Problem brzine svetlosti kao konstante – U ovom misaonom eksperimentu bićemo u mogućnosti kretanja brzinom svetlosti, ali bez fizičkih posledica po nas kao putnike, te ćemo ukratko morati da se podsetimo i osnovnih okvira fizike u čijim ćemo granicama biti tokom ovog opita. Počinjemo sa ubrzanjem i dostizanjem brzine svetlosti. Šta se potom dešava?

• diletacije vremena

• maksimalno uvećanja relativističke mase (javlja se usled uvećanja energije kretanja, jer masa ovisi o brzini)

• dolazi do Ficdžerald-Lorencove kontrakcije (efekta kontrakcije dužine objekta/tela, koji se jedino zapaža pri brzinama približnim, ili jednakim, brzini svetlosti)

Dok se mi nalazimo u kosmičkom brodu, na pragu dostizanja brzine svetlosti, sa posmatračem na Zemlji nema nikakvih promena. Ali kada bi posmatrač bio u mogućnosti da nas opazi unutar našeg broda zapazio bi sledeće:

• tok vremena unutar i oko broda usporava (do momenta zaustavljanja pri dostizanju brzine svetlosti)

• kosmički brod postaje sve tanji i blago zakrivljen

• masa se uvećava.

Dalje, za nas unutar broda protok vremena ostaje nenarušen, kao i percpecija dimenzija broda u kome se nalazimo. Nema uočljivih promena. S tim da je jedino primetna promena mase. A gledajući prema Zemlji primetili bi ste skoro iste efekte koje posmatrač za Zemlje vidi posmatrajući nas.

Šta se dalje dešava, po dostizanju brzine svetlosti? Za posmatrača sa Zemlje ništa se ne menja u njegovom okruženju, ali gledajući u raketu dalje primećuje:

• vreme je zaustavljeno, a raketa nestala iz vidokruga

• masa, ukoliko je i dalje merljiva, postala je beskonačno velika (vrlo je važno naglasiti da ćemo ovu stavku za sada zanemariti iz vrlo praktičnih razloga i s ciljem izvodljivosti eksperimenta do kraja, ali ćemo je kasnije uključiti u jednačinu).

Za nas unutar rakete vreme ostaje nenarušeno ali gledanjem u pravcu Zemlje ponovo zapažamo iste efekte kao i posmatrač na Zemlji gledajući u pravcu našeg broda:

• vreme je zaustavljeno

• planeta Zemlja i ostatak inertnog svemir su iščezli.

Po terminom inertni svemir podrazumeva se sporo kretanje drugih galaksija u odnosu na brzinu svetlosti kojom se mi, u ovom slučaju, krećemo, te dolazi do nemogućnosti upotrebe bilo kakve referentne tačke u okolnom prostoru. Zarad još boljeg razumevanja koncepta inertnog svemira treba reći da se naša matična zvezda kreće oko centra Mlečnog puta brzinom od oko 240 kilometara u sekundi. Ta brzina predstavlja tek 0.08% brzine svetlosti, tako je kretanje drugih kosmičkih objekata maletene ravno nuli, sa stanovišta posmatrača koji se sada kreće brzinom od 300.000 kilometara u sekundi (299.705 km/s).

Postoje izvodljivi fizički modeli po kojima je moguće kretanje pojedinačnih galaksija (u međusobnom udaljavanu) brzinom svetlosti, ali u tim ekstremnim slučajevima teorija relativiteta se ne uzima u fokus jer se, u stvari, prostor među galaksijama širi brzinom svetlosti, a ne sami galaktirki klasteri. Iako je, po Ajnštajnu, nemoguće kretati se kroz svemir brzinom većom od brzine svetlosti, ipak je moguć scenario u kome se dve distancirane galaksije jedna od druge udaljavaju brzinom većom od 299.705 km/s. To se dešava zahvaljujući, kako smo već rekli, stopi kojom se prostor među tim galaksijama isteže, trenjem prostora udaljavajućih galaksija. Ova potencijalna hiper brza kretanja teoretski nemaju nikakvog uticaja na fizički materijal od koga su galaksije sazdane (njihova energija u tom slučajua ne teži beskonačnoj vrednosti), jer se ti objekti/galaksije one ne kreću brzinom svetlosti, već se tom stopom jednostavno udaljavaju. Ali to otežava potencijalno merenje njihovog realnog kretanja u prostoru.

