ym104432846
Вставьте ссылку на видео из Youtube, Rutube, VK видео
Задайте вопрос по видео
Что вас интересует?
00:02:04
Трансформация звёздного неба при релятивистских скоростях:
  • Скорость света — фундаментальная физическая константа, равная приблизительно 300 000 км/секунду (или 299 792 км/с), установленная природой как предельная скорость движения объектов во Вселенной
  • Эффекты релятивизма
  • Замедление времени (замедление хода часов) для наблюдателей, движущихся с большими скоростями относительно неподвижного наблюдателя
  • Сокращение расстояний вдоль направления движения (лоренцево сокращение)
  • Оптические эффекты при движении с релятивистскими скоростями
  • Операция света (деформация и смещение изображений звёзд)
  • Доплеровское смещение (голубое или красное смещение света от приближающихся или удаляющихся источников соответственно)
  • Увеличение яркости света от близких объектов
00:22:25
Операция света и её влияние на вид звёзд:
  • Эффект операции света: при увеличении скорости наблюдателя изменяется восприятие направления прихода света от звезд, что ведет к их видимому смещению вперед (эффект фары)
  • Яркость и концентрация звезд: при достижении высоких скоростей (~90–99% от скорости света) звезды впереди становятся значительно ярче и плотнее собираются в узкий конус света, тогда как звезды позади наблюдателя исчезают и краснеют, уходя в невидимую область спектра
  • Доплеровский сдвиг: при движении наблюдателя вперед свет от звезд впереди приобретает голубой оттенок (голубое смещение), а свет от удаляющихся объектов становится красным (красное смещение)
00:36:34
Цветовое смещение звёзд при релятивистских скоростях:
  • Эффект Доплера для света отличается от классического эффекта Доплера для звука, поскольку свет не требует среды распространения (вакуум)
  • При движении навстречу источнику света частота света увеличивается, длина волны уменьшается, и свет смещается в голубую часть спектра
  • При высокой скорости движения источник света впереди смещается за пределы видимого спектра, становясь невидимым для человеческого глаза, однако инфракрасный спектр смещается в видимый диапазон
00:41:57
Яркость звёзд и её изменение при движении:
  • Яркость звёзд значительно возрастает при приближении наблюдателя (релятивистский корабль), особенно впереди корабля, благодаря нескольким физическим эффектам: геометрическому сжатию света, доплеровскому усилению частоты фотонов и увеличению числа фотонов, достигающих наблюдателя
  • За кораблём звёзды становятся менее заметными и тусклыми вследствие увеличения красного смещения, уменьшения плотности фотонов и их меньшей частоты, что делает их невидимыми человеческому глазу и смещёнными в инфракрасный спектр
  • Наблюдатель на релятивистском корабле испытывает необычное восприятие пространства-времени: впереди него возникает яркий голубой диск звёзд, окружённый тусклым красным кольцом, а сзади наблюдается абсолютная чернота космического вакуума
00:49:12
Релятивистское замедление времени и сокращение длины:
  • Эффект специальной теории относительности называется лоренцево сокращение и заключается в изменении воспринимаемой длины объектов в зависимости от скорости их движения относительно наблюдателя
  • При движении со скоростью, близкой к скорости света (например, 99,99%), расстояние до звезд сокращается в системе отсчета наблюдателя, что позволяет преодолевать большие расстояния за сравнительно короткое время
  • Из-за эффекта сокращения длины и замедления времени, звезды вблизи направления движения наблюдателя визуально приближаются и смещаются к центру поля зрения, меняя цвет и становясь ближе в восприятии наблюдателя
00:57:40
Философские аспекты релятивистского путешествия:
  • 1. Путешественник во времени, двигаясь с высокой скоростью, видит звёзды в ином временном контексте, чем неподвижный наблюдатель на Земле (эффект временной асимметрии)
  • 2. Из-за эффекта замедления времени и сокращения расстояния, путешествие к звезде, расположенной на расстоянии 50 световых лет, займёт всего около 14 лет личного времени путешественника, однако на Земле пройдёт значительно больше времени (~100 лет)
  • 3. В результате перемещения с большой скоростью, путешественник оказывается в будущем Земли относительно оставленных им людей и событий
01:05:40
Видимый и невидимый спектр при релятивистских скоростях:
  • 1. Эффект Доплера — при высокой скорости перемещения наблюдателя изменяется длина волн света от звезд, вызывая голубой (при приближении) и красный (при удалении) спектральный сдвиг
  • 2. Видимость невидимых областей спектра — при релятивистских скоростях видимый свет от звезд смещается в ультрафиолетовый и рентгеновский диапазоны, становясь невидимым для человеческих глаз, однако доступен специальным детекторам
  • 3. Асимметрия видимого неба — впереди релятивистский путешественник видит ярко-голубой диск звезд, тогда как сзади — красное смещение и невидимую тьму, заполненную космическим микроволновым фоном
0: Представьте себе, что вы стоите в открытом поле поздним вечером, далеко от городских огней, и над вами раскинулось бескрайнее небо, усыпанное тысячами звёзд, каждая из этих крошечных светящихся точек это солнце, подобное нашему или даже гораздо.
1: Более грандиозные, расположенные на расстояниях, настолько огромных, что человеческий разум едва способен их постичь. Свет, который вы видите в этот самый момент, покинул эти далёкие солнце годы, десятилетия, а иногда и тысячелетия назад, и только.
2: Сейчас достиг ваших глаз, завершив своё невообразимо долгое путешествие через космическую пустоту. Это ночное небо, которое вы наблюдаете, по сути, является машиной времени, показывающей вам прошлое Вселенной в его замороженном великолепии, и.
3: Сейчас, прежде чем мы отправимся в путешествие, которое изменит все, что вы думаете о звёздах и пространстве, я хотел бы попросить вас, если вам нравится этот спокойный, созерцательный способ исследования космоса, нажать кнопку подписки и поставить лайк, это поможет нам.
4: Продолжать создавать такие расслабляющие путешествия по Вселенной для вас. А пока вы устраивайтесь поудобнее, подумайте вот о чем и напишите в комментариях. Если бы вы могли лететь сквозь космос почти со скоростью света, что бы вас больше всего поразило то как изменятся звезды.
5: Вокруг вас или то, как изменится само время, ночное небо, каким мы его знаем, обладает особой, почти гипнотической неподвижностью созвездия, которые наблюдали древние греки египтяне, выглядят практически так же, как они выглядят сегодня.
6: Он все также поднимает свой меч большая медведица все также указывает на полярную звезду и млечный путь все также протягивается серебристой рекой через небесный свод эта кажущаяся неизменность создаёт иллюзию того, что Вселенная статична.
7: Что звезды это вечные светильники, подвешенные на невидимом куполе над нашими головами. Но эта неподвижность лишь следствие нашей собственной неподвижности. Мы, обитатели планеты земля, движемся через космос с определённой скоростью. Наша.
8: Планета вращается вокруг солнца со скоростью около 30 километров в секунду, а вся солнечная система движется вокруг центра галактики со скоростью примерно 220 километров в секунду. Эти скорости кажутся огромными по человеческим меркам, но
9: Сравнению со скоростью света они практически незаметны подобно тому, как улитка, ползущая по листу, не замечает движения ветра высоко над ней, именно эта относительная неподвижность определяет то, как мы воспринимаем звезды свет от далёких солнц достигает.
10: Нас практически с того направления, в котором эти солнце действительно находятся и их цвета остаются такими, какими они были созданы в раскалённых звёздных атмосферах. Когда вы смотрите на красноватый петерей в созвездии ориона, вы видите его красным, потому что этот древний красный
11: Гигант действительно излучает свет с преобладанием красных длин волн, когда вы смотрите на голубоватый ригель в том же созвездии, вы видите его голубым, потому что эта горячая звезда действительно пылает голубым пламенем цвета звёзд рассказывают нам об их температур.
12: Составе и возрасте, и эта информация доходит до нас практически без искажений, потому что мы почти неподвижны относительно великого танца света во Вселенной. Но что если бы мы начали двигаться не просто двигаться со скоростью автомобиля или самолёта,
13: И даже не со скоростью космического корабля, летящего к далёким планетам, а двигаться по настоящему быстро, со скоростью, приближающейся к скорости самого света что случилось бы тогда с этим знакомым уютным ночным небом, остались бы созвездия на своих места?
14: Сохранили бы звезды свои привычные цвета эти вопросы приводят нас к 1 из самых удивительных и красивых аспектов физики, к тому, как движение наблюдателя изменяет саму ткань его восприятия реальности, прежде чем мы отправимся в это путешествие.
15: Давайте ещё немного задержимся в этом тихом поле под звёздами и подумаем о том, что такое свет. Свет. Это не просто яркость, которую мы видим глазами. Это электромагнитное излучение волны, распространяющиеся через пространство со строго определённой скоростью. Это
16: Скорость примерно 299792 километра в секунду является 1 из фундаментальных констант нашей Вселенной. Она не зависит от того, кто её измеряет или как быстро движется, измеряющий это странное свойство, открытое.
17: Альбертом эйнштейном в начале 20 века лежит в основе всего того удивительного, что мы собираемся исследовать, когда вы смотрите на звезду, ваши глаза улавливают фотоны, крошечные частицы света, которые также ведут себя как волны каждый
18: Фотон несёт в себе определённое количество энергии, и эта энергия определяет его цвет. Фотоны с высокой энергией кажутся нам синими или фиолетовыми, фотоны с более низкой энергией, красными или оранжевыми. Между ними располагается
19: Видимый спектр жёлтый, зелёный, голубой, но видимый свет это лишь крошечная часть огромного электромагнитного спектра за пределами фиолетового лежат ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи и гамма лучи излуче.
20: Столь энергичное, что наши глаза не способны его воспринять. За пределами красного находятся инфракрасные лучи, микроволны и радиоволны, излучение столь низко энергичное, что оно также невидимо для нас. Все это свет в широком
21: Смысле этого слова просто разные его формы. Звезды, которые вы видите ночью, излучают свет во всем этом спектре, но наши глаза воспринимают только узкую полоску видимых длин волн. Именно поэтому мы видим звезды как точки белого жёлтого оранж.
22: Красного или голубого цвета в зависимости от температуры их поверхности горячие звезды кажутся голубыми, потому что пик их излучения приходится на коротковолновую часть спектра холодные звезды кажутся красными, потому что они излучают больше длинновол.
