не залежить ні від системи відліку, ні від положення спостерігача. Вона залишається постійною величиною, рівною 299 792 458 ± 1,2 м / с. Але в різних прозорих середовищах ця швидкість буде нижче його швидкості у вакуумі. Будь-яка прозоре середовище має оптичну щільність. І чим вона вище, тим з меншою швидкістю поширюється в ній світло. Так, наприклад, швидкість світла в повітрі вище його швидкості в воді, а в чистому оптичному склі менше, ніж у воді.

Якщо світло переходить з менш щільного середовища в більш щільну, його швидкість зменшується. А якщо перехід відбувається з більш щільною середовища в менш щільну, то швидкість, навпаки, збільшується. Цим пояснюється, чому світловий промінь відхиляється на межі переходу двох середовищ.

Щоб визначити швидкість (пройдену відстань / витрачений час) ми повинні вибрати стандарти відстані і часу. Різні стандарти можуть дати різні результати вимірювання швидкості.

Постійна чи швидкість світла?

[Насправді постійна тонкої структури залежить від масштабу енергії, але тут ми маємо на увазі її низькоенергетичний межа.]

Спеціальна теорія відносності

Визначення метра в системі СІ також засновано на припущенні про коректність теорії відносності. Швидкість світла константа відповідно до основним постулатом теорії відносності. Це постулат містить дві ідеї:

• Швидкість світла не залежить від руху спостерігача.
• Швидкість світла не залежить від координат в часі і просторі.

Ідея про незалежність швидкості світла від швидкості спостерігача суперечить інтуїції. Деякі люди навіть не можуть погодитися, що ця ідея логічна. У 1905 році Ейнштейн показав, що ця ідея логічно коректна, якщо відмовитися від припущення про абсолютну природу простору і часу.

У 1879 році вважалося, що світло повинне поширюватися по деякому середовищі в просторі, як звук поширюється по повітрю і інших речовин. Майкельсон і Морлі поставили експеримент з виявлення ефіру шляхом спостереження зміни швидкості світла при зміні напрямку руху Землі відносно Сонця протягом року. На їхнє здивування зміна швидкості світла не було виявлено.

Художнє уявлення космічного корабля, що здійснює стрибок до "швидкості світла". Надано: NASA / Glenn Research Center.

З давніх часів філософи і вчені прагнули зрозуміти світ. Крім того, намагаючись визначити його основні властивості (тобто з чого він складається - частка або хвиля і т.д.), вони також прагнули виконати кінцеві вимірювання того, як швидко він рухається. З кінця 17 століття вчені роблять саме це, і зі зростаючою точністю.

Роблячи таким чином, вони отримали краще розуміння механіки світла, і яку важливу роль він відіграє у фізиці, астрономії і космології. Простіше кажучи, світло рухається з неймовірною швидкістю, і це самий рухомих об'єктів у Всесвіті. Його швидкість є постійною і неприступним бар'єром і використовується в якості вимірювання відстані. Але наскільки ж швидко він рухається?

Швидкість світла (с):

Світло рухається з постійною швидкістю 1 079 252 848,8 км / год (1,07 млрд). Що виходить 299 792 458 м / с. Розставимо все по своїх місцях. Якщо ви могли б рухатися зі швидкістю світла, ви змогли б обігнути земну кулю приблизно сім з половиною разів в секунду. Тим часом, у людини, що летить із середньою швидкістю 800 км / год, зайняло б більше 50 годин, щоб обійти планету.

Ілюстрація, що показує відстань, яку світло проходить між Землею і Сонцем. Надано: LucasVB / Public Domain.

Розглянемо це з астрономічної точки зору, середня відстань від до 384 398,25 км. Тому світло проходить цю відстань приблизно за секунду. Тим часом, середнє 149 597 886 км, що означає, що світу потрібно всього близько 8 хвилин, щоб зробити цю подорож.

Не дивно тоді, чому швидкість світла - це показник, який використовується для визначення астрономічних відстаней. Коли ми говоримо, що зірка, така як, знаходиться в 4,25 світлових роках, ми маємо на увазі, що для того, щоб дістатися туди, потрібно, подорожуючи з постійною швидкістю 1,07 млрд км / год, близько 4 років і 3 місяців. Але як же ми прийшли до цього вельми конкретним значенням швидкості світла?

