Вчений з NASA наочно показав, наскільки повільної може бути швидкість світла

Дата:

2019-01-20 01:35:08

Перегляди:

30

Рейтинг:

1Дизлайк 0Любити

Поділитися:

Вчений з NASA наочно показав, наскільки повільної може бути швидкість світла Source:

– це межа, з яким може рухатися матеріальний об'єкт в просторі, якщо, звичайно, не брати в розрахунок гіпотетичні кротові нори, з допомогою яких , об'єкти можуть переміщатися в просторі ще швидше. В ідеальному вакуумі частинка світла, фотон, може рухатися зі швидкістю 299 792 кілометра в секунду або приблизно 1,079 мільярда кілометрів на годину. На перший погляд може здатися, що це дивно швидко. Ні, це насправді швидко. Але в масштабах космосу така швидкість може бути болісно повільним, особливо, якщо мова йде про радиосообщениях і польоти на інші планети, зокрема, знаходяться за межами нашої Сонячної системи.

Для того щоб будь-якій людині було легше зрозуміти обмежені можливості швидкості світла планетолог Центру космічних польотів Годдарда NASA Джеймс’Донохью створив серію анімаційних роликів.

«Я робив ці анімації з прицілом на те, щоб якомога зрозуміліше і швидше пояснити весь контекст того, що я хотів в них відобразити. Коли я ще вчився, мені доводилося вручну малювати складні концепції, щоб самому зрозуміти, про що взагалі йде мова», — визнається Про’Донох'ю.

У розмові з Business Insider Про’Донохью розповів, що тільки недавно навчився робити ці анімації. Його першою роботою для NASA стала підготовка Сатурна. Після цього він почав анімувати інші складні для розуміння космічні концепти, наприклад, розмірів і швидкості обертання планет Сонячної системи. За його словами, ця робота, опублікована на його особистій сторінці в «Твіттері», привернула інтерес.

Його остання робота – спроба наочно продемонструвати наскільки швидкими і в той же час повільними можуть бути фотони.

Наочна демонстрація руху фотонів навколо Землі

У першому анімаційному ролику Про’Донохью показав, як швидко світло може рухатися відносно Землі.

Довжина екватора планети складає приблизно 40 тисяч кілометрів. Якби у неї не було атмосфери (частки, які в ній містяться, можуть трохи сповільнювати світло), то фотон, сковзає уздовж її поверхні, здійснював би майже 7,5 повних обороту за 1 секунду (або 0.13 секунд на один оборот).

Незважаючи на те, що при такому сценарії швидкість світла здається неймовірно швидкою, ролик також демонструє, що вона скінченна.

Наскільки швидко світло долає відстань між Землею і Місяцем

У другому ролику Про’Донохью охоплює більшу відстань від Землі до Місяця.

В середньому дистанція між нашою планетою і її природним супутником становить 384 000 кілометрів. Це означає, що спостерігається на небі місячне світло долає цю відстань за 1,255 секунди, а дорога туди і назад, наприклад, при передачі радіоповідомлень між Землею і космічними апаратами, займе 2,51 секунди.

Слід врахувати, що з кожним днем цей час збільшується, оскільки кожен рік Місяць віддаляється від Землі приблизно на 3,8 сантиметра (Місяць постійно виснажує енергію обертання Землі через гравітаційно-приливне взаємодія. Наслідками цього ефекту є зміна орбіти супутника).

Як швидко світло долає відстань між Землею і Марсом

У третьому ролику Про’Донохью продемонстрував проблему, з якою багатьом планетологам доводиться стикатися щодня.

Коли співробітники аерокосмічного агентства NASA намагаються завантажити і отримати дані з космічного апарату, наприклад, того ж зонда InSight, що працює зараз на Марсі, то передача повідомлень відбувається зі швидкістю світла. Проте її недостатньо, щоб управляти апаратом в «режимі реального часу». Тому команди повинні бути ретельно продумані, максимально стиснуті і спрямовані в точний час і місце, щоб не промахнутися повз адресата.

Сама швидка передача повідомлень між Землею і Марсом можлива в той момент, коли планети знаходяться в точці максимального зближення. Проте це відбувається лише приблизно раз у два роки. Крім того, навіть у цьому випадку нас розділяє відстань близько 54,6 мільйона кілометрів. У ролику Про’Донохью показано, що при такій дистанції світла потрібно 3 хвилини і 2 секунди для того, щоб дістатися від однієї планети до іншої або 6 хвилин в обидві сторони.

В середньому Землю і Марс поділяє дистанція в 254 мільйони кілометрів, тому в середньому двостороння передача повідомлень займає близько 28 хвилин і 12 секунд.

Чим далі відстань, тим гіршою стає «ефективність» швидкості світла

Ілюстрація космічного «нанозонда» Breakthrough Starshot, прискорює дуже потужним лазерним променем і направляє до зоряній системі Альфи Центавра

Межа швидкості світла створює ще більше проблем для космічних апаратів, що знаходяться ще далі від Землі. Наприклад, того ж зонду «Нові горизонти», який зараз знаходиться в 6,64 мільярда кілометрів від нас, або «Вояджеру-1» і «Вояджеру-2», які досягли межі Сонячної системи.

