Prečo nie je možné merať rýchlosť svetla?

Prečo nie je možné merať rýchlosť svetla jedným smerom?

Vďaka Špeciálnej teórií relativity máme funkčné GPS, Internet, dokážeme cestovať do vesmíru (síce len v rámci vlastnej sústavy), ale nebyť jej sformulovaniu Albertom Einsteinom, ešte si nejaký čas počkáme v ére pary. Samotná teória si zakladá na tom, že svetlo cestuje priestorom konštantnou rýchlosťou vo vákuu, čo ale nikdy nebolo dokázané. Navzdory tomu, predsa len sa Špeciálna teória neraz overila v iných prípadoch.

Zo začiatku si vedci mysleli, že vesmír je tvorený zložkou zvanou éter, nakoľko prevládala teória o svetle ako vlne a teda, že sa šíri podobne ako zvuk alebo vlny na hladine vody. Táto teória sa neoverila, keďže rýchlosť svetla sa meraniami javila ako konštantná, napriek predpokladom, že éter mala byť "masa tvorená svetlom", teda je jej médiom. Vtedy totiž vládol predpoklad, kedy priestor a čas boli nemenné a svetlo menilo svoju rýchlosť.

Einstein ale túto teóriu obrátil "naruby", kedy sa svetlo stalo konštantou a priestor a čas sa stali premennými, presnejšie relatívnymi. Tento radikálny nápad sa nakoniec stal základom pre už známu teóriu.

Teória predpokladá, že rýchlosť svetla (299 792,458 kilometrov za sekundu) je vo vákuu konštantná, ale to sa nepodarilo doteraz dokázať. Keby to predsa len chcete skúsiť, potrebujete na to dvoje hodiny, ktoré sú synchronizované, čo sa javí zatiaľ ľahko, lenže musíte poznať aj relatívny pohyb svetla v priestore vo vzťahu k hodinám. Tie sa ale nedajú synchronizovať bez toho, aby ste vedeli meranú rýchlosť svetla, ktorú bez merania nezistíte. Merania svetla teda prebiehajú len s jednými hodinami medzi bodmi A a B a naopak.

Albert Einstein predpokladal, že cesta svetla tam a späť je konštantná. Doterajšie experimenty to potvrdili aj s predpokladom, že svetlo prichádzajúce k nám je rýchlejšie, ako to, ktoré od nás odchádza. Svetlo nakoniec predsa len nemá konštantnú rýchlosť a niektoré merania dokázali, že jeho rýchlosť vedia ovplyvniť objekty so silnou gravitáciou. Nakoniec stačí, aby svetlo malo konštantnú priemernú rýchlosť, pri ceste tam a späť. Relativita týmto ostáva zachovaná.

Nedávno prebehol experiment s takzvaným Milneovým vesmírom. Ide o vesmír, ktorý je bez hmoty a energie, ale stále je podobný nášmu vesmíru. Experimentom sa podarilo zistiť, že azinotropia svetla síce pôsobila na azinotrópnu relativitu pri dilatácii času a expanzie tohto vesmíru. Samotný vesmír sa aj napriek rozdielnej rýchlosti svetla javil aj tak ako homogénny.

Zdroj: Phys.org, Brian Koberlein, Queer Sci-Fi, Wikipedia, Wikipedia,