Сколько фотонов во Вселенной и почему свет не так быстр, как нам кажется?

Из чего состоят солнечные лучи? Насколько велика их скорость? На уроках физики в школе рассказывают, что свет имеет двойственную природу – это и волны, и частицы одновременно. Эти составные части излучения называют фотонами. Скорость света также не раз упоминалась в физических и математических задачах (300 тысяч километров в секунду), но наверняка многие люди не осознают, насколько это число, с одной стороны большое, а с другой стороны, – вовсе не бесконечное и даже маленькое.

Сколько фотонов во Вселенной и почему свет не так быстр, как нам кажется?
Источник изображения: kitobam.com

Стремясь к цели сосчитать частицы света, нельзя забывать о возрасте Вселенной (по подсчётам учёных – 13,7 миллиарда лет). Поскольку даже те фотоны, которые были выпущены древней, давно умершей звездой, всё ещё движутся где-то в космосе, причём необязательно в видимом человеку излучении, такие частицы-волны способны накапливаться и в инфракрасном, и в ультрафиолетовом спектре. В сумме это называют внегалактическим фотонным излучением (Extragalactic Background Light).

Посчитать количество выпущенных звёздами фотонов учёным помогли галактические центры, выбрасывающие плазму – блазары. Их особенностью является то, что они ослабевают при прохождении через них фотонов. Именно это помогло исследователям оценить количество и интенсивность света, испущенного звёздами за время существования Вселенной. Было проанализировано 739 блазаров, и по подсчётам учётных суммарное число фотонов, испущенных звёздами за время существования Вселенной, достигло 4*10^84 частиц. И это число продолжает расти, ведь активные звёзды непрерывно испускают фотоны, а также в космосе постоянно рождаются новые светила.

Почему скорость света не такая большая, как нам кажется?

Недаром какие-то мгновенные, молниеносные действия сравнивают со скоростью света. Фотоны распространяются очень быстро – человек не способен определить задержку между, например, появлением луча из фонарика и тем моментом, когда он достигает препятствие на пути и освещает его. Величина скорости света постоянная. Она одинакова в любых условиях и составляет 3*10^8 метра в секунду.

Скорость света хоть и велика, но не бесконечна. Относительно маленькие расстояния (в сравнении с дистанциями в космосе) фотоны преодолевают за доли секунды, человек даже не замечает такие маленькие промежутки времени. Именно из-за этого явления людям кажется, будто свет достигает любой точки Вселенной мгновенно.Однако в космическом пространстве всё немного по-другому. Здесь уже расстояния измеряются в сотнях миллионов и даже миллиардах километров. Например, Земля удалена от Солнца в среднем на 149 600 000 километров или 1,496*10^11 метров.

Чтобы найти время, за которое фотоны, выпущенные звездой, достигнут планеты, потребуется разделить расстояние на скорость света. В результате получится чуть больше 8 минут. А это уже вполне ощутимый человеком промежуток времени.

Если рассматривать объекты за пределами Солнечной системы, то миллиардов километров не хватит для измерений этих расстояний. Для этого используется специальная единица – «световой год». Это расстояние, преодолеваемое фотонами за один земной год. Тут уже свет вовсе не кажется таким молниеносным – ведь он доходит от источника до точки в космосе спустя годы!

Люди редко задумываются о том, что скорость распространения фотонов конечна, ведь на планете, где мы живем расстояния крошечные, если сравнивать их с удаленностью объектов в космосе. Однако если применять скорость света к масштабам Вселенной, то становится понятно, что свет проходит расстояние не моментально, а также, что размеры и дистанции в космосе значительно превышают привычные человеку.

  • avatar
  • .
  • +4

1 комментарий

avatar
Реферат за вторую четверть шестого класса. Но вот это
Посчитать количество выпущенных звёздами фотонов учёным помогли галактические центры, выбрасывающие плазму – блазары. Их особенностью является то, что они ослабевают при прохождении через них фотонов. Именно это помогло исследователям оценить количество и интенсивность света, испущенного звёздами за время существования Вселенной. Было проанализировано 739 блазаров, и по подсчётам учётных суммарное число фотонов, испущенных звёздами за время существования Вселенной, достигло 4*10^84 частиц. И это число продолжает расти, ведь активные звёзды непрерывно испускают фотоны, а также в космосе постоянно рождаются новые светила.
даёт повод задать вопросы директору школы: вы вообще знаете, что за хуйню несут ваши преподаватели?
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.