Історія вивчення:

До 17 століття вчені були впевнені в тому, що світло подорожував з кінцевою швидкістю, або миттєво. З часів стародавніх греків до середньовічних ісламських богословів і вчених нового часу йшли дебати. Але до тих пір, поки не з'явилася робота датського астронома Оле Ремер (1644-1710), в якій були проведені перші кількісні вимірювання.

У 1676 році Ремер спостерігав, що періоди самої внутрішньої місяця Юпітера Іо здавалися коротше, коли Земля наближалася до Юпітеру, ніж коли вона вже була вилучена. З цього він зробив висновок, що світло рухається з кінцевою швидкістю, і за оцінками, йому потрібно близько 22 хвилин, щоб перетнути діаметр орбіти Землі.

Професор Альберт Ейнштейн на 11-й лекції Джозайя Уилларда Гіббса в Технологічному Інституті Карнегі 28 грудня 1934 року народження, де він роз'яснює свою теорію про те, що матерія і енергія - це одне і те ж в різних формах. Надано: AP Photo.

Християн Гюйгенс використовував цю оцінку і об'єднав її з оцінкою діаметра орбіти Землі, щоб отримати оцінку в 220000 км / с. Ісаак Ньютон також розповідав про розрахунки Ремер у своїй основній роботі "Оптика" 1706 року. Вносячи поправки для відстані між Землею і Сонцем, він підрахував, що світла буде потрібно сім або вісім хвилин, щоб дістатися від одного до іншого. В обох випадках була порівняно невелика похибка.

Пізніші виміру, проведені французькими фізиками Іполитом Фізо (1819-1896) і Леоном Фуко (1819-1868), уточнили ці показники, привівши до значення 315000 км / с. І до другої половини 19 століття вченим стало відомо про зв'язок між світлом і електромагнетизмом.

Це було досягнуто фізиками за рахунок вимірювання електромагнітних і електростатичних зарядів. Потім вони виявили, що числове значення було дуже близько до швидкості світла (як виміряв Физо). Виходячи з його власної роботи, яка показала, що електромагнітні хвилі поширюються в порожньому просторі, німецький фізик Вільгельм Едуард Вебер припустив, що світло було електромагнітної хвилею.

Наступний великий прорив стався на початку 20-го століття. У своїй статті під назвою "До електродинаміки рухомих тіл" Альберт Ейнштейн стверджує, що швидкість світла у вакуумі, виміряна спостерігачем, мають постійну швидкість, однакова в усіх інерціальних системах відліку і не залежить від руху джерела або спостерігача.

Лазерний промінь, світив через стакан з водою, показує, скільком змін він піддається, коли проходить з повітря в скло, в воду і назад в повітря. Надано: Bob King.

Взявши це твердження і принцип відносності Галілея за основу, Ейнштейн вивів спеціальну теорію відносності, в якій швидкість світла у вакуумі (с) є фундаментальною константою. До цього угода серед вчених говорило, що космос був заповнений "світлоносні ефіром", який відповідає за його поширення - тобто світло, що рухається через рухому середу буде плестися в хвості середовища.

Це в свою чергу означає, що виміряна швидкість світла була б простою сумою його швидкості через середу плюс швидкість того середовища. Проте, теорія Ейнштейна зробила концепцію нерухомого ефіру марною і змінила уявлення про простір і час.

Вона (теорія) не тільки просунула ідею про те, що швидкість світла однакова у всіх інерціальних системах, але також була висловлена \u200b\u200bдумка про те, що відбуваються серйозні зміни, коли речі рухаються близько до швидкості світла. До них відносяться просторово-часові рамки рухомого тіла, удаваного замедляющимся, і напрямок руху, коли вимір відбувається з точки зору спостерігача (тобто релятивістські уповільнення часу, де час сповільнюється при наближенні до швидкості світла).

Його спостереження також узгоджуються з рівняннями Максвелла для електрики і магнетизму з законами механіки, спрощують математичні розрахунки, йдучи від незв'язаних аргументів інших вчених, і узгоджуються з безпосереднім наглядом швидкості світла.

Наскільки схожі матерія і енергія?