23: Света. Наше солнце с его поверхностной температурой около 5500 градусов цельсия находится где-то посередине, и поэтому его sweet кажется нам жёлто белым. Теперь представьте, что вы поднимаетесь с этого поля и садитесь в воображаемый
24: Космический корабль корабль, способный разгоняться до скоростей, которые сегодня существуют только в уравнениях Физиков. И в наших мечтах этот корабль не похож ни на 1 реальный аппарат, когда-либо построенный человечеством, он способен приближаться.
25: К скорости света, этому священному пределу, который Вселенная установила для всего, что имеет массу, вы устраиваетесь у иллюминатора, глядя на знакомое ночное небо, и двигатели начинают свой медленный, но неумолимый разгон в этот
26: Момент. Вы ещё не знаете, что знакомый вид звёзд, который вы наблюдаете, скоро изменится до неузнаваемости. В первые мгновения ускорения ничего особенного не происходит. Звезды выглядят так же, как и раньше. Орион все ещё узнаваем. Большая.
27: Сохраняет свою форму, но по мере того, как скорость вашего корабля растёт сначала до 1% скорости света, затем до 5, 10, 20%, вы начинаете замечать что-то странное. Звезды, которые раньше находились по бокам вашего поля зрения, кажется,
28: Начинают медленно смещаться вперёд. Созвездия, которые были справа и слева от вашего курса, постепенно деформируются, словно их тянет невидимая сила к точке прямо перед вами. Это 1 признак того, что Вселенная не подчиняется интуитивным правилам, которые вы
29: Живя на медленной планете в медленном уголке космоса, то, что вы наблюдаете, это не оптическая иллюзия и не неисправность вашего корабля, это реальный физический эффект, называемый операцией света, и он становится все более заметны.
30: По мере того, как ваша скорость приближается к скорости самого света, но об этом мы поговорим подробнее чуть позже, пока же остановитесь и насладитесь последними мгновениями знакомого ночного неба, потому что очень скоро оно изменится, так, как вы никогда не могли себе представит.
31: Это путешествие, в которое мы собираемся отправиться, не просто научная фантазия, это исследование того, как работает сама природа реальности на её глубочайшем уровне. Принципы, которые мы будем изучать, были открыты и подтверждены экспериментально, с невероят.
32: Точностью. Каждый эффект, который мы опишем, смещение звёзд, изменение их цвета, искажение пространства и времени основан на твёрдых научных данных и математических уравнениях, которые физики используют каждый день для расчёта поведения частиц.
33: Сигналов от спутников gps и излучения далёких галактик, но сегодняшнее путешествие не будет сухим научным докладом мы будем двигаться медленно, созерцательно, давая вам время впитать каждую идею, насладиться каждым.
34: Образом. Представьте, что вы дрейфуете через космос на мягком облаке любопытства, и звезды вокруг вас рассказывают свои истории, истории о свете, пространстве времени и о том, как движение может изменить саму ткань того, что мы воспринимаем как реальность.
35: Ночное небо, которое вы знаете, это дар вашей неподвижности. Оно принадлежит наблюдателям, которые стоят неподвижно или движутся так медленно, что разница незаметна, но стоит только начать двигаться по настоящему быстро, и этот дар трансформирует.
36: Во что-то совершенно иное, столь же прекрасное, но бесконечно более странное, и в этой странности скрываются некоторые из самых Глубоких истин о Вселенной, в которой мы живём теперь закройте глаза на мгновение и представьте, то поле ещё раз холодный.
37: Ночной воздух, аромат травы, тихий стрекот Сверчков над вами, бесконечность, усыпанная древним светом, вы чувствуете себя маленьким, но не одиноким, вы часть этой огромной космической симфонии и свет, который достигает ваших глаз.
38: Связывает вас с самыми далёкими уголками Вселенной. Это знакомое небо, ваша отправная точка, ваш дом. И теперь, когда вы полностью ощутили его красоту и покой, мы готовы начать наше путешествие к горизонтам, где сам
39: Реальность начинает изгибаться под давлением скорости. 1, что нам нужно понять, прежде чем мы сможем по настоящему оценить трансформацию звёзд при релятивистских скоростях. Это что именно означает двигаться со скоростью, близкой к скорости света, это не
40: Просто вопрос больших чисел это вопрос о самой природе пространства и времени, о фундаментальных правилах, которые управляют нашей Вселенной. Скорость света в вакууме это примерно 299792 километра в секунду.
41: Это число можно записать как 300000 километров в секунду для простоты, и это приблизительная оценка. Достаточно точно для большинства наших размышлений, чтобы понять, насколько это быстро подумайте о том, что свет может обогнуть землю по экватору примерно 7 с половиной.
42: Раз за 1 секунду свет достигает луны примерно за 1 и 3/10 секунды солнечный свет долетает до земли примерно за 8 минут, но даже эта невообразимая скорость недостаточна, чтобы мгновенно пересечь космические расстояния Свету.
43: Нужно более 4 лет, чтобы добраться от ближайшей к нам звезды проксима центавра. Теперь сравните это с нашими сегодняшними технологиями. Самый быстрый рукотворный объект, когда-либо созданный человечеством, это солнечный зонд parker, который в определён.
44: Моменты своей орбиты достигает скорости около 200 километров в секунду. Это впечатляет по человеческим стандартам, но это составляет лишь около 6/100 процента от скорости света. Даже космические аппараты войджицки ули, солнечную систему.
45: И летят к межзвёздному пространству, движутся со скоростью всего около 17 километров в секунду менее 6/1000 процента от скорости света. При такой скорости путешествие до проксимы центавра заняло бы примерно 70000 лет.
46: Между нашими сегодняшними возможностями и скоростью света лежит пропасть, которую нельзя преодолеть простым увеличением мощности двигателей, и причина этого не в инженерных ограничениях, а в самой структуре Вселенной, согласно специальной теории относительности эйнштейна, опубликованной в тысяч.
47: 1905 году. Скорость света это не просто очень большое число, это абсолютный предел, встроенный в геометрию пространства времени. Никакой объект с массой не может достичь или превысить эту скорость, независимо от того, сколько энергии вы в него вложите. Почему
48: Так происходит. Ответ связан с тем, как масса, энергия и скорость связаны друг с другом в релятивистской физике по мере того, как объект ускоряется, его кинетическая энергия увеличивается, но при приближении к скорости света происходит нечто.
49: Удивительное соотношение между добавленной энергией и полученным ускорением начинает резко меняться, чтобы увеличить скорость объекта с 90% скорости света до 99%. Требуется гораздо больше энергии, чем чтобы разогнать его от нуля до
50: 90%, а чтобы подойти ещё ближе до 99,9%, требуется ещё больше энергии и так далее. До бесконечности. Достижение самой скорости света потребовало бы бесконечного количества энергии, что физически невозмо.
51: Можно. Этот эффект иногда описывают как увеличение релятивистской массы объекта при ускорении, хотя современные физики предпочитают говорить об увеличении импульса и энергии, а не массы, суть остаётся той же. Чем быстрее вы движетесь, тем
52: Становится ускоряться дальше, и скорость света остаётся недосягаемой целью. Но давайте представим, что мы каким-то образом можем подойти очень близко к этому пределу, скажем, до 90 95 или даже 99%.
53: Скорости света, что тогда начинает происходить с пространством и временем вокруг нас. Ответы на эти вопросы составляют 1 из самых красивых и контринтуитивных глав современной физики 1 эффект, который проявляется при релятивистских скоростях.
54: Это замедление времени или временная дилатация для наблюдателя, движущегося с большой скоростью время течёт медленнее, чем для неподвижного наблюдателя это не субъективное ощущение и не иллюзия, это реальное физическое явление, подтверждённое бесчисленными.
55: Экспериментами атомные часы, помещённые на самолёты, летящие вокруг земли, показывают иное время, чем идентичные часы, оставленные на поверхности частицы, называемые мииона, и которые создаются космическими лучами в верхних слоях атмосферы живут.
56: Гораздо дольше, чем они должны были бы жить согласно своему собственному времени распада, потому что они движутся с огромными скоростями относительно земли степень замедления времени зависит от скорости и описывается так называемым коэффициентом лоренца при 50 процентах.
57: Скорости света. Время замедляется примерно в 1 и 15/100 раза при 90 процентах просто примерно в 2 и 3 раза при 99 процентах примерно в 7 раз, при 99,9% примерно в
58: 22 раза, и чем ближе к скорости света, тем более экстремальным становится эффект, это означает, что если бы вы отправились в путешествие на космическом корабле, летящем со скоростью 99% от скорости света, и пролетели бы расстояние.
59: Которые неподвижный наблюдатель измерил бы как 7 световых лет для вас прошёл бы примерно только 1 год. Вы бы постарели на год, а ваши друзья, оставшиеся дома, постарели бы на 7 лет. Это странное следствие специальной теории относительности, и оно не
60: Неоднократно подтверждено экспериментально. 2 эффект, тесно связанный с замедлением времени, это сокращение длины или лоренцево сокращение для движущегося наблюдателя расстояния в направлении движения кажутся сжатыми. Это не означает, что пространство физически
61: Сжимается. Это означает, что измерение расстояния зависит от скорости наблюдателя. Если вы летите со скоростью 90% от скорости света к звезде, которая находится на расстоянии 10 световых лет. Для вас это расстояние будет казаться примерно в
62: 2 и 3 раза короче, менее 5 световых лет это не иллюзия, это реальное следствие геометрии пространства времени. Эти 2 эффекта замедление времени и сокращение длины работают вместе, создавая самосогласованную
63: Картину релятивистской физики. Они объясняют, почему скорость света является пределом если бы вы могли достичь скорости света, время для вас полностью остановилось бы, а расстояние до вашей цели сократилось бы до нуля, но достичь этого невозможно.
64: Для любого объекта с массой здесь стоит сделать паузу и предупредить его распространённом заблуждении. Иногда люди говорят о перспективе фотона или о том, как Вселенная выглядит с точки зрения света. Соблазнительно думать, что для фотона время полностью.
65: Останавливается, и вся Вселенная сжимается в точку, так что фотон мгновенно достигает своего пункта назначения, однако эта интерпретация проблематична с точки зрения физики согласно специальной теории относительности, невозможно построить.
