6. Dziwny jest ten świat

W tym wpisie powrócę na chwilę do czegoś o czym już wspominałem. To znaczy o twierdzeniu, że prędkość światła jest zawsze taka sama. Mimo, że kłóci się to z rozsądkiem to należy pamiętać, że weryfikacja jakiegoś twierdzenia nie polega na ustaleniu czy jest ono oczywiste, satysfakcjonujące, czy zgadza się z naszą intuicją. Weryfikacja twierdzeń naukowych polega na sprawdzeniu czy to twierdzenie współgra z obserwacją natury.
Wielokrotnie już sprawdzano teorię głoszącą, że jeżeli źródło światła porusza się z prędkością V względem Ziemi to prędkość wyemitowanego przez to źródło światła wynosi V+c względem Ziemi. Wszystkie testy wykazały, że twierdzenie to jest BŁĘDNE.


prędkość światła jest taka sama we wszystkich układach inercjalnych, bez względu na prędkość emitującego je źródła.


Jedno z najbardziej spektakularnych doświadczeń udowadniających prawdziwość tego twierdzenia jest to wykonane w 1964 roku w laboratorium CERN. W doświadczeniu tym w roli źródła światła wykorzystano cząstkę zwaną neutralnym pionem. Nie trzeba się zagłębiać w świat cząstek żeby zrozumieć na czym polegał eksperyment. Wystarczy wiedzieć, że pion neutralny jest cząstką emitującą światło. Jak latarka, świeczka albo nos jak w myślowym eksperymencie Einsteina. Gdybyśmy położyli taką cząstkę przed sobą po chwili wyemitowałaby ona światło z prędkością c. Neutralne piony mają dużo mniejszą masę niż np latarki więc można je rozpędzić do bardzo dużych prędkości. W doświadczeniu w CERN-nie zmierzono ich prędkość. Wynosiła ona 0,99975 c względem Ziemi. Pamiętając nasz eksperyment z biedronką (kto nie pamięta niech sobie przypomni) możemy wnioskować, że w takim wypadku prędkość światła wyemitowanego przez tak poruszającą się cząstkę będzie wynosić 1,99975 c. Mimo to zmierzono, że prędkość takiego światła wynosiła dokładnie c. Nie jest to jedyne doświadczenie udowadniające, że prędkość światła jest zawsze taka sama. Jednym z najsłynniejszych tego typu doświadczeń jest doświadczenie Alberta Michelsona przeprowadzane w 1881 roku oraz w 1887. Tych doświadczeń było naprawdę dużo. I każde ukazywało słuszność teorii Einsteina.

Pamiętajmy więc: Prędkość światła jest zawsze taka sama. Jeżeli poruszasz się z prędkością równą połowie prędkości światła to o ile szybsze jest od ciebie światło? Nie jest od ciebie dwa razy szybsze. Po prostu porusza się z prędkością światła. Dziwne. Ale prawdziwe.

Następny wpis oczywiście poświęcę zadaniom. Właściwie to będzie to tylko jedno zadanie. Po to aby utrwalić sobie tę ważną informację o naturze światła i zobaczyć jakie są jej konsekwencje. Będę musiał też na potrzeby dalszych już coraz ciekawszych zadań wymyślić nową jednostkę. Zachęcam do zapoznania się z jej definicją.
Definicja
Zadanie