Pernahkah anda terfikir adakah mungkin untuk melakukan perjalanan dengan kelajuan cahaya? Mungkin, dengan teknologi yang diperlukan untuk membantu kita mencapai kelajuan ini, suatu hari kita dapat terbang ke pinggir alam semesta dan melihat apa yang ada di luarnya?
Sedikit teori
Kelajuan cahaya dalam vakum adalah pemalar yang kita ketahui dengan tepat: sebagai contoh, cahaya bergerak pada kelajuan 299,792,458 meter sesaat. Ini adalah kecepatan penyebaran semua medan elektromagnetik dalam vakum, termasuk gelombang radio, inframerah, ultraviolet, sinar-X dan radiasi gamma.
Menurut Teori Relativiti Khas Einstein, tidak ada yang dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya. Dalam keadaan normal, cahaya bergerak seketika untuk kita. Sebagai contoh, kita tidak mempunyai masa untuk melihat bagaimana foton dipantulkan dari objek dan diserap oleh permukaan di dalam bilik ketika lampu dimatikan - ini berlaku dengan begitu cepat.
Kelajuan cahaya di ruang kosong (vakum) tidak bergantung pada kelajuan relatif antara sumbernya dan pemerhati. Ada yang percaya bahawa pernyataan ini bertentangan dengan akal sehat, bagaimanapun, inilah yang telah ditunjukkan secara eksperimen. Eksperimen yang paling terkenal itu dilakukan oleh ahli fizik Albert Michelson dan Edward Morley pada akhir abad ke-19. Mereka mendapati bahawa kelajuan cahaya adalah sama dalam semua arah, tanpa mengira hakikat bahawa Bumi itu sendiri bergerak melalui angkasa.
Albert Michelson.
Video promosi:
Manusia dan kepantasan
Orang pasti suka kepantasan. Oleh kerana roda diciptakan, dan kelajuan tidak lagi ditentukan oleh kekuatan kaki kita, kita mahu bergerak lebih pantas dan pantas. Semakin cepat seseorang bergerak, semakin menggembirakan mereka (walaupun perlu diperhatikan bahawa bagi sesetengah orang kelajuan tinggi adalah perkara yang menakutkan). Hari ini, umat manusia telah berjaya mengembangkan pesawat yang sangat pantas, pejuang ultra cepat, kereta api berkelajuan tinggi dan sebagainya. Walau bagaimanapun, alam semesta mempunyai sesuatu yang lebih pantas daripada apa yang telah kita capai - cahaya.
Oleh itu, mungkin ada di antara anda pada suatu malam setelah seharian yang sukar, sambil duduk dengan sebotol bir atau cawan teh, bertanya-tanya bagaimana rasanya bergerak dengan laju cahaya.
Apa yang berlaku jika kita bergerak pada kelajuan cahaya
Seseorang yang bergerak pada kelajuan cahaya akan mengalami pelebaran masa. Baginya, masa akan berlalu dengan lebih perlahan berbanding dengan orang yang masih diam. Selain itu, bidang penglihatan mereka akan banyak berubah. Bagi seseorang yang bergerak dengan kelajuan cahaya, alam semesta akan muncul dalam bentuk terowong di hadapan alat yang dilaluinya. Pertimbangkan idea menarik ini.
Sehingga abad ke-20, dunia yakin akan kebenaran pandangan Isaac Newton mengenai objek dan graviti. Namun, pada tahun 1900-an, tidak lain dari Albert Einstein mengambil alih dan mengubah dunia selamanya.
Albert Einstein memberi kuliah di Vienna pada tahun 1921.
Teori relativiti, yang dikemukakan olehnya, menjelaskan banyak masalah yang berkaitan dengan jisim dan tenaga. Persamaan kesamaan jisim dan tenaga membuktikan bahawa jisim dan tenaga dapat ditukar ganti, iaitu, satu dapat diubah menjadi yang lain - dan sebaliknya. Dia juga mencadangkan bahawa tidak ada kerangka acuan standard tunggal. Segala-galanya adalah relatif walaupun masa. Kemudian pengertian datang kepadanya bahawa kelajuan cahaya tetap dan tidak bergantung pada pemerhati. Oleh itu, jika seseorang bergerak pada kelajuan 50% cahaya ke arah yang sama dengan cahaya, maka pancaran cahaya akan melihatnya sama seperti bagi orang yang berdiri diam.
Bagi kesamaan jisim dan tenaga, secara ringkas, ini bermaksud bahawa jika suatu objek bergerak 10% dari kelajuan cahaya, jisimnya akan meningkat sebanyak 0.5% dari jisim asalnya. Pada masa yang sama, jika objek bergerak pada kelajuan cahaya 90%, jisimnya akan berlipat ganda.
Bolehkah kita melakukan perjalanan dengan kelajuan cahaya
Tidak, kita tidak dapat bergerak dengan kelajuan cahaya. Maksudnya ialah ketika bergerak pada kelajuan cahaya, jisim objek akan meningkat secara eksponensial. Bayangkan yang berikut: kelajuan cahaya hampir 300 ribu kilometer sesaat, dan apabila objek bergerak pada kelajuan itu, jisimnya menjadi tak terbatas. Oleh itu, untuk menggerakkan objek ini, ia akan memerlukan tenaga yang tidak terbatas (ingat kesetaraan jisim dan tenaga), yang sangat tidak praktikal.
Secara kasar, untuk alasan ini tidak ada objek yang dapat bergerak pada kelajuan cahaya (kecuali cahaya itu sendiri) atau lebih cepat.
Mengenai pergerakan hampir dengan kelajuan cahaya, katakan pada 90% dari itu, maka kita akan mempunyai pemerhatian yang menarik.
Bergerak (hampir) pada kelajuan cahaya
Pertama sekali, seseorang yang bergerak dengan kelajuan sedemikian akan mengalami dilatasi masa. Masa akan berlalu lebih perlahan untuknya daripada seseorang yang masih diam. Contohnya, jika seseorang bergerak pada 90% kelajuan cahaya, maka apabila 10 minit berlalu untuknya, 20 minit berlalu untuk seseorang yang masih diam.
Gambar rajah yang menunjukkan kelengkungan masa ketika menghampiri kelajuan cahaya.
Perlu disebutkan perubahan besar dalam bidang penglihatan. Bagi seseorang yang bergerak - ke mana sahaja - pada 90% kelajuan cahaya, seperti yang disebutkan di atas, alam semesta akan kelihatan seolah-olah sedang melihatnya melalui tingkap di depan kapal angkasa. Bintang-bintang yang didekatinya akan kelihatan biru, dan bintang-bintang yang tinggal di belakang akan kelihatan merah. Ini kerana gelombang cahaya dari bintang di depannya akan bergumpal bersama-sama, menjadikan objek itu kelihatan biru, dan gelombang cahaya dari bintang yang tertinggal akan meregang dan berubah menjadi merah, menyebabkan kesan Doppler yang melampau.
Setelah mengatasi tanda tertentu, seseorang akan terjun ke kegelapan, kerana panjang gelombang yang jatuh ke matanya akan berada di luar spektrum yang dapat dilihat.
Sudah tentu, walaupun dengan semua perkara yang tidak praktikal dan rintangan yang berkaitan dengan perjalanan dengan kelajuan cahaya (atau dekat), ini pasti akan menjadi pengembaraan lain.
Vladimir Guillen