У другій половині 20-го століття все більш точні вимірювання за допомогою методу лазерних інтерферометрів і резонансних порожнин далі уточнювали оцінки швидкості світла. До 1972 року група в Національному бюро стандартів США в Боулдері, Колорадо, використовувала метод лазерної інтерферометрії, щоб отримати прийняте в даний час значення 299 792 458 м / с.

Роль в сучасній астрофізиці:

Теорія Ейнштейна про те, що швидкість світла у вакуумі не залежить від руху джерела і інерційних системи відліку спостерігача, з тих пір незмінно підтверджується безліччю експериментів. Вона також встановлює верхню межу швидкості, з якою все безмасові частки і хвилі (включаючи світло) можуть поширюватися в вакуумі.

Один з результатів цього в тому, що космології тепер розглядають простір і час як єдину структуру, відому як простір-час, в якій швидкість світла може бути використана для визначення значення обох (тобто світлові роки, світлові хвилини і світлові секунди). Вимірювання швидкості світла також може стати важливим фактором при визначенні прискорення розширення Всесвіту.

На початку 1920-х зі спостереженнями Леметра і Хаббла вченим і астрономам стало відомо, що Всесвіт розширюється з точки походження. Хаббл також зауважив, чим далі галактика, тим швидше вона рухається. Те, що зараз називають постійної Хаббла - це швидкість, з якою розширюється Всесвіт, вона дорівнює 68 км / с на мегапарсек.

Як швидко розширюється Всесвіт?

Це явище, представлене у вигляді теорії, означає, що деякі галактики насправді можуть рухатися швидше за швидкість світла, що може накласти обмеження на те, що ми спостерігаємо в нашому Всесвіті. По суті, галактики, що рухаються швидше за швидкість світла, перетнули б "космологічний горизонт подій", де вони більше не видно для нас.

Крім того, до 1990-м вимірювання червоного зсуву далеких галактик показали, що розширення Всесвіту прискорюється за останні кілька мільярдів років. Це призвело до теорії "Темної Енергії", де невидима сила рухає розширенням самого простору, а не об'єктів, що рухаються через нього (при цьому не повідомивши обмеження на швидкість світла або порушення відносності).

Поряд зі спеціальною і загальною теорією відносності сучасне значення швидкості світла у вакуумі сформувалося з космології, квантової механіки і Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Вона залишається постійною, коли мова йде про верхню межу, з яким можуть рухатися безмасові частки і залишається недосяжним бар'єром для частинок, що мають масу.

Ймовірно, коли-небудь ми знайдемо спосіб перевищити швидкість світла. Поки у нас немає практичних ідей про те, як це може відбуватися, схоже "розумні гроші" на технологіях дозволять нам обійти закони простору-часу, або шляхом створення варп-бульбашок (ака. Двигун викривлення Алькубьерре) або тунелювання через нього (ака. червоточини).

Що таке червоточини?

До цього часу ми просто будемо змушені задовольнятися Всесвіту, яку ми бачимо, і дотримуватися дослідження тієї частини, до якої можна дістатися за допомогою звичайних методів.

Назва прочитаної вами статті "Що таке швидкість світла?".

Про існування такого поняття як «швидкість світла» багато хто знає ще з раннього дитинства. Великому кількість людей відомо, що світло рухається дуже швидко. Але не всі знають докладно про явище.

Багато звертали увагу на те, що під час грози існує затримка між спалахом блискавки і звуком грому. Спалах, як правило, доходить до нас швидше. Це означає, що вона має велику швидкість, ніж звук. З чим це пов'язано? Що таке швидкість світла і як її вимірюють?

Що таке швидкість світла?

Давайте для початку розберемося, що таке швидкість світла. По-науковому, це така величина, яка показує, наскільки швидко переміщаються промені в вакуумі або в повітрі. Також потрібно знати, що таке світло. Це випромінювання, яке сприймається людським оком. Від умов оточення залежить швидкість, а також інші властивості, наприклад, заломлення.

Цікавий факт: Світу потрібно 1,25 секунди, щоб дістатися від Землі до супутника - Місяця.

Що таке швидкість світла своїми словами?

