Всесвіт

Скільки фотонів у Всесвіті і чому світ не так швидко, як нам здається?

З чого складаються сонячні промені? Наскільки велика їх швидкість? На уроках фізики в школі розповідають, що світло має двоїсту природу – це і хвилі, і частинки одночасно. Ці складові частини випромінювання називають фотонами. Швидкість світла також не раз згадувалася в фізичних і математичних задачах (300 тисяч кілометрів в секунду), але напевно багато людей не усвідомлюють, наскільки це число, з одного боку велике, а з іншого боку, – зовсім не нескінченне і навіть маленьке.

Джерело зображення: kitobam.сомСтремясь до мети порахувати частинки світла, не можна забувати про вік Всесвіту (за підрахунками вчених – 13,7 мільярда років). Оскільки навіть ті фотони, які були випущені давньої, давно померлої зіркою, все ще рухаються десь у космосі, причому необов’язково у видимому людині випромінюванні, такі частинки-хвилі здатні накопичуватися в інфрачервоному, і в ультрафіолетовому спектрі.

В сумі це називають внегалактическим фотонним випромінюванням (Extragalactic Background Light).Порахувати кількість випущених зірками фотонів ученим допомогли галактичні центри, викидають плазму – блазары. Їх особливістю є те, що вони слабшають при проходженні через них фотонів.

Саме це допомогло дослідникам оцінити кількість і інтенсивність світла, испущенного зірками за час існування Всесвіту. Було проаналізовано 739 блазаров, і за підрахунками облікових сумарне число фотонів, испущенных зірками за час існування Всесвіту, досягло 4*10^84 частинок. І це число продовжує зростати, адже активні зірки безперервно випускають фотони, а також в космосі постійно народжуються нові світила.

Чому швидкість світла не така велика, як нам здається?Недарма якісь миттєві, блискавичні дії порівнюють зі швидкістю світла. Фотони поширюються дуже швидко – людина не здатна визначити затримку між, наприклад, появою променя з ліхтарика і тим моментом, коли він досягає перешкоду на шляху і висвітлює його. Величина швидкості світла постійна.

Вона однакова в будь-яких умовах і становить 3*10^8 метра в секунду. Швидкість світла хоч і велика, але не безмежна. Відносно малі відстані (у порівнянні з дистанціями в космосі) фотони долають за частки секунди, людина навіть не помічає такі маленькі проміжки часу.

Саме з-за цього явища людям здається, ніби світло досягає будь-якої точки Всесвіту миттєво.Однак у космічному просторі все трохи по-іншому. Тут вже відстані вимірюються в сотнях мільйонів і навіть мільярдів кілометрів.

Наприклад, Земля віддалена від Сонця в середньому на 149 600 000 кілометрів або 1,496*10^11 метрів. Щоб знайти час, за який фотони, випущені зіркою, досягнутий планети, потрібно розділити відстань на швидкість світла. В результаті вийде трохи більше 8 хвилин.

А це вже цілком відчутний людиною проміжок часу.Якщо розглядати об’єкти за межами Сонячної системи, то мільярдів кілометрів не вистачить для вимірювання цих відстаней. Для цього використовується спеціальна одиниця – «світловий рік».

Це відстань, преодолеваемое фотонами за один земний рік. Тут вже світло зовсім не здається таким блискавичним – адже він доходить від джерела до точки в космосі через роки!Люди рідко замислюються про те, що швидкість поширення фотонів скінченна, адже на планеті, де ми живемо відстані крихітні, якщо порівнювати їх з віддаленістю об’єктів у космосі. Однак якщо застосовувати швидкість світла до масштабів Всесвіту, то стає зрозуміло, що світло проходить відстань не моментально, а також, що розміри і дистанції в космосі значно перевищують звичні людині.

Related posts

Leave a Comment