66: Корректную систему отсчёта, движущуюся со скоростью света. Уравнения просто не работают для этого случая они дают деление на 0 и другие математические несуразности. Поэтому когда мы говорим о том, как выглядит Вселенная при релятивистских скоростях,
67: Мы всегда имеем ввиду скорости, которые приближаются к скорости света, но никогда её не достигают. Теперь давайте вернёмся к нашему воображаемому кораблю и подумаем о том, как все эти эффекты влияют на то, что мы видим, глядя в иллюминатор, потому что замедление времени и сокращение
68: Длины это только часть истории, когда дело доходит до того, что мы реально наблюдаем. До того, как выглядят звезды для релятивистского путешественника, вступают в игру дополнительные оптические эффекты, которые создают ещё более драматичную картину, когда
69: Вы движетесь с большой скоростью, свет от звёзд достигает вас под иными углами, чем, если бы вы были неподвижны. Это явление называется операцией света, и оно существует даже при низких скоростях. Например, операция, вызванная орбитальным движе.
70: Земли вокруг солнца была открыта ещё в 18 веке, но при релятивистских скоростях операция становится экстремальной, и знакомые созвездия начинают деформироваться до неузнаваемости. Кроме того, свет от звёзд, к которым вы приближаетесь, испытывает
71: Голубое смещение из за эффекта доплера его длина волны сжимается, и он кажется более голубым или даже ультрафиолетовым свет от звёзд, от которых вы удаляетесь, испытывает красное смещение, его длина волны растягивается, и он может
72: Сместиться в инфракрасную область, становясь невидимым для человеческого глаза, и это ещё не все при релятивистских скоростях существует также эффект усиления яркости, связанный с фокусировкой света в направлении движения звезды впереди.
73: Становятся не только более голубыми, но и более яркими, в то время как звезды позади тускнеют и исчезают все эти эффекты операция, доплеровское смещение, изменение яркости работают вместе, создавая совершенно сюрреалистическую кар.
74: Космоса для релятивистского путешественника. Но об этих эффектах мы поговорим более подробно, по мере того, как наш воображаемый корабль набирает скорость. А пока давайте просто насладимся тем фактом, что наша Вселенная устроена настолько удивительным образом, эйнштейн, когда он
75: Впервые вывел эти уравнения более 100 лет назад, не имел возможности проверить их на космических кораблях, летящих к звёздам, он работал с мысленными экспериментами, логикой и математикой, и все же его предсказания оказались невероятно точными, подтверждённые сначала.
76: Косвенными экспериментами, а затем прямыми измерениями с использованием атомных часов и ускорителей частиц. Специальная теория относительности говорит нам, что пространство и время не являются отдельными абсолютными сущностями. Они перепле.
77: В единую четырехмерную структуру, называемую пространством временем, и эта структура ведёт себя не так, как подсказывает нам интуиция, расстояния и промежутки времени зависят от того, кто их измеряет и как быстро движется этот наблюдатель то, что
78: 1 наблюдатель называет пространством, другой наблюдатель частично воспринимает как время, и, наоборот, это глубокое переплетение пространства и времени. 1 из самых элегантных идей в истории физики. И когда мы думаем о звёздах при релятивистских скоростях, мы по
79: Наблюдаем, как это переплетение проявляется визуально смещение звёзд, изменение их цветов, деформация созвездий все это следствие глубокой геометрии пространства времени, становящиеся видимыми для нашего путешественника, прежде чем мы
80: Перейдём к более детальному изучению каждого из этих эффектов. Давайте сделаем глубокий вдох и просто оценим, насколько далеко нас привела человеческая мысль. 1000 лет люди смотрели на звезды и видели неизменный купол. Затем мы поняли, что звезды там, то далее
81: Солнца. Затем мы открыли, что свет распространяется с конечной скоростью, и затем эйнштейн показал нам, что эта скорость является фундаментальным пределом, встроенным в саму структуру реальности и что приближение к ней изменяет все время.
82: Странство, и даже то, как мы видим Вселенную вокруг нас, это знание не уменьшает чудо ночного неба, оно его углубляет. Каждая звезда, которую вы видите, это не просто точка света, это узел в огромной сети причинности, связанной с вами.
83: Лучами света, которые несут информацию через пространство и время. И если бы вы начали двигаться к этим звёздам со скоростью, близкой к скорости света, вы бы не просто приближались к ним, вы бы изменяли само своё отношение к пространству времён.
84: И звезды бы отвечали вам, меняя своё положение, свой цвет и свою яркость в космическом танце относительности. И вот мы готовы отправиться в это путешествие. Двигатели нашего воображаемого корабля набирают мощность, и знакомое ночное небо за иллюминатором начинает едва за.
85: Меняться это начало трансформации, которая приведёт нас к видениям, не похожим ни на что, что когда-либо видел человеческий глаз, но каждый шаг на этом пути будет основан на твёрдой физике, проверенной и подтверждённой и в этом сочета.
86: Научной строгости и визуального великолепия. Настоящая красота нашего исследования. Теперь, когда мы понимаем, что означает двигаться со скоростью, близкой к скорости света, мы можем начать изучать, что именно происходит со звёздами, когда наш корабль на
87: Скорость и 1 явление, которое мы наблюдаем, это смещение звёзд от их привычных положений. Это явление, как мы уже упоминали, называется операцией света, и оно становится все более драматичным по мере того, как мы приближаемся к световому пределу.
88: Представьте себе, дождь, падающий строго вертикально в неподвижном воздухе. Если вы стоите на месте, капли падают на вашу голову сверху. Но если вы начинаете бежать, вам кажется, что дождь наклоняется и летит вам в лицо, даже если капли на самом деле продолжа.
89: Падать вертикально это простая аналогия того, что происходит со светом, когда вы движетесь с большой скоростью, лучи света, которые в вашей неподвижной системе отсчёта приходили бы сбоку или даже сзади, начинают казаться приходящими спереди.
90: Этот эффект был впервые открыт не в связи с релятивистскими скоростями, а благодаря орбитальному движению земли в 1728 году английский астроном джеймс брэдли заметил, что положения звёзд слегка смещаются в течение года они описывают.
91: Небольшие эллипсы на небе с периодом в 1 год. Брэдли понял, что это связано с тем, что земля движется вокруг солнца со скоростью около 30 километров в секунду, и эта скорость влияет на угол, под которым мы воспринимаем свет от звёзд. Этот эффект был 1.
92: Из первых доказательств того, что свет распространяется с конечной скоростью, и он также подтверждал, что земля действительно движется вокруг солнца, а не наоборот. Величина операции брэдли составляет около 20 угловых секунд. Это крошечный угол, незаметный.
93: Невооружённым глазом, но измеримый с помощью телескопов, этот маленький эффект следствие того, что орбитальная скорость земли составляет лишь около 1 стотысячной от скорости света, но что происходит, когда скорость наблюдателя составляет не 1?
94: 1000, а, скажем, половину или 90% от скорости света. Эффект операции становится гигантским, и привычная картина ночного неба полностью искажается при 50 процентах скорости света звезды, которые раньше
95: Находились под углом 90 градусов к вашему направлению движения, то есть прямо сбоку, теперь кажутся находящимися под углом около 60 градусов. Впереди звезды, которые были позади вас под углом 180 градусов. Теперь кажутся, находя
96: Примерно под углом 120 градусов, все ещё позади, но уже заметно смещёнными к бокам вашего поля зрения. При 90 процентах скорости света ситуация становится ещё более экстремальной звезды, которые раньше были прямо сбоку, теперь кажутся
97: Находящимися под углом около 26 градусов от направления вашего движения. Почти прямо впереди. Звезды, которые были позади вас, теперь кажутся находящимися примерно под углом 60 градусов. Они все ещё видны по бокам, но огромная часть неба за вами.
98: Оказывается пустой при 99 процентах скорости света практически все ночное небо сжимается в узкий конус прямо перед вами звезды, которые раньше были разбросаны по всей сфере вокруг вас от ореона до южного креста, от большой медведицы до созвездия.
99: Теперь собраны в яркий сконцентрированный диск в направлении вашего движения пространство позади вас погружается во тьму, это явление можно визуализировать, представив себе, как все ночное небо стягивается к 1 точке, словно кто-то тянет звёздную ткань за её.
100: Центр созвездия, которые мы привыкли видеть, перестают существовать в привычном виде ореон больше не имеет своей характерной формы, его звезды смешиваются с звёздами других созвездий в этом сконцентрированном впереди облаке света большая медведица.
101: Падается млечный путь, деформируется, сжимается и собирается в яркую полосу перед вами, но почему свет ведёт себя таким образом? Ответ связан с тем, как свет распространяется и как складываются скорости в релятивистской физике в класс?
102: Ической физики скорости складываются просто если вы едете в машине со скоростью 50 километров в час и бросаете мяч вперёд со скоростью 20 километров в час, мяч летит со скоростью 70 километров в час относительно земли, но
103: Ой, физике это правило не работает для скоростей, близких к скорости света. Скорость света остаётся одинаковой для всех наблюдателей, независимо от того, как быстро они движутся. Это фундаментальный постулат специальной теории относительности, чтобы
104: Согласовать этот постулат с тем, что мы знаем о физике. Необходимо признать, что направление, с которого приходит свет, зависит от скорости наблюдателя. Если вы движетесь навстречу лучу света, он кажется приходящим с более переднего направления, чем если бы вы были неподвижны.
105: Это и есть операция. Математический угол, под которым вы видите звезду, связан с вашей скоростью следующим образом если в вашей исходной неподвижной системе отсчёта звезда находилась под углом тета относительно направления движения, то в вашей движущей
106: Системе отсчёта она будет находиться под углом тета прим, который определяется формулой, включающей косинус исходного угла, и коэффициент лоренца. Чем выше ваша скорость, тем более выраженным становится смещение всех звёзд в направлении вашего движении.
107: Глядя на эту картину, легко почувствовать дезориентацию. Если бы вы были реальным путешественником на релятивистском корабле, навигация стала бы серьёзной проблемой. Вы больше не могли бы использовать знакомые созвездия для ориентации? Вам понадобились бы
108: Совершенно новые методы определения вашего положения и направления методы, основанные на анализе деформированного неба и вычислении, какие звезды скрываются, под какими углами в этом сжатом переднем конусе, но есть в этой картине и своя странная красота предста.