Якщо пояснювати простими словами, швидкість світла - це часовий проміжок, за який світловий промінь проходить якусь відстань. Час прийнято вимірювати в секундах. Однак деякі вчені використовують інші одиниці виміру. Відстань теж вимірюється по-різному. В основному - це метр. Тобто, цю величину вважають в м / с. Фізика пояснює це наступним чином: явище, яке рухається з певною швидкістю (константою).

Матеріали по темі:

Ератосфен і окружність Землі

Щоб легше зрозуміти, давайте розглянемо наступний приклад. Велосипедист рухається зі швидкістю 20 км / ч. Хоче наздогнати водія автомобіля, швидкість якого дорівнює 25 км / год. Якщо порахувати, то авто їде на 5 км / год швидше велосипедиста. З променями світла справи йдуть по-іншому. Як швидко б не рухався перший і другий чоловік, світло, щодо них, рухається з постійною швидкістю.

Чому дорівнює швидкість світла?

При знаходженні не в вакуумі, на світло впливають різні умови. Речовина, через яке проходять промені, в тому числі. Якщо без доступу кисню кількість метрів в секунду не змінюється, то в середовищі з доступом повітря значення змінюється.

Світло проходить повільніше через різні матеріали, такі як скло, вода і повітря. Цьому явищу дано показник заломлення, щоб описати, наскільки вони можуть призвести до затримки світла. Скло має показник заломлення 1,5, це означає, що світло проходить через нього зі швидкістю близько 200 тисяч кілометрів на секунду. Показник заломлення води дорівнює 1,3, а показник заломлення повітря - трохи більше 1, це означає, що повітря лише злегка уповільнює світло.

Матеріали по темі:

З якою швидкістю рухається Земля навколо своєї осі і Сонця?

Отже, після проходження через повітря або рідина, швидкість сповільнюється, стає меншою, ніж у вакуумі. Наприклад, в різних водоймах швидкість пересування променів дорівнює 0.75 від швидкості в космосі. Також при стандартному тиску в 1.01 бар, показник сповільнюється на 1.5-2%. Тобто при земних умовах швидкість світла варіюється в залежності від умов навколишнього середовища.

Для такого явище придумали спеціальне поняття - рефракція. Тобто заломлення світла. Це широко використовується в різних винаходи. Наприклад, рефрактор - телескоп з оптичною системою. Також за допомогою цього також створюють біноклі та іншу техніку, суть роботи якої полягає в використанні оптики.

Телескоп рефрактор - схема

Загалом, найменше промінь піддається рефракції, проходячи через звичайне повітря. При проходженні через спеціально створене оптичне скло, швидкість дорівнює приблизно 195 тисячам кілометрів в секунду. Це практично на 105 км / сек менше константи.

Найточніше значення швидкості світла

Вчені-фізики за багато років накопичили досвід досліджень швидкості світлових променів. На поточний момент найточніше значення швидкості світла - 299 792 кілометри в секунду. Константу встановили в 1933 році. Число актуально до сих пір.

Однак в подальшому з'явилися складнощі з визначенням показника. Це сталося через похибки у вимірі метра. Зараз саме значення метра безпосередньо залежить від швидкості світла. Воно дорівнює відстані, яку промені проходять за певну кількість секунд - 1 / швидкість світла.

Матеріали по темі:

Як вивчають Сонце?

Чому дорівнює швидкість світла у вакуумі?

Оскільки в вакуумі на світло не впливають різні умови, то його швидкість не змінюється так, як на Землі. Швидкість світла у вакуумі дорівнює 299 792 кілометрів на секунду. Такий показник є граничним. Вважається, що ніщо в світі не може рухатися швидше, навіть космічні тіла, які рухаються досить швидко.

Наприклад, винищувач, Боїнг Х-43, який перевищує швидкість звуку практично в 10 разів (понад 11 тисяч км / год), летить повільніше, ніж промінь. Останній рухається більш, ніж в 96 тисяч кілометрів на годину швидше.

Як вимірювали швидкість світла?

Найперші вчені намагалися виміряти цю величину. Використовувалися різні методи. У період античності, люди науки вважали, що вона нескінченна, тому неможливо її виміряти. Ця думка залишилося надовго, аж до 16-17 століття. В ті часи з'явилися інші вчені, які припустили, що промінь має кінець, а швидкість можна виміряти.