Vratimo se sada našim početnim primerima. Dakle, vreme je stalo, univerzum nestao i ne postoji trenutno ništa sem nas i našeg broda u kome smo. Jednom kada ubrzate do 300.000 km/s više nema povratka, jer univerzum iz koga ste krenuli na svetlosni put zauvek je nestao. To svakako predstavlja paradoks u našem logičkom sistemu mišljenja. Verovatno bi išli logikom – ”jednostavno ću usporiti…”, ali setite se da brzinom svetlosti putujete beskonačno daleko kroz ne-vreme. Nemate više gde da se vratite. Šta mislite, gde ćete izroniti u beskonačnim prostranstvima univerzuma pošto otputujete beskonačno daleko? U toku vašeg kretanja brzinom svetlosti vaša realna brzina jednaka je nuli, jer više ne može biti određena pošto nemate referentnu tačku na osnovu koje bi odredili svoje kretanje i definisali ga u osnovama. Svemir iz koga ste započeli svoje putovanje više ne postoji, trajno je izmenjen.

Nema vremena, nema prostora (svemira) i nema referentne tačke. Samo mi. I naš hiper brzi brod. Sada je došao moment kada u ovu jednačinu ponovo vraćamo efekat relativističke mase, koji smo do sada zanemarivali. Sada kada je ponovo na snazi uslov da masa može dostići brzinu svetlosti tek pošto naruši sopstvenu stabilnost (masa ukoliko je i dalje merljiva postala je beskonačno velika), vaš kosmički brod bi izazvao stvaranje crne rupe koja bi težila gutanju svog okruženja ili pak čitavog kosmosa. Ono što možemo da učinimo čime bi održali naš eksperiment u životu jeste da zamislimo da brzinu svetlosti nismo dostigli našim kosmičkim vozilom, već našom svešću koja nije definisana masom.

Tada, kretanjem brzinom svetlosti – Vaša svest plovi u (bezvremenoj) Večnosti i (besprostornom) Beskraju. Ta slika dovodi do pitanja – Kako? Kako to da na kraju dolazimo do tačke u kojoj je ono što se dešava pri brzini svetlosti jednako dimenziji u kome živi naše svakodnevno Ja?

Zašto na brzinu svetlosti gledamo kao na ograničenje? Kao kada bi merenjem brzine automobila na autoputu došli do zaključka da se svi kreću maksimalnom brzinom od 120 kilometara na čas, te da ta brzina, zbog ograničenja, predstavlja apsolutni limit. Ipak, istina je da se svi učesnici saobraća samo pridržavaju ograničenja. Nauka je već došla do mnogih nagoveštaja da svetlost sa sobom donosi mnogo više od onoga što za sada sa sigurnošću znamo.

Pozabavimo se sada ovim problemom iz ugla kvantne elektrodinamike (QED, Quantum electrodynamics), kompleksne i matematički vrlo složene teorije koja opisuje interakciju svetlosti (fotona) i materije (pre svega elektrona, ali i svih drugih naelektrisanih čestica (koje imaju spin 1/2, kao što su mioni)). Kvantna elektrodinamika kompatibilna je sa specijalnom teorijom relativnosti i opisuje sve fenomene osim fenomena povezanih sa opštom teorijom relativnosti. Iz ove perspective vidimo da je brzina svetlosti konstantna samo u vakumu, a krećući se kroz druge sredine, kao što su npr. voda ili staklo, svetlost biva blago usporena. U stvari ne dešava se usporavanje, već se samo čeka na moment izlaska snopa svetlosti iz sredine kroz koju se propušten. Tako izvodeći opit kroz strukturu dijamanta svetlost biva usporena 2.4 puta, ali ponovo momentalno ubrzava pošto napusti dijamant, delujući kao da do suporenja nije ni došlo. Postavlja pitanje zašto svetlost tako naglo uvećava svoju brzinu po izlasku iz različitih struktura? Odgovor se verovatno krije u činjenici da  nije ni došlo do umanjenja brzine kretanja fotona, jer se više i ne radi o istim fotonima koji su penetrirali dijamant.

Još jedno od bitnih pitanja jeste i da li se svetlost kreće pravolinijski? Možda. Putanja svetlosti ne može biti utvrđena sa sigurnošču, jer u momentu kada bi obratili pažnju na snop svetlosti on bi mogao drastično da izmeni svoju putanju. Radi se o principu verovatnoće, a sve je bazirano na matematici ishoda kojih je nebrojeno mnogo. Ista priča važi i za ogledala, gde ugao ulaska svetlosti ne mora odgovarati uglu izlaska, odnosno refleksiji. Fenomen koji nam to najbolje može predočiti jeste treperenje vazduha nad usijanim asfaltom pod suncem. Treperenje je odraz sunčevih zraka, ali ne onih koji se kreću pravolinijski već isključivo onih koji su najbrže stigli. S obzirom da se u našem svetu toliko toga svodi na zakone verovatnoće, Ajnštajn je jednom prilikom izjavio (1943. godine u razgovoru sa Vilijamom Hermansom – William Hermanns, Einstein and the Poet), kako veruje da se maker Bog ne igra kockicama, ako smo već mi na njih osuđeni u našem svetu.

