Космический предел скорости

Четверг, 20 Март 2014 14:54
Космос Космос

Скорость света обозначается физиками как «с», и равна 299 792 458 м/с. Большей скорости энергия во Вселенной достигнуть не может.

Также, как любой объект, обладающий массой, никогда не сможет разогнаться до скорости света, потому что для этого ему бы потребовалось бесконечная энергия, а это невозможно.

Например, в ЦЕРНе осуществили попытку разогнать частицы до максимума. Два протона, летевших со скоростью на 11 м/с меньшей, чем скорость света, столкнувшись, образовали высокоэнергетические частицы, которые ограничивала энергия, доступная Е= mc^2.

Когда закончат модернизировать большой адронный коллайдер, скорость частиц увеличится еще на 9 м/с.

Хотя, протон – не самая легкая частица. Чтобы придать ту же скорость электрону, понадобиться 1836-я часть всей энергии, которая уходит на ускорение протона. Так что, протоны не станут самыми быстрыми частицами в мире.

Максимальная скорость электронов меньше скорости света на 3,6 миллиметра в секунду. Но это происходит в условиях искусственного ускорения, химические источники энергии достаточно слабые.

В космосе все процессы происходят на другом уровне, и здесь, на Земле, за ними не угнаться. Магнитные поля отличаются от наших, земных, в миллиарды раз, а космические лучи, пересекают пространство на таких высоких энергиях, что ученым и не снилось.

Чем мельче частицы, тем больше энергия. Она начинает измеряться не гигаэлектронвольтами (10^9 эВ) или петаэлектронвольтами (10^15 эВ), а достигают уровня 10^19 эВ.
Чтобы высокоэнергетическая частица достигла Земли, ей придется пересечь радиационную волну, оставшуюся от Большого Взрыва. Фотоны в ней имеют ничтожно маленькую энергию, так как это излучение очень холодное. То есть, когда наша «быстрая» частица взаимодействует с таким фотоном, возможно появление новой частицы.

Самая легкая частица, образованная столкновением называется пион, и требует 135 МэВ энергии. Когда энергия превышает предел ГЗК, в это время испускаются пионы. Когда она понизится, создание пионов завершится.

Насчет этих новых частиц велось много споров. Было неясно, то ли они принадлежат нашей галактике, или же ученые просто не могли верно измерить настолько высокие энергии.

Обсерватория Auger Observatory и проведенный эксперимент High-Resolution Fly’s Eye Experiment, смогли измерить пределы ГЗК, и могут сказать, что энергия космических лучей не превышает 5*10^19 эВ. Если такая энергия будет у протона, его скорость достигнет 299 792 457, 999999999999918 м/с.

Если к одной и той же звезде с одинаковой энергией отправить фотон и протон, то фотон обгонит соперника всего на 22 микрона. То есть, все заряженные частицы в космосе ограничены скоростью, которая из-за отблесков Большого Взрыва, всего на долю меньше, чем скорость света.

Если бы мы могли разогнаться до скорости света, радиационное излучение, оставшееся от Большого Взрыва, нас бы поджарило, как и любую другую материю. В этом состоит предел космической скорости.

 

В шоке

Прочитано 3549 раз

...

Похожие материалы (по тегу)

  • Тайны космоса: астронавт и радиация

    Космонавты за сутки получают дозу радиации в 200 раз больше, чем человек на Земле. Если сравнивать с медицинским рентгенографическим исследованием, то окажется, что суточная доза радиации космонавта — 0,6 миллизиверта — это 5–6 сеансов обследования грудной клетки. На Земле естественный радиационный фон состоит в основном из гамма-излучения, в космосе — из заряженных частиц. Элементы таблицы Менделеева ускорены до десятков, сотен гигаэлектронвольтов, поэтому могут прошивать несколько метров толщины защитного покрытия.

  • Ученые: землянам продолжают ежедневно сигналить пришельцы

    Загадочные сверхбыстрые радиовспышки возникают не на Земле, а за ее пределами. Ученые из Австралии доказали, что эти сигналы приходят именно из глубин космоса и ежедневно на Землю присылается 78 таких сигналов. Ранее считалось, что таких сигналов приходит меньше и допускалась вероятность, что они имели земное происхождение. Впервые сигналы зафиксировали на телескопе Паркс в 2007 году. Волновые сигналы были зафиксированы телескопом и в самом здании где установлен телескоп из-за чего и возникли сомнения в источнике сигналов.

  • МКС засняла редчайшие кадры из космоса

    С уникального наблюдательного поста — Международной космической станции (МКС) — датский астронавт Андреас Могенсен сделал уникальные фотографии и видео редких элементов грозы. Ученые эксперимента «Тор» использовали кадры астронавта, чтобы пронаблюдать за неуловимой электрической активностью. На фотографиях специалисты увидели пульсирующий голубой джет, который растянулся на 40 км — редкое явление, которое очень сложно исследовать. Результаты наблюдений показали, что мощные электрические разряды чаще формировались на вершине шторма...

  • Ученых поставила в тупик таинственная вспышка
    Три года назад, когда орбитальная обсерватория «Чандра» обозревала участок неба под названием Chandra Deep Field-South, приборы засекли вспышку в ранее ничем не примечательном пятне космического пространства. Что-то просто вспыхнуло в ночи и погасло. Но что же произошло на самом деле?..
  • Зонд Cassini: славная жизнь, достойный финал

    В апреле этого года зонд "Кассини", проработавший в космосе почти 20 лет, официально вступит в последнюю стадию своей жизни, получившую имя "Финал оперы". Давайте вспомним, как этот ветеран космоса поменял наши представления об облике Сатурна и раскрыл тайны его удивительных лун.