Відомий астроном з Данії Олаф Ремер вивів знання про швидкість світла на новий рівень. Він зауважив, що затемнення супутника Юпітера спізнюється. Раніше на це ніхто не звертав увагу. Отже, він вирішив порахувати швидкість.

епіграф
Вчителька запитує: Діти, що швидше за все на світі?
Танечка говорить: Швидше за все слово. Тільки сказав, уже не повернеш.
Іванко каже: Ні, швидше за все світло.
Тільки натиснув на вимикач, а в кімнаті відразу світло стало.
А Вовочка заперечує: Швидше за все на світі пронос.
Мені одного разу так закортіло, що ні слова
сказати не встиг, ні світло включити.

Чи замислювалися ви коли-небудь, чому швидкість світла максимальна, кінцева і постійна в нашому Всесвіті? Це дуже цікаве питання, і відразу, як спойлера, видам страшну таємницю відповіді на нього - ніхто точно не знає, чому. Швидкість світла береться, тобто подумки приймається за константу, і на цьому постулаті, а так само на ідеї, що всі інерціальні системи відліку рівноправні Альберт Ейнштейн побудував свою спеціальну теорію відносності, яка ось уже сто років виводить вчених з себе, дозволяючи Ейнштейну безкарно показувати світу мову і посміхатися в труні над розмірами свині, яку він підклав всьому людству.

Але чому, власне, вона така постійна, така максимальна і така кінцева відповіді так і немає, це лише аксіома, тобто прийняте на віру твердження, що підтверджується спостереженнями і здоровим глуздом, але ніяк нізвідки логічно або математично виведене. І цілком ймовірно, що не таке вже й вірне, однак ніхто досі не зміг його спростувати ні яким досвідом.

У мене є свої міркування з цього приводу, про них пізніше, а поки по простому, на пальцях ™ спробую відповісти хоча б на одну частину - що означає швидкість світла "постійна".

Ні, я не буду вантажити вас уявними експериментами, що буде якщо в ракеті, що летить зі швидкістю світла, включити фари і т.д., зараз трохи не про це.

Якщо ви подивіться в довіднику або вікіпедії, швидкість світла у вакуумі визначена як фундаментальна фізична константа, яка точно дорівнює 299 792 458 м / с. Ну, тобто якщо говорити приблизно, то це буде близько 300 000 км / с, а ось якщо прям точно - 299 792 458 метрів в секунду.

Здавалося б, звідки така точність? Будь-яка математична або фізична константа, що не візьми, хоч Пі, хоч підстава натурального логарифма е, Хоч гравітаційна стала G, або постійна Планка h, Завжди містять якісь цифри після коми. У Пі цих знаків після коми на сьогоднішній момент відомо близько 5 трильйонів (хоча якийсь б то ні було фізичний зміст, мають тільки перші 39 цифр), гравітаційна стала сьогодні визначена як G ~ 6,67384 (80) x10 -11, а постійна планка h ~ 6.62606957 (29) x10 -34.

Швидкість же світла у вакуумі становить рівно 299 792 458 м / с, ні сантиметром більше, ні наносекунд менше. Хочете дізнатися, звідки така точність?

Почалося все як завжди з давніх греків. Науки, як такої, в сучасному розумінні цього слова, у них не існувало. Філософи стародавньої Греції тому і називалися філософами, бо спочатку вигадували якусь хрень у себе в голові, а потім за допомогою логічних умовиводів (а іноді і реальних фізичних дослідів) намагалися довести її або спростувати. Однак використання реально існуючих фізичних вимірювань і феноменів вважалися у них доказами "другого сорту", які не йдуть ні в яке порівняння з першосортними логічними висновками одержуваними висновками прямо з голови.

Першим, хто задумався про існування у світла власної швидкості, вважають філософа Емпідокла, який заявляв, що світло є рух, а у руху повинна бути швидкість. Йому заперечував Аристотель, який стверджував, що світло це просто присутність чогось в природі, і все. І нічого нікуди не рухається. Але це ще що! Евклід з Птолемеєм так ті взагалі вважали, що світло випромінюється з наших очей, а потім падає на предмети, і тому ми їх бачимо. Коротше стародавні греки тупили як могли, поки їх не завоювали такі ж древні римляни.

