Почему и как?

Ограничение скорости на большинстве американских автострад от 55 до 65 миль в час (от 90 до 110 километров). Хотя в вакууме космического пространства нет дорожных указателей, но и там есть ограничение скорости — это 1080000000 километров в час. Это самая большая скорость света в природе. Ученые обычно приводят скорость света в километрах в секунду — 300000 километров в секунду. Свет состоит из фотонов. Именно они могут летать с такой сумасшедшей скоростью.

Ученые называют фотоны частицами. Но это очень своеобразные частицы. У них нет массы покоя, то есть, в обычном смысле у них нет веса. Трудно себе представить что - то такое реальное, что было бы чистой энергией и не содержало бы ни крупицы вещества. Фотоны и есть такая реальность. Интересно сравнить предельную скорость фотонов с теми скоростями, которые мы привыкли считать большими.

Космический корабль, летящий со скоростью света, для стороннего наблюдателя не имел бы линейных размеров.

Возьмем, например, ракету «Пионер», построенную для полетов за пределами Солнечной системы. Так вот, покидая пределы Солнечной системы, «Пионер» имел скорость 37 миль (60 километров) в секунду. Неплохо! Расстояние от Нью-Йорка до Сан-Франциско он мог бы покрыть за полторы минуты. Но в сравнении со скоростью фотона в 300 000 километров в секунду, скорость «Пионера» выглядит просто черепашьей. Или посмотрим, с какой скоростью перемещается в пространстве Солнце. Зато время, что вы читаете это предложение, Солнце, Земля и прочие восемь планет нашей Солнечной системы несутся вокруг Млечного Пути, как карусельные лошадки, со скоростью 230 километров в секунду (при этом сами-то мы совершенно не замечаем, что летим с такой невероятной скоростью). Но и эта огромная скорость очень мала по сравнению со скоростью света и составляет около одного ее процента.

Если разогнать обычный предмет до около световой скорости, с ним начнут происходить необыкновенные приключения. При достижении телом таких скоростей наблюдатель отметит изменение линейных размеров и массы предмета. Даже время начнет меняться. Космический корабль, летящий со скоростью 90 процентов скорости света, уменьшится в размерах приблизительно наполовину. При увеличении скорости он будет уменьшаться все сильнее и сильнее, пока при достижении скорости света он совершенно не потеряет свои линейные размеры.

Астронавты на борту корабля будут воспринимать себя совершенно не изменившимися, корабль для них останется - таким же, каким он был до старта. Однако взглянув в иллюминатор, они увидят расплющенное пространство. При скорости, равной 90 процентам скорости света, сам космический корабль и все, что находится на его борту, увеличится в массе в три раза. Опять - таки на борту никто из пассажиров этого не заметит. С увеличением скорости будет расти и масса, пока при скорости света масса не станет бесконечно большой. Ученые знают, что это реально, потому что при разгоне частиц в ускорителях до около световых скоростей их масса стремительно увеличивается.

Не менее странные явления происходят при этом и со временем. Если бы наблюдатели со стороны могли посмотреть на бортовые часы, они с удивлением обнаружили бы, что время замедлилось. Для пассажиров корабля никаких изменений в течение времени не произойдет. При достижении скорости света часы корабля для постороннего наблюдателя просто остановятся.