Vratimo se sada na osnovni problem – zašto pretpostavljamo da je brzina svetlosti svojevrsno ograničenje? Ili se samo pridržava tog ograničenja? To nam otvara prostor da postavimo još jedno pitanje – šta bi bilo da je brzina svetlosti beskonačna?

U tom slučaju bi:

• noćno nebo bilo bi okupano blještavom svetlošću

• tehnološka komunikacija, bar ova koju danas poznajemo, ne bi bila moguća zbog prevelikog zagađenja signala

• bili bi u mogućnosti da trenutno posmatramo čitav stvoreni univerzum

• a taj isti univerzum bio bi direktno povezan s našim novim poimanjem onoga što poznajemo kao Sadašnjost, bez ideja o prošlosti i budućnosti, usled mogućnosti promatranja Svega.

Ova poslednja pretpostavka nas direktno navodi na pomisao da je brzina svetlosti upravo ono čime i definišemo Sadašnjost, Sada. Šta je Sada? Posmatranjem Zemlje, Meseca i Marsa svako od tih tela ima svoje lokalno Sada, jer Mesečeva sadašnjost dopire do nas za jednu i po sekundu, dok Marsovoj sadašnjosti treba oko četiri minuta. Zamislimo, u tim okvirima, drvo na Zemlji sa koga otpada list. Ovaj događaj izaziva tzv. talas Sadašnjosti, jer tek posle jedne i po sekunde ovaj događaj postaje vidljiv na Mesecu, a posle četiri minuta i na Marsu. Tek tada je i za njih list s drveta otpao. Dešava se to da svi centri dešavanja šalju svoje talase Sadašnjosti, odnosno svaka tačka u univerzumu šalje svoje specifične talase o stanju Sada.

Te tačke čak mogu biti reda veličine Plankove dužine, što predstavlja najmanju moguću jedinicu dužine. U teoriji, Plankova dužina iznosi oko 10 na minus dvadesetom prečnika protona. Daleko manje od bilo čega do sada izmerenog dostupnim mernim instrumentima i jedinicama. Ta najmanja izmerena dužina iznosi oko 10 na minus petom prečnika protona i zbog toga je Plankova dužina uglavnom teoretska vrednost. Dužina ispod koje se ne može više meriti. Tako primenjujući ovo na čuvenu formula E = mc2 vidimo da je E (energija) takođe h*v (h = Plankova konstanta, v = frekvencija).

U ovom trenutku mi smo u mogućnosti da revidiramo značenje brzine svetlosti, jer Stvaranje komunicira samo sa sobom, brzinom svetlosti. Materija/svest ima potrebu da bude u konstantnom kontaktu sa stvaranjem, jer je se Stvaranje uvek odvija u Sadašnjosti, ali s odloženim delovanjem kako se širi prostranstvima prostora. Tako se u svetlu ovakvog pristupa sama od sebe se nameće ideja da je brzina svetlosti, u stvari, samo odloženo Sada. Odloženo Sada jeste jedini limit brzine svetlosti.

Svetlost se jednostavno pridržava ograničenja brzine (kao osnovni medijum putem koga percipiramo stvarnost). Ova brzina nipošto ne bi trebala da predstavlja bilo kakvu vrstu konstante u postojećem univerzmu. Naprotiv, ona se povremeno prelama u Prošlost i Budućnost, u svoje pod-odlike.

Odavde možemo da načinimo još jedan krupan korak postavljajući još jedno pitanje: nije li onda gravitacija nusprodukt Stvaranja? Trenutno ovako stoje stvari – više stvaranja = više mase = više gravitacije. Ali da li onda Stvaranja savija Prostor? S ovakvim razumevanjem poretka stvari Lorencov faktor (s početka naše priče) dobija novo značenje. Radi se o Doplerovom efektu Stvaranja. Na ovaj način posmatrali smo tzv. talas Sadašnjosti odozgo, bar u ovom našem misaonom opitu. Iako to možemo da izvedemo posmatrajući talas i sa strane, jer se prostire u svim pravcima od izvorne tačke. Jedini je problem to što nismo u stanju zamisliti četiri dimenzije prostora, bar ne na celovit način.

Ubrzavanjem ka brzini svetlosti, u našem brodu s početka priče, vi ćete i dalje emitovati svetlost/refleksiju, ali s obzirom na brzinu vašeg kretanja sustićićete prvi talas drugim talasom. Poklapanjem tih talase doći će do frekventnog uvećanja. S punim dostizanjem brzine svetlosti svi talasi stvaranja težiće uvećanju do beskonačnosti. Ista stvar je s crnim rupama – ne šalju svoje talase već ih uvijaju, krive, sprečavajući bilo kakvo bekstvo ili rasipanje stvaranja poklapanjem.

.

Za P.U.L.S.E / Dražen Pekušić

Sajt ARSmagine.com

Tekstovi o nauci na portalu P.U.L.S.E

  brzina svetlosti, Dražen Pekušić, eksperiment, prostor-vreme, svemir