Зовсім сумною ситуація стає, якщо мова йде про передачі повідомлення в іншу зоряну систему. Наприклад, найближча з відомих екзопланет, Проксіма b, знаходиться приблизно в 4,2 світлових роках від нас (близько 39,7трильйони кілометрів). Навіть якщо взяти найшвидший на даний момент космічний апарат, Сонячний зонд Паркер, здатний досягти швидкості в 343 000 кілометрів на годину, то навіть йому буде потрібно близько 13 211 років лише для того, щоб долетіти до Проксими b.

Сподобалася стаття? Підпишіться на наш , щоб бути в курсі найцікавіших подій зі світу науки і технологій.

Більше:

Американці на Місяці: що повинен знати кожен?

Американці на Місяці: що повинен знати кожен?

Прийдешній день космонавтики – моє найулюбленіше свято. Він знаменує собою тріумф людського розуму: всього за якісь чотири тисячі років Homo Sapiens пройшли шлях від мисливців-збирачів дослідників космосу. 12 квітня 1961 року радянський космонавт Юрі...

Чому деякі галактики спіральної форми?

Чому деякі галактики спіральної форми?

Знаєте що мене дивує найбільше? Те, що ми сприймаємо навколишній світ як даність. Тварини, рослини, закони фізики і космос сприймаються багатьма людьми як щось настільки буденне і нудне, що вони вигадують фей, привидів, монстрів і чаклунство. Погодьт...

Астрономам вдалося побачити загибель іншої зоряної системи

Астрономам вдалося побачити загибель іншої зоряної системи

В космічному океані дрейфує безліч таємниць, про існування яких ми навіть не здогадуємося. Одна з таких була розкрита п'ять років тому, коли астрономи виявили самотню зірку на відстані 570 світлових років від Землі, яскравість якої блякла нерегулярно...

Примітка (0)

Ця стаття не має коментарів, будьте першим!

Додати коментар

Новини

Ракета «Ангара» ризикує розвалитися через вібрації двигуна

Ракета «Ангара» ризикує розвалитися через вібрації двигуна

В четвертому кварталі 2019 року має відбутися другий тестовий запуск ракети-носія «Ангара-А5». Вона була створена для запуску з космодромів Плесецьк і Східний, так як запуск «Протона» можливий виключно з Байконура, розташованого н...

Перевезення капсули Crew Dragon, витягнутого з води, потрапив на відео

Перевезення капсули Crew Dragon, витягнутого з води, потрапив на відео

Якщо ви повертаєтеся з космосу на високій швидкості, з ряду причин зазвичай безпечніше спускатися над водою, ніж над землею. І капсула Space виробництва SpaceX не стане винятком. Ось як вона буде виглядати, повертаючись на сушу на...

Вчені: динозаври застали час утворення кілець Сатурна

Вчені: динозаври застали час утворення кілець Сатурна

На думку вчених, вік Сатурна становить близько 4,5 мільярда років. Вважалося, що його кільця теж утворилися давно, проте нові дослідження астрономів говорять про те, що вони з'явилися від 10 до 100 мільйонів років тому, в епоху ди...

Що буде з NASA через 20 років? Все вирішать приватні компанії і Китай

Що буде з NASA через 20 років? Все вирішать приватні компанії і Китай

20 років тому, в 1998 році, NASA запустило місію Lunar Prospector, яка знайшла воду на Місяці. У цьому ж році 15 країн зібралися разом, щоб узгодити межі будівництва Міжнародної космічної станції і потім запустити першу частину ла...

На супутнику Сатурна настало літо

На супутнику Сатурна настало літо

На Титані, найбільшому супутнику Сатурна, є зміна пір року. Коли в 2004 році до нього підлетів космічний апарат «Кассіні», на його поверхні було літо — про це свідчили хмари й опади на південному півкулі. За розрахунками астрономі...

NASA починило космічний телескоп «Хаббл»

NASA починило космічний телескоп «Хаббл»

Американське аерокосмічне агентство , схоже, змогло знайти джерело проблеми, який 8 січня привів до поломки космічного телескопа «Хаббл». В агентстві сподіваються, що телескоп зможе відновити повноцінну наукову діяльність вже до к...

В майбутньому зоряне небо буде перекрито рекламою

В майбутньому зоряне небо буде перекрито рекламою

Реклама переслідує нас усюди: в газетах, на вулицях, в телевізорі, інтернеті і навіть всередині . Здається, зовсім скоро ми будемо бачити рекламні оголошення навіть на нічному небі — саме таку технологію має намір запустити російс...