109: Представьте себе момент, когда вы смотрите в иллюминатор своего корабля и видите, как весь космос собирается перед вами. Миллиарды звёзд, которые раньше окружали вас со всех сторон, теперь образуют сияющий диск впереди, словно приглашая вас войти в него, это зрелище, которого не
110: Никогда не видел ни 1 человеческий глаз, но которое полностью предсказано нашей физикой, и в этом предсказании триумф человеческого разума, способного представить себе то, чего он никогда не испытывал напрямую. А теперь давайте сделаем паузу и позволим себе мгновение.
111: Тишины. Представьте, что наш корабль движется через космическую тьму, и впереди сияет этот удивительный сконцентрированный диск звёзд, тихий гул двигателей где-то в глубине корабля, мягкий свет приборов в кабине и за иллюминатором Вселенная.
112: Какой её никогда не видели предки, смотревшие на небо с поверхности земли, это зрелище, дар нашего движения, преобразование знакомого в незнакомое, но не менее прекрасное по мере того, как наш воображаемый космический корабль продолжает разгоняться.
113: Мы наблюдаем, как эффект операции становится все более и более выраженным звезды, которые ещё несколько мгновений назад находились по бокам нашего поля зрения, теперь неумолимо смещаются вперёд, присоединяясь к растущему скоплению света прямо по курсу это явление.
114: Продолжает развиваться, и при достаточно высоких скоростях оно переходит в нечто, что физики называют релятивистским усилением или эффектом фары. Представьте себе луч фонарика, направленный вперёд с носа нашего корабля, если корабль неподвижен.
115: Свет от этого фонарика распространяется в виде конуса, часть света летит прямо вперёд, часть под ним, под небольшими углами по сторонам, но если корабль движется с релятивистской скоростью, что-то странное происходит с этим конусом света, он сужается.
116: Центрируется в направлении движения свет, который должен был бы распространяться в стороны, теперь направляется вперёд это происходит из за той же операции, которую мы обсуждали ранее, но рассмотренной с точки зрения излучающего объекта, а не принимающего наблюда.
117: Тот же эффект работает и в обратную сторону. Если наш корабль движется навстречу Свету от звёзд, этот свет концентрируется в узком конусе впереди нас и не просто концентрируется, но он усиливается, потому что-то же самое количество энергии, которое
118: Раньше было распределено по всему небу, теперь сжато в малый угловой размер. Это означает, что звезды впереди нас становятся не только более многочисленными в нашем поле зрения, но и более яркими. Этот эффект усиления связан с несколькими факторами. Во
119: Во первых, это геометрический эффект концентрации больше звёзд на единицу углового пространства, во вторых, это доплеровский эффект усиления фотоны, которые мы получаем от звёзд впереди, имеют более высокую частоту и, следовательно, несут.
120: Больше энергии. В третьих, это эффект временного сжатия. Фотоны прибывают чаще, чем они были бы, если бы мы были неподвижны. Все эти факторы работают вместе, создавая картину, в которой передняя часть неба становится ослепительной.
121: Яркой при скорости 90% от скорости света яркость звёзд впереди увеличивается примерно в 10 раз по сравнению с их яркостью для неподвижного наблюдателя при 99 процентах примерно в 100 раз при 99 целых
122: 9/10 процентах примерно в 1000 раз звезды, которые были едва видимы невооружённым глазом, становятся яркими маяками, звезды, которые были яркими, становятся ослепительными, и, напротив, пространство позади нас погружается в глубокую тьму звезды.
123: От которых мы удаляемся, испытывают противоположный эффект их свет рассеивается, их яркость падает, и многие из них опускаются ниже порога видимости. Кроме того, их свет красно смещён, смещаясь в инфракрасную область спектра, которую человеческий
124: Нас не воспринимает результат позади нас формируется практически пустая Чёрная область неба, лишённая звёзд, это создаёт драматический визуальный контраст, яркий концентрированный диск звёзд впереди, обрамлённый постепенно.
125: Тускнеющим переходом к бокам и полная темнота позади. Если бы вы были пилотом такого корабля, вы летели бы, словно к светящемуся порталу, окружённому бесконечной тьмой. Это зрелище, одновременно завораживающее и пугающее или
126: Крайней мере, было бы пугающим, если бы мы не понимали физику, стоящую за ним форма этого светящегося переднего диска зависит от вашей скорости при относительно Скромных релятивистских скоростях, скажем, 50% от скорости света это скорее широкая.
127: Кольцо или полусфера яркости впереди. По мере увеличения скорости этот светящийся регион сжимается, становясь все более и более узким конусом. При 99 процентах скорости света практически все видимое небо сконцентрировано в
128: Диски с угловым радиусом около 8 градусов примерно в 16 раз больше видимого размера полной луны, но все же маленький по сравнению со всем небесным сводом внутри этого диска звезды уже не выглядят как отдельные точки, разбросанные по созвездиям.
129: Они сливаются в яркое, почти однородное сияние, возможно, самые яркие звезды все ещё различимы, как отдельные точки более интенсивного света, но общая картина того это светящийся круг, вокруг которого ничто это явление иногда.
130: Называют эффектом прожектора или эффектом фары. По аналогии с тем, как фары автомобиля концентрируют свет впереди, но в данном случае мы являемся не источником света, а его получателями. Вселенная словно направляет свой свет прямо на нас концентри.
131: Его в том направлении, куда мы движемся, стоит отметить, что этот эффект был бы серьёзной практической проблемой для любого реального релятивистского корабля, если бы такой когда-либо был построен концентрированное излучение впереди включает не только видимый свет, но и всю электромагнит.
132: Энергию, которую корабль встречает на своём пути при достаточно высоких скоростях, мягкие фотоны космического микроволнового фона, которые в неподвижном состоянии безвредны, были бы голубо смещены до ультрафиолета или даже рентгеновского диапазона.
133: Становясь источником потенциально опасного излучения, а редкие атомы и частицы межзвёздного Газа, сталкивающиеся с носом корабля, превращались бы в потоки высокоэнергетических частиц, подобные лучам в ускорителях частиц. Но мы здесь не
134: Для того чтобы беспокоиться об инженерных проблемах, мы здесь для того, чтобы созерцать красоту релятивистской Вселенной и эффект концентрации звёзд впереди 1 из самых поразительных её особенностей. Это напоминание о том, что наша повседневная интуиция
135: О пространстве и свете это лишь приближение, работающее при низких скоростях, когда мы приближаемся к скорости света, Вселенная показывает нам своё истинное лицо геометрию пространства времени, которое изгибает и концентрирует свет в соответствии
136: С нашим движением давайте ещё раз представим себе эту картину. Вы сидите в кресле у иллюминатора вашего звёздного корабля, позади вас тишина и темнота, по бокам, едва различимое тусклое свечение, последние следы звёзд, которые ещё не полностью переместились.
137: Вперёд, а впереди яркий сияющий круг, в котором собраны все звезды Вселенной, какими вы их когда-либо видели, и множество тех, которые вы никогда бы не увидели с земли, это врата в ваше будущее, точка назначения, к которой вы стремитесь на vol.
138: Пространства времени, искривлённого вашей невероятной скоростью. И вот мы подошли к ещё 1 удивительному аспекту этого путешествия изменению цвета звёзд, потому что операция и концентрация это не все звезды впереди, не только
139: Смещаются и становятся ярче. Они также меняют свой цвет, и это изменение открывает нам ещё 1 слой физики нашего релятивистского путешествия. Эффект доплера знаком большинству из нас в контексте звука, когда машина скорой помощи проезжает мимо вас, её сирена.
140: Кажется более высокой по тону, пока она приближается, и более низкой, когда удаляется, это происходит потому, что звуковые волны сжимаются перед движущимся источником и растягиваются позади него, и наши уши воспринимают эти сжатые и растянутые волны как
141: Изменение высоты тона. Свет тоже испытывает эффект доплера, хотя в случае света мы говорим не о высоте тона, а о цвете сжатые световые волны имеют более короткую длину волны и кажутся более голубыми. Растянутые волны имеют более длинную длину волны.
142: Кажутся более красными это голубое и красное смещение 1 из важнейших инструментов астрономии, позволяющий измерять скорости далёких галактик и подтверждать расширение Вселенной, но доплеровское смещение света при релятивистских
143: Скоростях работает несколько иначе, чем для звука в классическом эффекте доплера для звука величина смещения зависит от скорости источника относительно среды, через которую распространяется звук воздуха, но свет не нуждается в среде он распространяет
144: Через вакуум и в специальной теории относительности доплеровское смещение света включает дополнительный фактор, связанный с замедлением времени этот релятивистский эффект доплера даёт несколько иную формулу для смещения частоты, чем классический случай, когда вы движетесь.
145: Навстречу источнику света, например, к звезде впереди вашего корабля частота света, которую вы получаете, увеличивается. Это означает, что длина волны уменьшается и свет смещается в голубую часть спектра. Если звезда была жёлтой, как наше солнце, она начинает казаться.
146: Более голубой. Если она была красной, она может стать оранжевой или жёлтой. Если она уже была голубой, она может сместиться в фиолетовый диапазон и далее в ультрафиолет. И вот здесь начинается нечто действительно странное при достаточно
147: Высоких скоростях свет от звёзд впереди смещается настолько сильно, что выходит за пределы видимого спектра жёлтые звезды становятся голубыми, затем фиолетовыми, затем ультрафиолетовыми в определённый момент они просто исчезают из видимого диапазона не потому.
148: Потому что их свет перестаёт достигать вас, а потому, что ваши глаза не способны воспринять эти высокочастотные фотоны, но это не означает, что впереди станет темно, потому что есть и другой свет, который смещается в видимый диапазон снизу, инфракрасное излучение.
149: Более Холодных объектов голубо смещается и становится видимым красным светом космический микроволновый фон. Древнее излучение, оставшееся от большого взрыва, которое пронизывает всю Вселенную, голубо смещается и может стать видимым как слабое.
150: Инфракрасное свечение или даже как красноватое сияние. Таким образом, при экстремально высоких скоростях картина впереди вас представляет собой сложную смесь смещённых спектров звезды, которые были слишком горячими и голубыми, чтобы мы видели их невоору.
151: Ным глазом их ультрафиолетовое и рентгеновское излучение обычно блокируются атмосферой, теперь смещены ещё дальше, за пределы видимости звезды, которые были в видимом диапазоне, смещены в ультрафиолет и исчезли. Но объекты, которые
152: Раньше излучали в инфракрасном диапазоне, теперь стали видимы, и космический микроволновый фон, который обычно совершенно невидим для нас, может проявиться как тусклое фоновое свечение, цветовая палитра релятивистского неба это не то, к чему мы привыкли.
