[/ pealdis]
Füüsika üks huvitavamaid konstante ja väljakutseid on valguse kiirus. Tulevasi kosmoselaevu kavandavad füüsikud ja lennundusinsenerid näevad seda viimase suure takistusena tähtedevahelise tähtedevahelise reisimise jaoks. Niisiis, kui kiiresti valgus liigub?
Me teame, et valguse kiirus on piiratud ja see liigub kiirusega 300 000 kilomeetrit sekundis. See on suurepärane vahemaa reisimiseks. Maa peal on see kiirus peaaegu hetkeline. Kuid nüüd teame, et selle piire saab kindlaks määrata ruumi laiemas mõõtkavas. Näiteks Päikese valgust Maale jõudmiseks kulub umbes 8,3 minutit. Päikesesüsteemi lähima täheni jõudmiseks kulub umbes 3–4 aastat. Seda valguse piiramist nimetatakse valguse kiiruse tõkkeks.
Teaduse esimestel päevadel oli peamiseks aruteluallikaks argument, kas valguse kiirus oli hetkeline või mitte. Juba kreeklaste seas leidus pooldajaid, kes väitsid valguse jaoks nii lõplikku kui ka lõpmatut kiirust. 11. sajandil oli ka araabia filosoofide kirjutisi, milles väideti, et valguse kiirus sõltub sellest, millist keskkonda see läbis. Alles 20. sajandil avastaksid sellised füüsikud nagu Planck ja Einstein valguse tegeliku kiiruse ja valguse omadused.
Nagu varem mainitud, muutub valguse kiirus. See on tegelikult vaid 300 000 km vaakumis. Kiirus varieerub õhus ja teistes keskkondades veidi, sõltuvalt läbipaistvusest ja murdumisnäitajast. Valguse kiirus kipub siiski olema ikka palju kiirem kui teiste lainete, näiteks helilainete puhul. Samuti avastati, et valguse kiirus kehtib kõigi elektromagnetilise kiirguse vormide, mitte ainult nähtava valguse kohta. Füüsikud teevad ka ettepaneku, et valguse kiirus rakenduks ka gravitatsioonilainetele.
Valguse kiiruse mõistmine on viinud huvitavate füüsika teooriateni. Paljusid neist võib leida Einsteini üldise relatiivsusteooria ja erirelatiivsusteooria teooriatest. Esiteks pääsevad valguse kiirusele loomulikult ainult massitu osakesed, näiteks footonid, vastasel juhul kulub selle kiiruse saavutamiseks sisuliselt lõpmatu energia. Kuid massiga objektid võivad teoreetiliselt saavutada märkimisväärse protsendi valguse kiirusest. Samuti tehakse ettepanek, et isegi kui kiirus oleks saavutatav, põhjustaks see teatud kõrvaltoimeid. Üks on aja laienemine, kus väikese kiirusega reisides tekib Rip Van Winkle'i efekt, kus vaatlejatel mööduvad aastad, samal ajal kui kerge kiirusega reisiv inimene kogeb ajahetke vaid samal tajutaval perioodil. Samuti on teoreetiliselt ületatud, kui valguse kiirus tooks kaasa ajarännaku.
Oleme ajakirjale Space Magazine kirjutanud palju valgust käsitlevaid artikleid. Siin on artikkel valguse kiirusel liikuva raskusjõu kohta ja siin on artikkel valguse kiirusest kiiremini liikuvate galaktikate kohta.
Kui soovite rohkem teavet valguse kiiruse kohta, vaadake Einsteini väitel valguse kiirust ja siin on link NASA lehele Raketi valguse kiirus.
Oleme salvestanud ka küsimuste näituse valguse kiiruse kohta. Vaata järgi!
Allikad:
Vikipeedia: valguse kiirus
Vikipeedia: ajarännak
Newton Küsige teadlaselt!
Illinoisi ülikool
