Die Lichtgeschwindigkeit ist die Grenze, mit denen bewegen kann ein materielles Objekt im Raum, natürlich, wenn Sie nicht berücksichtigen, die hypothetische Wurmlöcher, mit denen, entsprechend den Annahmen, können Objekte bewegen sich im Raum noch schneller. In einem perfekten Vakuum Teilchen des Lichts, ein Photon, kann sich mit einer Geschwindigkeit von 299 792 Kilometer pro Sekunde oder rund 1,079 Milliarden Kilometer pro Stunde. Auf den ersten Blick mag es scheinen, dass es erstaunlich schnell. Nein, es ist tatsächlich schnell. Aber das Ausmaß des Kosmos diese Geschwindigkeit kann quälend langsam, vor allem, wenn es darum geht, радиосообщениях und Fliegen zu anderen Planeten, insbesondere außerhalb unseres Sonnensystems.
Um jedermann einfacher zu verstehen begrenzte Möglichkeiten Lichtgeschwindigkeit планетолог Goddard Space Flight Center der NASA James O ‘ Donoghue hat eine Reihe von Animationen.
«Ich mache diese Animationen mit Blick auf die Tatsache, dass möglichst verständlicher und schneller zu erklären, den gesamten Kontext zu dem, was ich wollte in Ihnen spiegeln. Als ich noch studierte, musste ich manuell zeichnen das anspruchsvolle Konzept, um sich selbst zu verstehen, wovon überhaupt die Rede ist», gesteht O ‘ Donoghue.
In einem Gespräch mit Business Insider O ‘ Donoghue erzählte, dass erst vor kurzem gelernt, wie man diese Animationen. Seine erste Arbeit für die NASA war die Vorbereitung der Rolle über die Ringe des Saturn. Danach begann er andere animieren für das Verständnis komplexer Raum-Konzepte, Z. B. visuellen Vergleich der Größe und der Geschwindigkeit der Rotation des Planeten des Sonnensystems. Gemäß ihm, diese Arbeit, veröffentlicht auf seiner persönlichen Seite in der «Twitter», erregte großes Interesse.
Seine Letzte Arbeit ist ein Versuch zu demonstrieren, wie schnell und zugleich langsam werden die Photonen.
Eine klare Demonstration der Bewegung der Photonen um die Erde
In der ersten Animation Werbefilm O ‘ Donoghue zeigte, wie schnell sich das Licht relativ zur Erde bewegen kann.
Länge des äquators des Planeten beträgt etwa 40 tausend Kilometer. Wenn Sie keine Atmosphäre (die Partikel, die darin enthalten sind, können ein wenig Licht verlangsamen), das Photon, gleitend entlang der Oberfläche, ergreifen würde fast 7,5 umdrehungen für 1 Sekunde (oder 0.13 Sekunden eine umdrehung).
Trotz der Tatsache, dass bei diesem Szenario die Lichtgeschwindigkeit scheint unglaublich schnell, Werbefilm zeigt auch, dass es endlich ist.
Wie schnell das Licht legt die Strecke zwischen Erde und Mond
Im zweiten Screencast O ‘ Donoghue deckt eine größere Distanz von der Erde zum Mond.
Im Durchschnitt der Abstand zwischen unserem Planeten und Ihre natürlichen Satelliten beträgt 384 000 Kilometer. Dies bedeutet, dass der beobachtete Mond am Himmel das Licht überwindet die Entfernung in 1,255 Sekunden, und der Weg hin und zurück, beispielsweise bei der übertragung von Radiosendungen zwischen der Erde und den kosmischen Apparaten, dauert 2,51 Sekunden.
Beachten Sie, dass mit jedem Tag verlängert sich die Verarbeitungszeit, da jedes Jahr wird der Mond von der Erde um etwa 3,8 Zentimeter (Mond ständig entwässert Rotationsenergie der Erde durch die Schwerkraft-приливное Interaktion. Die Folgen dieses Effekts sind eine änderung der Umlaufbahn des Satelliten).
Wie schnell das Licht legt die Strecke zwischen der Erde und dem mars
Im Dritten Video O ‘ Donoghue zeigte ein Problem, mit dem viele планетологам täglich konfrontiert.
Wenn die Mitarbeiter der Raumfahrtbehörde NASA versuchen, herunterladen und abrufen von Daten mit dem Raumfahrzeug zu bewegen, zum Beispiel, die gleiche Sonde InSight, der jetzt auf dem mars, wird die übertragung von Nachrichten geschieht mit Lichtgeschwindigkeit. Aber es ist nicht genug, um das Multifunktionsgerät verwalten in «Echtzeit». Also Team sollte sorgfältig geprüft werden, möglichst komprimiert und an die genaue Zeit und den Ort, um nicht zu verpassen Ziel vorbei.
Die schnelle übertragung von Nachrichten zwischen der Erde und dem mars möglich in dem Moment, wo die Planeten sind an dem Punkt der größten Annäherung. Dies geschieht jedoch nur etwa einmal in zwei Jahren. Darüber hinaus, auch in diesem Fall uns trennt eine Entfernung von etwa 54,6 Millionen Kilometer. In dem Video O ‘ Donoghue gezeigt, dass bei dieser Entfernung das Licht benötigt 3 Minuten und 2 Sekunden um von einem Planeten zum anderen oder 6 Minuten in beide Richtungen.
Im Durchschnitt Erde und mars zerteilt Strecke von 254 Millionen Kilometer, also durchschnittlich beidseitiges senden von Nachrichten dauert etwa 28 Minuten und 12 Sekunden.
Je weiter der Abstand, desto deprimierender wird «Effizienz» Lichtgeschwindigkeit
Abbildung Space «нанозонда» Breakthrough Starshot, ускоряемого sehr leistungsfähiges Laserstrahl und Führer zum Sternsystem Alpha Centauri
Die Grenze der Lichtgeschwindigkeit schafft noch mehr Probleme für Raumfahrzeuge, die sich noch weiter von der Erde entfernt. Zum Beispiel kann die gleiche Sonde «New Horizons», der jetzt in 6,64 Milliarden Kilometer von uns, oder «Вояджеру-1» und «Вояджеру-2», die die Grenzen des Sonnensystems erreicht.
Ganz traurige Situation wird, wenn es darum geht, die übertragung von Nachrichten in ein anderes Sternensystem. Zum Beispiel, der nächste der uns bekannten Exoplaneten, Proxima b, ist etwa 4,2 Lichtjahre von uns (rund 39,7 Billionen Kilometer). Selbst wenn man der Schnellste im Moment das Raumschiff, Sonde Solar Parker, der fähig ist, erreichen eine Geschwindigkeit von 343 000 Kilometern in der Stunde, auch braucht er noch etwa 13 Jahre 211 nur, um zu erreichen Проксимы b.
Hat der Artikel gefallen? Abonnieren Sie unser Telegramm-Kanal, um sich bewusst sein den angesagtesten und interessantesten Ereignisse aus der Welt der Wissenschaft und Technologie.