153: Это мир смещённых спектров, где привычные цветовые ассоциации перестают работать, красный гигант может казаться жёлтым или даже белым жёлтая звезда типа солнца может казаться голубой или вовсе исчезнуть из видимости и где-то на периферии.
154: Этого сияющего переднего диска может быть видно тусклое красноватое кольцо, голубо смещённый космический микроволновый фон, древнейший свет Вселенной, ставший видимым благодаря нашему невероятному движению а что происходит позади нас там ситуация.
155: Противоположное свет от звёзд, от которых мы удаляемся, растягивается, смещаясь в красную часть спектра, голубые звезды становятся белыми, затем жёлтыми, затем оранжевыми, затем красными, жёлтые звезды становятся красными, затем темно.
156: Красными, затем инфракрасными и исчезают из видимости при достаточно высоких скоростях практически весь видимый свет от звёзд позади нас красно смещается за пределы того, что могут воспринять наши глаза пространство за кормой погружается во тьму не потому, что там нет.
157: Звезда, потому что их свет стал невидимым, это создаёт потрясающее асимметричную картину впереди яркий диск, переливающийся голубоватыми и фиолетовыми оттенками с возможным красноватым ореолом от смещённого микроволнового фона позади.
158: Абсолютная чернота по бокам, переходная зона, где цвета звёзд быстро меняются от голубого впереди к красному сзади, и сами звезды становятся все более тусклыми по мере удаления от направления движения стоит подчеркнуть, что эти изменения цвета не иллюзия и не
159: Артефакт наших органов чувств это реальные физические изменения в характеристиках света, который достигает наблюдателя. Фотоны от звёзд впереди действительно несут больше энергии, чем они несли бы для неподвижного наблюдателя фотоны от звёзд.
160: Зади несут меньше энергии. Это следствие фундаментальной структуры пространства времени и того, как свет взаимодействует с движущимися наблюдателями. Давайте сделаем ещё 1 паузу и позволим этой картине осесть в нашем воображении. Мы летим через
161: Космос со скоростью близкой к скорости света впереди сияющий голубовато фиолетовый диск, в котором собраны все звезды видимой Вселенной этот диск пульсирует энергией смещённых фотонов, каждый из которых несёт больше энергии.
162: И чем мы привыкли ощущать от звёздного света? Позади бесконечная тьма, где звезды все ещё существуют, но их свет растянут до невидимости, это Вселенная, увиденная через призму нашего движения, и она совершенно не похожа на ту Вселенную, которую
163: Знали наши предки. И вот мы подходим к ещё 1 аспекту этого изменения не только к тому, куда смещаются звезды и какого они цвета, но и к тому, насколько ярко они светят, потому что, как мы уже упоминали, яркость звёзд также драматически меняется при релятивистских
164: И это изменение добавляет ещё 1 слой сложности к картине, которую мы наблюдаем изменение яркости звёзд при релятивистском движении это комбинация нескольких эффектов, и все они работают вместе, создавая потрясающую асимметрию между передней и задней.
165: Частью неба. 1 эффект геометрический когда звезды со всего неба концентрируются в узком конусе, впереди их свет собирается в меньшую область углового пространства это означает, что та же общая энергия, которая раньше была распределена.
166: По всему небесному своду теперь сжата в маленький диск энергия на единицу площади. То, что мы воспринимаем как яркость, увеличивается. 2 эффект. Доплеровское усиление энергии фотонов. Как мы обсуждали, фотоны от звёзд впереди, имеют более
167: Высокую частоту и, следовательно, несут больше энергии. Каждый отдельный фотон становится более энергичным. Это добавляет к воспринимаемой яркости 3 эффект увеличение скорости прибытия фотонов из за того, что мы движемся навстречу источнику.
168: Света, фотоны достигают нас чаще, чем если бы мы были неподвижны, это как бежать навстречу дождю. Вы встречаете больше капель в единицу времени, чем если бы стояли на месте. Больше фотонов в секунду означает больше воспринимаемого света.
169: Все эти 3 эффекта работают вместе, увеличивая яркость звёзд впереди в несколько раз, точнее, в степень, которая растёт с увеличением скорости. При 90 процентах скорости света. Суммарное увеличение яркости может достигать примерно двадцатикратного при
170: 99 процентах, а примерно пятидесятикратного или более в зависимости от точного угла наблюдения. Звезды, которые были едва видимы с земли, становятся яркими огнями. Звезды, которые были яркими, могут стать ослепительно яркими. Напротив, позади корабля. Все
171: Эти эффекты работают в обратную сторону, свет рассеивается на большую угловую область, хотя на практике мы просто видим меньше звёзд, так как большинство смещается вперёд, фотоны несут меньше энергии из за красного смещения, и они прибывают Реже из за нашего удаления.
172: Источника. Результат звезды позади становятся тусклее, а затем и вовсе исчезают из видимости. Кроме того, как мы уже обсуждали, красное смещение выталкивает свет звёзд позади в инфракрасный диапазон, делая их
173: Невидимыми для человеческого глаза, независимо от их яркости. Таким образом, темнота позади это не просто результат тусклости, это результат выхода света за пределы видимого спектра. Давайте теперь попробуем визуализировать эту полную картину. Вы нахо.
174: Находитесь в cabinet вашего релятивистского корабля, летящего со скоростью 99% от скорости света, перед вами яркий, почти ослепительный диск голубовато белого света, в котором собраны миллионы звёзд, этот диск зани.
175: Небольшую часть вашего переднего поля зрения, возможно, около 16 градусов в диаметре, но он настолько яркий, что вам нужны затемнённые окуляры или фильтры, чтобы смотреть на него без дискомфорта вокруг этого центрального яркого диска переход.
176: Зона, где яркость быстро падает, здесь вы все ещё можете видеть отдельные звезды, но они тусклее и краснее, чем звезды в центре. По мере удаления от центрального диска к бокам вашего поля зрения, звезды становятся все более редкими и все более красными.
177: Пока, наконец, не исчезают полностью, а позади вас абсолютная, совершенная тьма ни единой точки света, ни единого отблеска это не та мягкая темнота ночного неба, которую мы знаем с земли, где даже в отсутствие.
178: Есть рассеянный свет атмосферы, это тьма космической пустоты, лишённая всякого света, потому что весь свет, который мог бы прийти оттуда, растянут до невидимости. Эта асимметрия создаёт странное ощущение движения, даже если вы
179: Физически не чувствуете ускорения в состоянии равномерного прямолинейного движения. Вы бы его не чувствовали, вы можете определить направление своего движения просто по распределению света вокруг вас яркая область. Это ваше будущее место, куда вы лети.
180: Тёмная область, ваше прошлое место, которое вы покинули, это визуальное разделение на яркое будущее и тёмное прошлое имеет почти метафорическое качество. Вселенная словно показывает вам, что в релятивистском полёте.
181: Нет возврата или, по крайней мере, что возврат потребует полной перестройки этой картины, замедления, разворота и нового разгона в обратном направлении здесь стоит упомянуть ещё 1 интересный аспект при очень высоких скоростях космический мик.
182: Волновый фон реликтовое излучение большого взрыва становится значимым фактором это излучение пронизывает все пространство и имеет температуру около 2,7 кельвина, соответствующую длинам волн в микроволновом диапазоне соверша.
183: Невидимым для человеческого глаза, но при релятивистских скоростях микроволновый фон впереди корабля голубо смещается при достаточно высокой скорости. Это смещение может перенести его в инфракрасный, видимый или даже ультрафиолетовый диапазон. Это
184: Означает, что на переднем небосводе релятивистского путешественника может появиться дополнительное фоновое свечение, слабый ореол, окружающий центральный диск звёзд или накладывающийся на него позади корабля микроволновый фон красно смещается, ещё seal.
185: Уходя в радиоволновой диапазон и становясь ещё более невидимым, чем он был изначально, это добавляет к абсолютной темноте задней полусферы таким образом, релятивистское путешествие это не просто изменение вида звёзд, это полная трансформация.
186: Электромагнитного окружения путешественника вся картина излучения от радиоволн до гамма лучей смещается, сжимается и перераспределяется в соответствии со скоростью движения, и то, что мы видим глазами, лишь крошечное.
187: Кошка в эту перетрансформировать реальность окошко, которое показывает нам яркий голубой диск впереди постепенно тускнеющее и краснеющее кольцо по бокам и абсолютную темноту позади давайте сделаем глубокий вдох и позволим этой картине осесть в нашем
188: Сознании мы прошли долгий путь от того тихого поля, где мы начали наше путешествие, глядя на знакомые созвездия. Теперь мы летим через космос со скоростью, близкой к пределу, установленному Вселенной, и небо вокруг нас не имеет ничего общего с тем, что мы знали.
189: Это одновременно пугающее и красиво, чуждо и логически закономерно. Это то, что физика предсказывает уже более 100 лет. И хотя никто из людей никогда не испытывал этого напрямую, мы можем представить это с помощью уравнений и симуляций. И вот мы
190: Готовы перейти к следующему слою нашего путешествия, к ещё более глубоким эффектам специальной теории относительности, которые влияют не только на то, что мы видим, но и на само наше положение в пространстве и времени. Теперь, когда мы установили, как меняется вид звёзд при
191: Скоростях, их положение, цвет и яркость пора заглянуть глубже и рассмотреть ещё 1 фундаментальный эффект специальной теории относительности сокращение длины или лоренцева сокращения. Этот эффект изменяет не то, как мы
192: Видим вещи, а то, какими они являются в нашей системе отсчёта и его последствия для нашего понимания пространства и расстояний до звёзд, столь же удивительны, как и все, что мы обсуждали до сих пор. Представьте себе, что вы летите к звезде, которая находится на расстоянии.
193: 10 световых лет от земли. Если смотреть с точки зрения неподвижного наблюдателя на земле, это означает, что Свету требуется 10 лет, чтобы пройти это расстояние. Если бы вы могли лететь со скоростью, очень близкой к скорости света, скажем,
194: Со скоростью 99,99% от неё. Вы могли бы ожидать, что путешествие займёт немного больше 10 лет. Верно? Неверно. И в этом 1 из самых контринтуитивных красот специальной теории относительности для
195: Вас, путешественника на релятивистском корабле, расстояние до звезды не равно 10 световым годам из за лоренцева сокращения расстояния в направлении вашего движения сжимаются в вашей системе отсчёта. Чем быстрее вы движетесь, тем более сжатыми становятся эти
196: Расстояние при скорости 99,99% от скорости света коэффициент сокращения составляет примерно 71 это означает, что расстояние, которое неподвижный наблюдатель измерил бы как 10 световых.