У середні століття більшість вчених продовжували вважати, що швидкість поширення світла нескінченна, серед таких були, скажімо, Декарт, Кеплер і Ферма.

Але деякі, наприклад Галілей, вірили, що у світла є швидкість, а значить її можна виміряти. Широко відомий досвід Галілея, який запалював лампу і світил помічникові, що знаходиться від Галілея в декількох кілометрах. Побачивши світло, помічник запалював свою лампу, і Галілей намагався виміряти затримку між даними моментами. Природно у нього нічого не виходило, і врешті-решт він змушений був написати в своїх творах, що якщо у світла є швидкість, то вона надзвичайно велика і не піддається виміру людськими зусиллями, а тому можна вважати її нескінченною.

Перша документальна вимірювання швидкості світла приписується датському астроному Олафа Ремеру в 1676м році. На цей рік астрономи, озброєні підзорними трубами того самого Галілея, щосили спостерігали за супутниками Юпітера і навіть вирахували періоди їх обертання. Вчені визначили, що найближчий до Юпітера супутник Іо має період обертання приблизно 42 години. Однак Ремер зауважив, що іноді Іо з'являється через Юпітера на 11 хвилин раніше, ніж передбачалося, а іноді на 11 хвилин пізніше. Як виявилося, Іо з'являється раніше в ті періоди, коли Земля, обертаючись навколо Сонця, наближається до Юпітера на мінімальну відстань, і відстає на 11 хвилин тоді, коли Земля знаходиться в протилежному місці орбіти, а значить знаходиться від Юпітера далі.

Тупо поділивши діаметр земної орбіти (а він в ті часи був уже більш-менш відомий) на 22 хвилини Ремер отримав швидкість світла 220 000 км / с, приблизно на третина не дорахувавшись до істинного значення.

У 1729м році англійський астроном Джеймс Бредлі, спостерігаючи за параллаксом (Невеликим відхиленням розташування) зірки Етамін (Гамма Дракона) відкрив ефект аберації світла, Тобто зміна положення на небосхилі найближчих до нас зірок через рух Землі навколо Сонця.

З ефекту аберації світла, виявленого Бредлі, так само можна вивести, що світло має кінцеву швидкість поширення, за що Бредлі і вхопився, обчисливши її рівною приблизно 301 000 км / с, що вже в межах точності 1% від відомої сьогодні величини.

Потім пішли всі уточнюючі вимірювання іншими вченими, але так як вважалося, що світло є хвиля, а хвиля не може поширюватися сама по собі, потрібно щоб щось "хвилювалося", виникла ідея існування "світлоносного ефіру", виявлення якого з тріском провалив американський фізик Альберт Майкельсон. Ніякого світлоносного ефіру він не виявив, але в 1879м році уточнив швидкість світла до 299 910 ± 50 км / с.

Приблизно в цей же час Максвелл публікує свою теорію електромагнетизму, а значить швидкість світла стало можливо не тільки безпосередньо вимірювати, але і виводити з значень електричної і магнітної проникності, що і було зроблено уточнивши значення швидкості світла до 299 788 км / с в 1907м році.

Нарешті Ейнштейн заявив, що швидкість світла у вакуумі - константа і не залежить взагалі ні від чого. Навпаки, все інше - складання швидкостей і знаходження правильних систем відліку, ефекти уповільнення часу і зміни відстаней при русі з великими швидкостями і ще безліч інших релятивістських ефектів залежать від швидкості світла (бо вона входить в усі формули як константи). Коротше, все в світі відносно, а швидкість світла і є та величина, щодо якої відносні всі інші речі в нашому світі. Тут, можливо, слід віддати пальму першості Лоренцу, але не будемо меркантильні, Ейнштейн так Ейнштейн.

Точне визначення значення цієї константи тривало весь 20й століття, з кожним десятиліттям вчені знаходили все більше цифр, після коми в швидкості світла, поки в їх головах не почали зароджуватися певні підозри.

Все більше і більше точно визначаючи, скільки метрів в вакуумі світло проходить за секунду, вчені почали замислюватися, а що це ми все в метрах щось міряємо? Адже врешті-решт, метр це просто довжина якийсь платино-іридієвої палиці, яку хтось забув в якомусь музеї під Парижем!