Китай оголосив про плани по будівництву місячної бази

Китай оголосив про плани по будівництву місячної бази

На хвилі успішного виконання поточної місії космічного апарату «Чан'е-4» на зворотному боці Місяця Китайське національне космічне управління оголосило про подальші плани дослідження і освоєння природного супутника Землі. Як повідо...

На супутниках з океанами інопланетян можна не шукати

На супутниках з океанами інопланетян можна не шукати

протягом більше двох десятиліть вчені задавалися питанням, чи може позаземна життя процвітати глибоко під льодовими кірками, якими можуть похвалитися супутники в нашій зовнішній Сонячній системі. Космічні місії кшталт «Галілео» на...

Виявлено новий вид чорних дір, здатних прокинутися і заснути

Виявлено новий вид чорних дір, здатних прокинутися і заснути

Астрономи зі всього світу постійно знаходять чорні діри в різних галактиках, причому найчастіше такий об'єкт може бути сверхмассивным — в мільйони разів важче Сонця. Чорні діри ведуть себе по-різному: вони можуть поступово п...

Гарвардський астроном: «Перший контакт з інопланетянами стане справжнім шоком»

Гарвардський астроном: «Перший контакт з інопланетянами стане справжнім шоком»

Декан факультету астрономії Гарвардського університету Аві Лоеб вже довгий час стурбований питанням про те, чи ми одні у Всесвіті. У своїх попередніх заявах вчений висував припущення про те, що швидкі радиовсплески можуть бути сві...

Виявлено найбільш яскравий квазар у Всесвіті. Він в 600 трильйонів разів яскравіше нашого Сонця

Виявлено найбільш яскравий квазар у Всесвіті. Він в 600 трильйонів разів яскравіше нашого Сонця

З Землі нам, звичайно, здається, що найяскравіша точка на небі – це Сонце. Однак ця дивовижна у всіх відносинах зірка, все одно, що 10-ватна лампочка, порівняно з по-справжньому яскравими об'єктами космосу, наприклад, тими ж кваза...

Стімпанк близько: розроблений концепт парового космічного зонда

Стімпанк близько: розроблений концепт парового космічного зонда

Паровий двигун входить у десятку винаходів, які . Пар, як джерело харчування, почав використовуватися в 1700-ті роки, але з того часу людство зробило багато інших відкриттів, і сьогодні такі двигуни мало де використовуються. Можли...

Єдиний російський космічний телескоп перестав виходити на зв'язок

Єдиний російський космічний телескоп перестав виходити на зв'язок

Запущений 18 липня 2011 року російський телескоп «Спектр-Р», який проводив астрофізичні дослідження в рамках космічного проекту «Радіоастрон», перестав виходити на зв'язок. Він досі відправляє дані на Землю, однак при цьому не при...

#відео дня: Посадка китайського модуля на зворотний бік Місяця

#відео дня: Посадка китайського модуля на зворотний бік Місяця

3 січня луноход «Юйту-2» вперше опинився на поверхні супутника Землі — для цього в грудні минулого року , який повинен провести першу місію на зворотному боці Місяця. Сьогодні китайське національне космічне управління (CNSA)...

Телескоп «Хаббл» знову зламався, причому в самий невідповідний час

Телескоп «Хаббл» знову зламався, причому в самий невідповідний час

Аерокосмічне агентство NASA у вівторок припинила роботу космічного телескопа «Хаббл» після того, як у космічній обсерваторії був виявлений черговий апаратний збій, не дозволяє телескопу правильно виконувати свої завдання. Слід заз...

Радіопередачі з далекої галактики повторилися. Що б це значило?

Радіопередачі з далекої галактики повторилися. Що б це значило?

Астрономи зафіксували другий повторюваний швидкий радиовсплеск, який . Це виявлення дозволяє припустити, що в космосі може бути набагато більше цих загадкових сигналів. Цей сплеск, який отримав назву FRB 180814.J0422+73, входить в...

10 дивних і неймовірних феноменів і явищ, пов'язаних з зірками

10 дивних і неймовірних феноменів і явищ, пов'язаних з зірками

Зірки – дуже важливі об'єкти. Вони дають світло, тепло, а ще дають життя. Наша планета, люди і все оточуюче нас створено з зоряного пилу (на 97 відсотків, якщо говорити точніше). А ще зірки – це постійне джерело нових наукових зна...

Телескоп

Телескоп " Кеплер допоміг знайти чергову екзопланету придатну для життя

Успішним пошуком нових планет можуть займатися не тільки професійні вчені, але і звичайні користувачі Мережі. Це довели відвідувачі інтернет-форуму Zooniverse, які допомогли студенток-практиканток NASA виявити екзопланету K2-288Bb...

Великий вибух міг створити «дзеркальну антивселенную» нашої Всесвіту

Великий вибух міг створити «дзеркальну антивселенную» нашої Всесвіту

Великий вибух міг породити не тільки наш Всесвіт. Наша може бути дзеркальним відображенням «антивселенной», час у якій тече в зворотному напрямку, а простір дзеркально відображено. З такою заявою виступили канадські фізики з Інсти...