197: Лет в вашей системе отсчёта составляет лишь около 1 7 светового года или примерно 51 световых день это не иллюзия, это не обман восприятия в вашей системе отсчёта. Расстояние до звезды действительно составляет около 5.
198: 1 светового дня. И при вашей скорости вы преодолеете это расстояние примерно за 51 день вашего бортового времени вы состаритесь на 51 день. Ваши часы покажут 51 день. Ваш организм проживёт 51 день.
199: Этого путешествия, а между тем на земле пройдёт немного более 10 лет, это явление часто иллюстрируется знаменитым парадоксом Близнецов представьте, 2 Близнецов 1 остаётся на земле, другой отправляется в путешествие к далёкой звезде со скоростью близкой.
200: К скорости света, когда путешественник возвращается, он обнаруживает, что его брат на земле постарел значительно больше, чем он сам. Это не парадокс в строгом смысле слова оба близнеца согласятся с тем, кто постарел больше, но это глубоко, кон.
201: Интуитивный результат, показывающий, что время течёт по разному для разных наблюдателей сокращение длины и замедление времени это 2 стороны 1 медали, они оба следуют из фундаментального постулата о том, что скорость света одинакова для всех наблюдателей, и они
202: Оба необходимы для того, чтобы физика оставалась самосогласованной. Вы не можете иметь 1 без другого. Но что это означает для нашего восприятия звёзд? Как сокращение длины влияет на то, что мы видим на самом деле, когда мы говорим о том, как выглядят звезды при
203: Скоростях мы должны различать 2 разных вопроса. 1, как вещи измеряются в нашей системе отсчёта. 2 как вещи выглядят, когда мы их непосредственно наблюдаем. Эти 2 вопроса дают разные ответы, потому что
204: Наблюдение включает в себя время, которое требуется Свету, чтобы достичь наших глаз, а измерение предполагает мгновенное определение положений и расстояний в данный момент времени сокращение длины относится к измерениям, если бы вы могли мгновенно определить.
205: Положение 2 объектов, скажем, земли и далёкой звезды в один и тот же момент вашего времени вы бы обнаружили, что расстояние между ними сокращённо в вашей системе отсчёта, но то, что вы видите глазами, это другое дело свет от разных частей.
206: Объекта или от разных объектов достигает вас в разные моменты времени, и это создаёт дополнительные визуальные эффекты. Эти эффекты иногда называют тереевске ротацией или пенроузов ко терелев Ким эффектом, названным в честь Физиков роджера пенроуза и james террелла.
207: Которые независимо проанализировали эту проблему в конце 1900/50 годов. Оказывается, что при релятивистских скоростях объекты не выглядят сплющенными. Как можно было бы ожидать, исходя из сокращения длины. Вместо этого они выглядят повёрнутыми. Это
208: Связано с тем, как разные части объекта испускают свет в разные моменты времени, и этот свет достигает наших глаз одновременно результат своеобразное перспективное искажение, которое компенсирует видимое сплющивание и заменяет его видимым вращением для далёких звёзд.
209: Которые выглядят как точечные источники света, этот эффект менее заметен, но если бы вы пролетали мимо планеты или космической станции на релятивистской скорости, вы бы видели её форму искажённой, не сплющенной, а словно повёрнутой.
210: Так что вы можете видеть часть её поверхности, которые логически должны быть скрыты от вас, однако для нашего текущего обсуждения путешествия к далёким звёздам наиболее важный практический эффект сокращения длины это уменьшение расстояний звёзд.
211: Которые кажутся невообразимо далёкими для неподвижного наблюдателя, становятся гораздо ближе для релятивистского путешественника галактика андромеды, находящаяся примерно в 2500000 световых лет от нас может быть достигнута за разумное время бортовых.
212: Часов при достаточно высокой скорости, хотя на земле за это время пройдут миллионы лет, это имеет удивительные философские и практические последствия. В принципе, если бы мы могли построить достаточно быстрые космические корабли, путешественники на них могли бы достичь са.
213: Далёких Уголков видимой Вселенной за время их собственной жизни граница не в расстоянии, а в доступной энергии и способности выдержать ускорение, но для тех, кто остаётся дома, такие путешественники никогда не вернутся или вернутся через миллионы.
214: Или миллиарды лет, когда их родная цивилизация давно исчезнет, это странное следствие специальной теории относительности делает межзвёздные путешествия одновременно возможными и невозможными в зависимости от того, чью точку зрения вы принимаете для путеше.
215: Возможно, для оставшихся дома практически нет. Давайте теперь подумаем о том, как это влияет на наше восприятие звёздного неба. Когда вы летите со скоростью, близкой к скорости света, звезды впереди не только смещаются к центру вашего.
216: Поле зрения и меняют цвет. Они также становятся ближе в вашей системе отсчёта. Расстояние до них сокращается. Если бы вы могли каким-то образом измерить это расстояние с вашего корабля, вы бы обнаружили, что оно значительно меньше, чем измерила бы
217: Земля это сокращение расстояний ещё 1 проявление того, как Вселенная перестраивается вокруг релятивистского наблюдателя пространство сжимается в направлении движения, время замедляется, и то, что казалось непреодолимой пропастью космиче.
218: Пространства становится лишь препятствием, которое можно преодолеть за разумное время, если у вас есть достаточно энергии и достаточно смелости. А теперь давайте сделаем паузу и позволим себе немного отдохнуть. Мы прошли через множество
219: Концепций. Операцию света, эффект прожектора, доплеровское смещение, изменение яркости, сокращение длины, это много информации, и она глубоко контринтуитивна. Наш мозг эволюционировал для понимания мира при
220: Скоростях, где все эти эффекты пренебрежимо малы. Погружение в релятивистскую физику требует сознательного усилия по перестройке нашего интуитивного понимания пространства и времени. Представьте себе, что вы дрейфуете в своём воображаемом корабле. Двигатели работают Ровно
221: Почти неслышным Гулом. Звёздный диск впереди мягко сияет, и вы знаете, что он ближе, чем кажется, или, точнее, ближе, чем он был бы для тех, кого вы оставили позади. Время течёт медленно вокруг вас, но вы этого не замечаете. Для вас время течёт нормально.
222: Как всегда, это только для внешних наблюдателей. Ваши часы замедлились в этом странном состоянии, летя сквозь пространство, которое сжимается перед вами через время, которое для других замедлилось к звёздам, которые собрались в яркий диск впереди, вы переживаете 1 из самых
223: Глубоких истин о нашей Вселенной. Эта истина не интуитивна, но она элегантна, она неочевидна, но она подтверждена бесчисленными экспериментами, и она открывает перед нами видение космоса, которое одновременно более странно и более прекрасно.
224: Чем-то, что мы видим, стоя на земле под неподвижными звёздами, мы подошли к 1 из самых загадочных и философски заряженных аспектов нашего релятивистского путешествия к вопросу о времени, не просто к замедлению времени, которое мы уже обсуждали.
225: Но глубокой асимметрии между временем путешественника и временем тех, кто остался позади, и к тому, как эта асимметрия влияет на наше отношение к звёздам, которые мы наблюдаем, представьте, что вы отправляетесь в путешествие к звезде, находящейся на расстоянии 50.
226: Световых лет от земли вы разгоняетесь до 99% от скорости света и летите к своей цели. Для вас из за сокращения длины и замедления времени. Это путешествие занимает примерно 7 лет. По вашим бортовым часам вы прибываете к звезде, проводите
227: Там некоторое время, а затем возвращаетесь обратно ещё 7 лет бортового времени, когда вы возвращаетесь на землю, вы постарели примерно на 14 лет. Плюс время, проведённое у далёкой звезды. Но на земле прошло более 100 лет. Все, кого вы знали.
228: Давно умерли. Цивилизация изменилась до неузнаваемости. Вы путешественник во времени, попавший в будущее своей планеты. Это не научная фантастика, это прямое следствие специальной теории относительности, подтверждённой экспериментами с атомными часами и.
229: Наблюдениями за распадом элементарных частиц. Время течёт по разному для разных наблюдателей, и движение с большой скоростью. 1 из способов пережить это различие. Но что это означает для нашего восприятия звёзд, когда вы смотрите на звезду из иллюминатора своего
230: Кого, корабля? Вы видите? Свет, который покинул эту звезду в определённый момент её истории. Этот свет несёт информацию о состоянии звезды в тот момент, но из за вашего движения и связанных с ним релятивистских эффекто.
231: Отношения между моментом излучения этого света и моментом вашего наблюдения. Сложное для звёзд впереди вас тех, к которым вы приближаетесь, происходит нечто интересное из за вашего движения навстречу их Свету вы встречаете фотоны.
232: Которые были испущены относительно недавно. По их меркам, вы видите эти звезды ближе к их текущему состоянию, чем видел бы неподвижный наблюдатель. Это как если бы вы сокращали задержку связи, приближаясь к источнику для звёзд позади вас тех,
233: От которых вы удаляетесь. Ситуация противоположная. Вы видите их в более далёком прошлом, чем видел бы неподвижный наблюдатель. Свет от них догоняет вас, и этот свет был испущен давно. Эти эффекты добавляют ещё 1 слой к уже сложной картине релятивистского не
234: Не только звезды смещены, окрашены в иные цвета и различаются по яркости. Они также показывают нам разные моменты своей истории в зависимости от направления, в котором мы их видим. Стоит также подумать о том, что происходит со звёздами, с их собственной точки зрения. The.
235: Та, к которой вы летите, продолжает жить своей жизнью, сжигать водород, излучать свет. Возможно порождать планеты с жизнью. Она не знает о вашем приближении и не заботится о нём. Но, с вашей точки зрения, эта звезда стареет быстрее, чем стареете вы, когда вы.
236: Начали своё путешествие. Она была, скажем, жёлтым карликом среднего возраста к тому времени, когда вы прибудете через 7 ваших лет, но 50 её лет, она может быть уже заметно старше, возможно, начавшей расширяться в красного гиганта, если была
237: Близка к концу своей жизни. И, наоборот, звезды, которые вы оставили позади, с вашей точки зрения, живут в замедленном темпе. Онни стареют медленнее относительно вашего времени, но это иллюзия вашего движения. На самом деле они стареют нормально просто.