А спочатку ідея введення стандартного метра здавалася прекрасною. Щоб не мучитися з ярдами, футами та іншими косими сажнями, французами в 1791м році було вирішено прийняти за стандартну міру довжини одну десятимільйонна частина відстані від Північного Полюса до екватора по меридіану, що проходить через Париж. Виміряли яку з точністю, яка знаходиться на той час, відлили палицю з платино-іридієвого (точніше спочатку латунного, потім Платіні, а вже потім платино-іридієвого) сплаву і поклали в цю саму паризьку палату мір і ваг, як зразок. Чим далі, тим більше з'ясовується, що земна поверхня змінюється, материки деформуються, меридіани зсуваються і на одну десятимільйонна частина забили, а стали вважати метром саме довжину тієї палицю, що лежить в кришталевій труні паризького "мавзолею".

Таке ідолопоклонство не личить справжньому вченому, тут вам не Червона Площа (!), І в 1960м році було вирішено спростити поняття метра до цілком очевидного визначення - метр точно дорівнює 1 650 763,73 довжин хвиль, що випускаються переходом електронів між енергетичними рівнями 2p10 і 5d5 збудженому ізотопу елемента Криптон-86 в вакуумі. Ну, куди ще ясніше?

Так тривало 23 роки, при цьому швидкість світла у вакуумі вимірювалася з дедалі більшою точністю, поки в 1983м році нарешті навіть до самих упертих ретроградів дійшло, що швидкість світла і є сама що ні на є точна і ідеальна константа, а не якийсь там ізотоп криптону. І все було вирішено перевернути з ніг на голову (точніше, якщо задуматися, вирішено було все перевернути якраз таки назад з голови на ноги), тепер швидкість світла з - справжня константа, а метр це відстань, яку проходить світло у вакуумі за (1/299 792 458) секунди.

Реальне значення швидкості світла продовжує уточнюватися і в наші дні, але що цікаво - з кожним новим досвідом вчені не швидкість світла уточнюють, а справжню довжину метра. І чим точніше буде знайдена швидкість світла в найближчі десятиліття, тим точніший метр ми в результаті отримаємо.

А не навпаки.

Ну, а тепер повернемося до наших баранів. Чому ж швидкість світла у вакуумі нашого Всесвіту максимальна, кінцева і постійна? Я це розумію так.

Всім відомо, що швидкість звуку в металі, та й практично в будь-якому твердому тілі набагато вище швидкості звуку в повітрі. Перевірити це дуже легко, варто прикласти вухо до рейці, і можна буде почути звуки поїзда, що наближається набагато раніше, ніж по повітрю. Чому так? Очевидно, що звук по суті, один і той же, і швидкість його поширення залежить від середовища, від конфігурації молекул, з яких це середовище складається, від її щільності, від параметрів її кристалічної решітки - коротше від поточного стану того медіума, за яким звук передається.

І хоча від ідеї світлоносного ефіру давно вже відмовилися, вакуум, за яким відбувається поширення електромагнітних хвиль, це не зовсім прям абсолютне ніщо, яким би порожнім він нам не здавався.

Я розумію, що аналогія кілька притягнута за вуха, ну так адже на пальцях ™ ж! Саме в якості доступною аналогії, а ні в якій мірі не як прямий перехід від одного набору фізичних законів до інших, я лише прошу представити, що в чотиривимірну метрику простору-часу, яку ми по доброті душевній називаємо вакуумом, вшита швидкість поширення електромагнітних (і взагалі будь-яких, у тому числі глюонів і гравітаційні) коливань, як в рельсу "вшита" швидкість звуку в стали. Звідси і танцюємо.

UPD: До речі кажучи, "читачам із зірочкою" пропоную пофантазувати, залишається чи швидкість світла постійної в "непростому вакуумі". Наприклад вважається, що при енергіях порядку температури 10 30 К, вакуум припиняє просто кипіти віртуальними частинками, а починає "википати", тобто тканину простору розвалюється на шматки, планковские величини розмиваються і втрачають свій фізичний зміст і т.д. Чи буде швидкість світла в подібному вакуумі все ще дорівнювати c, Або це покладе початок нової теорії "релятивистского вакууму" з поправками на кшталт лоренцевскіх коефіцієнтів при екстремальних швидкостях? Не знаю, не знаю, час покаже ...

---