Prečo je rýchlosť svetla tak dôležitá? Dokáže existovať vesmír aj v prípade, že by bola nekonečná?
Rýchlosť svetla hrá vo vesmíre a aj fyzike extrémne dôležitú úlohu.
Vo fyzike bolo svetlo vždy záhadou a stále do istej miery je. Najprv vedci nevedeli prísť na to, či ide o vlnu, alebo časticu. Niekedy sa svetlo správalo ako vlna, no inokedy ako častica. Dnes vieme, že svetlo je kvantový objekt, čo znamená, že väčšinu času sa správa ako vlna, no ak ho pozorujeme, môže sa správať ako častica, hovorí sa v YouTube videu kanálu Arvin Ash.
Lenže ak sa svetlo správa ako vlna, cez čo sa šíri? Zvukové vlny sa šíria vzduchom, no v prípade svetla vedci nepoznali odpoveď. V minulosti sa pracovalo s konceptom éteru, neviditeľného média, cez ktoré sa šírilo svetlo, ale aj gravitácia. Túto teóriu vyvrátil Albert Einstein, svojou teóriou špeciálnej relativity.
Einstein tvrdil, že svetlo nepotrebuje médium na to, aby sa mohlo šíriť, ale namiesto toho sa vo vákuu pohybuje konštantnou rýchlosťou – rýchlosťou svetla. Zároveň išlo o akýsi kozmický limit, najväčšiu rýchlosť, aká je možná. Lenže prečo vo vesmíre existuje najvyššia možná rýchlosť? Prečo sa nerovná rýchlosť svetla nekonečnu?
Rýchlosť svetla sa odvíja od dvoch vlastností vesmíru: permitivity vákua a permeability. Sú to dve konštanty, ktoré vo fyzike existujú a dali by sa vysvetliť ako odpor vesmíru voči šíreniu elektromagnetických vĺn. Keďže tento odpor existuje, rýchlosť svetla nemôže byť nekonečná. Ak by ale tento odpor neexistoval, je možné, že by rýchlosť svetla mohla byť nekonečná.
Rýchlosť svetla je najvyšší rýchlostný limit vo vesmíre a zohráva ešte jednu dôležitú úlohu. Rýchlosť svetla určuje maximálnu rýchlosť, akou môže informácia cestovať. Rýchlosť svetla sa spája s príčinnosťou a lokalitou, čo znamená, že ak sa nachádzame ďaleko od určitého objektu, nemôžeme o ňom vedieť okamžite. Informácii trvá určitú dobu, kým sa ku nám dostane.
Neprehliadnite
Ak by dokázala informácia cestovať ku nám okamžite, každá udalosť vo vesmíre by mohla ovplyvniť hociktorú inú udalosť. Príkladom môže byť miliarda supernov, ktoré by všetky explodovali v jednom bode vo vesmíre a v tom istom bode by sa k zemi dostalo nepredstaviteľné množstvo smrtiaceho žiarenia, ktoré by zničilo celú našu planétu.
Rýchlostný limit je dôležitý
S nekonečnou rýchlosťou svetla by bola porušená príčinnosť, ktorá zaručuje, že sa všetci dokážeme zhodnúť na tom, že jeden jav zapríčinil vznik druhého javu. Ak by sa ku nám dostali okamžite informácie zo všetkých javov, nedokázali by sme určiť príčiny určitých javov.
Na druhú stranu by sme dokázali vidieť úplne celý vesmír a zistiť, či je nekonečný alebo nie. Už by svetlu netrvalo niekoľko miliónov rokov, kým by sa dostalo z inej galaxie ku nám na Zem. Nočná obloha by zároveň jasne žiarila, pretože by sa ku nám okamžite dostávalo svetlo so všetkých hviezd vo vesmíre.
Ak chceme mať vesmír, ktorý dáva zmysel, príčinnosť je veľmi dôležitá. Vesmír musí mať najvyššiu možnú rýchlosť, akou môžu medzi sebou komunikovať dva body vo vesmíre a ukázalo sa, že svetlo sa pohybuje najvyššou dovolenou rýchlosťou. Kanál Arvin Ash tvrdí, že rýchlosť, akou sa pohybujú fotóny nie je vôbec dôležitá, avšak rýchlosť svetla sa v tomto prípade rovná rýchlosti príčinnosti, rýchlosti, akou medzi sebou komunikujú body vo vesmíre. Práve preto sa zdá byť nemožné túto rýchlosť prekonať. Keďže fotóny nemajú hmotnosť, môžu sa pohybovať najvyššou dovolenou rýchlosťou vesmíru.
Komentáre