238: Ваша связь с ними через свет искажена, это асимметрия времени, 1 из самых Глубоких и волнующих особенностей релятивистского путешествия. Она означает, что космический путешественник это не просто исследователь пространства, это исследователь времени, летя.
239: Далёким звёздам вы не просто покоряете расстояние, вы перемещаетесь в будущее. Здесь мы должны быть осторожны с 1 распространённым заблуждением. Иногда люди говорят о том, как Вселенная выглядит с точки зрения фотона, или о том, что для света
240: Время полностью останавливается, и поэтому фотон мгновенно достигает своего пункта назначения в своём собственном ощущении это привлекательная идея, но она физически некорректна. Проблема в том, что фотоны движутся со скоростью света и специальная те.
241: Относительности не позволяет построить корректную систему отсчёта для объекта, движущегося со скоростью света математические формулы, которые мы используем для преобразования между системами отсчёта преобразования лоренца, содержат деление на величину, которая
242: Становится нулём при скорости света результат бесконечности и неопределённости, которые делают понятие системы отсчёта фотона бессмысленным. Поэтому, когда мы говорим о релятивистском опыте, мы всегда должны помнить, что мы говорим о наблюдателях, движущихся
243: Со скоростью близкой к скорости света, но никогда её не достигающей, это тонкое, но важное различие мы можем представить, как выглядит Вселенная при 99,99 процентах скорости света или при девянос.
244: 99 целых 99, 99/100 и так далее. Но мы не можем представить опыт при самой скорости света, потому что такого опыта не существует в рамках нашей физики. Это ограничение не уменьшает чудо того, что мы можем представить даже приско.
245: Я очень близких к световому пределу. Вселенная трансформируется до неузнаваемости, время растягивается, пространство сжимается, звезды танцуют и меняют цвета. Этого достаточно, чтобы наполнить нас благоговением перед красотой физических законов.
246: Давайте на мгновение вернёмся к нашему воображаемому кораблю и представим себе, как течёт время для вас, путешественника. Вы просыпаетесь утром, если можно назвать утром момент пробуждения в корабле, летящем через межзвёздную пустоту. Вы смотрите на часы прошла.
247: Ещё 1 ночь вашего субъективного времени за иллюминатором все тот же яркий диск звёзд впереди все та же темнота позади кажется, что ничего не изменилось, но изменилось. Пока вы спали, вы преодолели огромное расстояние по меркам земли, возможно, несколько.
248: Световых месяцев или даже световых лет. Звезда, к которой вы летите, стала ближе, но не только в пространстве. Она также приблизилась во времени. Вы видите её такой, какой она была менее давно, чем вы видели её вчера, её свет, который достигает ваших глаз.
249: Сегодня был испущен позже по её собственному времени, чем свет, который вы видели вчера, и в то же время где-то далеко позади вас земля вращается вокруг своего солнца, сезоны сменяют друг друга, поколения рождаются и умирают, и все.
250: Это гораздо быстрее, чем течёт ваше бортовое время. Связь между вами и вашим домом растягивается не только в пространстве, но и во времени. Вы становитесь все более отдалённым от того мира, который вы знали, и не только географически, но и хронологически. Это 1.
251: Одиночество релятивистского путешественника 1 из самых поразительных черт такого путешествия вы не просто далеко от дома, вы в другом времени, и чем дольше вы путешествуете, тем более чуждым становится мир, который вы оставили позади, но вместе с этим одиночеством.
252: Приходит и уникальная перспектива вы видите звезды так, как их никогда не видел ни 1 житель земли. Вы переживаете время так, как его никогда не переживал ни 1 землянин. Вы на границе человеческого опыта, в месте, где привычные категории пространства.
253: Времени перестают работать так, как мы к ним привыкли. И звезды ваши постоянные спутники в этом путешествии они меняются по мере вашего движения, смещаясь и меняя цвета. Но они всегда там всегда сияют, всегда напоминают вам о масштабах Вселенной, в которых
254: Вы дерзнули путешествовать, они свидетели вашего путешествия, немые наблюдатели вашего движения сквозь пространство время. Теперь, когда мы рассмотрели основные эффекты, влияющие на видимый свет, смещение положений, изменение цветов.
255: Яркости и искажения времени. Пора расширить наш кругозор и подумать о том, что лежит за пределами видимого, потому что видимый свет это лишь крошечная часть электромагнитного спектра и при релятивистских скоростях весь этот спектр претерпе.
256: Драматическую трансформацию мы уже упоминали, что свет от звёзд впереди голубо смещается, а свет от звёзд позади красно смещается, но что происходит, когда это смещение выводит свет за пределы видимого диапазона ответ он не исче.
257: Он просто становится невидимым для наших глаз, но продолжает существовать в других формах давайте начнём с того, что находится впереди релятивистского путешественника при достаточно высоких скоростях видимый свет от звёзд смещается в ультрафиолетовый.
258: Пазон, это означает, что звезды, которые казались нам голубыми, теперь излучают, с нашей точки зрения, ультрафиолетовое излучение, которое наши глаза не могут воспринять, но на их место приходит другой свет то, что было инфракрасным излучением от более.
259: Холодных объектов теперь голуба смещается и становится видимым при ещё более высоких скоростях даже ультрафиолет сдвигается в рентгеновский диапазон, а то, что было микроволновым излучением, включая космический микроволновой фон, сдвигается в инфракрасный или даже видимый.
260: Диапазон. Это означает, что при экстремально высоких скоростях небо впереди может быть освещено не только светом звёзд, но и голубом, щённым реликтовым излучением большого взрыва, древнейшим светом Вселенной, который в обычных условиях совершенно невидим для нас этот.
261: Эффект имеет глубокое значение космический микроволновый фон это фотоны, которые были испущены примерно через 380000 лет после большого взрыва, когда Вселенная остыла достаточно для того, чтобы электроны и протоны объединились в атомы.
262: И свет смог свободно распространяться через космос эти фотоны путешествовали почти 14 миллиардов лет и заполняют все пространство их первоначальная температура была около 3000 кельвинов, они были жёлто оранжевыми, как свет.
263: Раскалённого металла, но расширение Вселенной растянуло их длину волны более чем в 1000 раз, и теперь они находятся в микроволновом диапазоне с температурой около 2,7 кельвина. Для релятивистского путешественника. Это древнее излучение может быть голубо.
264: Обратно в видимый диапазон или даже выше, если вы летите со скоростью, достаточно близкой к скорости света, вы можете буквально видеть глазами свет большого взрыва это было бы тусклое рассеянное свечение, окружающее.
265: Яркий центральный диск звёзд, но это был бы свет, которому почти 14 миллиардов лет, видимый напрямую, без всяких телескопов и детекторов это потрясающая мысль релятивистское путешествие не только изменяет вид знакомых звёзд, оно открывает.
266: Новые окна во Вселенную, делая видимым то, что обычно скрыто от наших глаз, но есть и обратная сторона при тех же высоких скоростях многое из того, что мы обычно видим, становится невидимым звезды, чей свет смещается в ультрафиолет или рентген.
267: Перестают быть видимыми для наших глаз, мы теряем их из поля зрения не потому, что их нет, а потому, что наши органы чувств ограничены узкой полосой электромагнитного спектра для любого реального релятивистского путешественника, если такой когда-нибудь будет.
268: Существовать это означало бы необходимость полагаться на инструменты, а не на глаза. Детекторы ультрафиолета, рентгена, гамма лучей. Впереди детекторы инфракрасного и радиоизлучения, позади компьютеры, которые обрабатывают эти данные, и
269: Дают искусственное изображение неба, понятное человеческому восприятию такой корабль летел бы не глядя, по крайней мере не глядя человеческими глазами, он бы ощущал Вселенную через свои электронные органы чувств, переводя невидимое в видимое интер.
270: Спектры и интенсивности, которые никогда не были частью эволюционного опыта нашего вида, есть в этом что-то одновременно скромное и величественное, скромное, потому что мы осознаем ограничения нашего биологического восприятия величественное.
271: Потому что мы способны создать инструменты, которые расширяют это восприятие далеко за его естественные пределы, позволяя нам видеть то, что мы никогда не были предназначены видеть. А что позади корабля, там ситуация симметрична, но противоположна свет от звёзд.
272: Красно смещается, уходя в инфракрасный диапазон и далее в микроволновой и радиодиапазон человеческие глаза не видят ничего, только чёрную пустоту, но детекторы радиоволн обнаружили бы там призрачное свечение это красно смещённый свет всех тех звёзд.
273: Которые остались позади, растянутый до невидимости, но все ещё присутствующий космический микроволновый фон позади корабля красно смещается, ещё сильнее уходя в диапазон длинных радиоволн, он становится ещё более холодным, ещё более невидимым.
274: Это древнее излучение, которое заполняет всю Вселенную, распределяется неравномерно вокруг релятивистского путешественника голубо смещённое и яркое впереди, красно смещённое и тусклое позади это анизотропия космического.
275: Микроволнового фона различия в его свойствах в разных направлениях является ещё 1 способом, которым Вселенная сообщает нам о нашем движении. Если бы мы были неподвижны относительно этого реликтового излучения, оно, казалось бы, одинаковым во всех направления.
276: С небольшими вариациями, связанными с первичными флуктуациями плотности в ранней Вселенной. Но наше движение создаёт диполь яркое пятно в направлении нашего движения и тёмное пятно в противоположном направлении. На самом деле этот эффект наблюдается.
277: Даже для земли наша планета вместе с солнечной системой вместе с галактикой движется относительно космического микроволнового фона со скоростью около 600 километров в секунду. Это создаёт небольшую диполярные рию, которую астрономы из
278: С помощью космических обсерваторий для релятивистского путешественника эта асимметрия была бы гораздо более выраженной, определяя визуальное разделение на яркий перед и Тёмный зад с абсолютной чёткостью давайте на мгновение задумаемся о философском значении.
279: Этого мы живём во Вселенной, которая пронизана светом от радиоволн до гамма лучей, от реликтового излучения большого взрыва до свежих фотонов молодых звёзд этот свет несёт информацию о космосе, его истории, его структуре.
280: Но наши глаза видят лишь крошечное окошко в этом океане информации релятивистское движение позволяет нам сдвигать это окошко, делая видимым то, что обычно скрыто, и скрывая то, что обычно, видимо, это как если бы мы могли настраивать приёмник на разные час.
281: Тоты. Просто меняя свою скорость при низких скоростях мы видим звезды в их естественных цветах при более высоких они голубеют, и инфракрасные объекты становятся видимыми. При ещё более высоких видимый свет становится ультрафиолетом и
282: Мы начинаем видеть микроволновый фон. Это способность перенастройки. Не практический инструмент, конечно, но глубокий концептуальный урок. Он напоминает нам, что реальность не ограничена тем, что мы можем видеть. Она простирается далеко за пределы нашего восприятия.
283: И только движения и инструменты позволяют нам заглядывать в эти скрытые области. И вот мы снова в нашем воображаемом корабле, дрейфующем сквозь межзвёздную пустоту, впереди яркий диск, переливающийся оттенками, который наши глаза едва
284: Способны воспринять позади тьма, но тьма, наполненная невидимым светом, мы находимся в центре электромагнитного урагана, созданного нашим собственным движением, и каждое направление открывает нам иной слой космической реальности.
285: Это край восприятия, место, где заканчивается то, что мы можем видеть, и начинается то, что мы можем только представлять или измерять приборами, и в этом месте, на этой границе скрываются некоторые из самых Глубоких.
286: Tiny нашей Вселенной. И вот наше путешествие подходит к завершению после всего, что мы пережили, сжатия звёзд в яркий диск, изменения их цветов. Искажение времени и пространства. Приходит момент замедления. Наш воображаемый корабль начинает
287: Тормозить, и все те удивительные эффекты, которые мы наблюдали на протяжении нашего полёта, постепенно начинают разворачиваться в обратном направлении по мере того, как наша скорость уменьшается, яркий диск впереди начинает расширяться звезды, которые были сжаты в узкий
288: Конус начинают расходиться, возвращаясь к своим более широко распределённым положениям то, что было почти слепящим пятном света, становится более рассеянным, более мягким, отдельные звезды снова становятся различимыми, каждая
289: Со своим характером, своей яркостью, своим оттенком цвета тоже начинают меняться голубоватое сияние впереди постепенно смягчается, переходя в более привычные белые и жёлтые тона, звезды, которые были смещены в ультрафиолет и исчезли из видимости, возвращаются.
290: Видимый спектр экстремальная симметрия между передом и задом начинает сглаживаться, а позади, там, где была абсолютная темнота, начинают появляться первые отблески света звезды, чей свет был растянут до инфракрасного диапазона, начинают.
291: Возвращаться в видимый спектр сначала это самые яркие из них красные точки, едва различимые на фоне все ещё преобладающей темноты, затем по мере дальнейшего замедления появляются все новые и новые звезды, и задняя полусфера постепенно.
292: Наполняется светом этот процесс обратная перемотка релятивистской трансформации происходит медленно, по мере того, как наша скорость падает с 99% от скорости света до 90, затем до 80, затем до 50.
293: И так далее с каждым снижением скорости небо становится все более похожим на то, что мы знали в начале нашего путешествия, и, наконец, когда корабль практически останавливается, или, точнее, когда его скорость становится пренебрежимо малой по сравнению со скоростью.
294: Света, мы видим небо, которое снова выглядит знакомым созвездия, хотя и не совсем те же мы ведь преодолели огромное расстояние и находимся теперь среди других звёзд, но все же узнаваемый по структуре свет равномерно распределён вокруг нас. Как это?
295: Было, когда мы стояли в том тихом поле на земле цвета звёзд, естественные, неискажённые, яркость равномерная во всех направлениях. Мы вернулись к неподвижности. Или, точнее, мы вернулись к такой скорости, при которой
296: Эффекты пренебрежимо малы. Вселенная снова выглядит так, как мы привыкли её видеть. Но мы уже не те, кем были в начале. Мы пережили нечто, чего никогда не переживал ни 1 человек в реальности полёт со скоростью близкой к скорости света и наблюдение того,
297: Как Вселенная трансформируется вокруг нас, мы видели звезды такими, какими их никто никогда не видел, собранными в яркий диск, окрашенными в нереальные цвета, пульсирующими энергией голубо смещённых фотонов мы ощущали, пусть только в воображе.
298: Как время течёт по разному для нас и для тех, кого мы оставили позади, мы понимаем теперь на уровне интуиции, что пространство и время не абсолютные, неизменные сущности, а гибкие, зависящие от движения наблюдателя и звезды эти.
299: Спутники человечества, которые светили над нашими предками сотни тысяч лет назад и будут светить над нашими потомками миллионы лет, в будущем оказались не такими неизменными, какими казались их положение, их цвет, их яркость все это зависит от того,
300: Как мы движемся относительно них? Они не фиксированные точки на небесном своде, а динамические партнёры в нашем восприятии космоса это одновременно смиряющее и возвышающее сознание, смиряющее это, потому, что мы понимаем, насколько наш
301: Обычное восприятие ограничено и обусловлено нашей неподвижностью возвышающее, потому что мы способны представить себе то, что выходит за рамки этого обычного восприятия, и понять законы, которые управляют этими трансформациями. Давайте теперь позволим нашему
302: Кораблю мягко дрейфовать в космическом пространстве. Двигатели выключены, скорость минимальна, вокруг нас звезды такие же, как всегда, далёкие солнца каждая со своей историей, своими планетами, возможно, своей жизнью. Свет от них.
303: Достигает наших глаз так же, как он достигал глаз наших предков почти без искажений, почти в своём естественном состоянии. Но мы знаем теперь то, чего не знали наши предки. Мы знаем, что этот покой, эта неподвижность, это кажущаяся статичность ночного неба, это лишь
304: Особый случай стоит только начать двигаться по настоящему, быстро двигаться, и весь этот покой рассыпается, трансформируясь в нечто совершенно иное звезды танцуют, меняют цвета, собираются и рассеиваются в зависимости от нашего движения Вселенная.
305: Не застывшая декорация, а живой, реагирующий на нас партнёр, и в этом осознании глубокая красота, потому что оно показывает нам, что Вселенная богаче, чем мы можем увидеть 1 взглядом, за каждым привычным видом скрываются бесконе.
306: Вариации, доступные тем, кто движется иначе, каждая звезда это не 1 звезда, а бесконечное множество возможных восприятий этой звезды, зависящих от скорости и направления наблюдателя. Мы, люди, пока привязаны к нашей маленькой.
307: Планете, движущейся с космологически пренебрежимой скоростью. Но наш разум способен путешествовать туда, куда наши тела не могут, в область релятивистских скоростей, где Вселенная показывает своё истинное лицо, и это путешествие разума не менее
308: Реально, чем физическое путешествие, потому что законы физики, которые мы открыли, позволяют нам предсказывать и понимать то, что произошло бы, если бы мы могли путешествовать с такими скоростями. Эйнштейн никогда не летал со скоростью света. Никто из нас не летал.
309: Но мы знаем, как бы это выглядело, потому что мы понимаем законы природы, и это знание 1 из величайших достижений человеческого разума. Теперь, когда наше путешествие завершено, давайте в последний раз взглянем на звезды. Вот они, те же звезды, которые мы видели в начал.
310: Стоя в поле на земле орион, большая медведица, южный крест или какие бы созвездия не были видны с того места, где мы сейчас находимся, они сияют своим мягким древним светом каждое солнце, каждая истории.
311: Каждая связь с бесконечностью. Мы прошли долгий путь от того 1 взгляда на ночное небо до глубокого понимания того, как движение преобразует наше восприятие космоса. Мы узнали об операции света, которая смещает звезды к на
312: Нашего движения мы узнали о релятивистском усилении, которое концентрирует их в яркий диск впереди мы узнали о доплеровском смещении, которое окрашивает их в голубые и фиолетовые тона мы узнали о сокращении длины и замедлении времени.
313: Которые изменяют наше отношение к пространству и времени, мы узнали о границах видимого спектра и о том, как релятивистское движение может сделать видимым невидимое, и во всем этом единая нить, скорость света как фундаментальная константа.
314: Определяющая геометрию пространства времени и все эффекты, которые мы обсуждали, эта константа непроизвольное число, она встроена в саму структуру реальности, и все, что мы наблюдаем при релятивистских скоростях, это следствие этой
315: Глубокой геометрии. Звезды будут продолжать светить ещё миллиарды лет. Некоторые из тех, что мы видим сегодня, взорвутся сверхновыми, другие медленно угаснут, превращаясь в белых Карликов. Третьи родятся из газовых облаков, которые сегодня
316: Ещё только начинают сжиматься, космос динамичен, даже если наши краткие человеческие жизни слишком коротки, чтобы увидеть эту динамику напрямую, и если когда-нибудь человечество, или наши потомки, или наши создания отправятся к этим.
317: Далёким солнцем. На кораблях, способных приближаться к скорости света. Они увидят то, что мы сегодня можем только представить. Они увидят яркий диск, собравший в себе все звезды Вселенной. Они увидят цвета, которых не существует в нашем обычном опыте. Они
318: Живут. Время так, как мы никогда не переживали. Но даже если этого никогда не произойдёт, даже если мы навсегда останемся привязанными к нашей маленькой планете и её окрестностям, мы можем найти утешение в том, что мы понимаем. Мы знаем, как устроена Вселенная. Мы знаем, какие у
319: Чудеса она скрывает, и это знание само по себе является формой путешествия. Закройте глаза, теперь и представьте себе ещё раз то поле, с которого мы начали холодный ночной воздух, запах травы, тихий стрекот Сверчков и над вами.
320: Бесконечность, усыпанная древним светом, вы знаете теперь, что этот свет не статичен, что он танцует и меняется в зависимости от того, как вы движетесь, что за его видимым покоем скрывается целый мир динамики, доступный тем, кто осмеливается двигаться.
321: Быстрее, но сегодня вы неподвижны, сегодня вы просто наблюдатель, стоящий на поверхности своей планеты, глядящий на звезды. И этого достаточно, потому что даже в неподвижности, даже в обычном восприятии, есть красота, есть.
322: Связь с космосом есть чудо, пусть звезды сопровождают ваш сон, пусть их древний свет приносит вам покой, и пусть знание о том, как они могли бы выглядеть иначе, добавляет глубины вашему восприятию их такими, какие они есть. Спокой.
323: Ночи, путешественник Вселенная ждёт вас и неподвижных, и движущихся, она всегда будет здесь со всеми своими чудесами, видимыми и невидимыми, готовая раскрыть свои тайны тем, кто готов их искать. Вселенная бесконе.
324: Вечно терпелива она.