Brzina svjetlosti jedna je od najvažnijih konstanti u fizici. Danski astronom Olaf Roemer prvi je procijenio brzinu svjetlosti 1676. godine. Međutim, znanstvenik koji je utvrdio da je svjetlost koja postavlja gornju granicu dostignute brzine u našem Svemiru, jednaku gotovo 300 000 kilometara u sekundi, bio je upravo Albert Einstein. Pa ipak, prema istoj Einsteinovoj teoriji, sve je u ovom svemiru relativno, uključujući i kretanje. To nas, pak, prisiljava da postavimo potpuno logično pitanje: koja je brzina potpune suprotnosti svjetlosti - tame?
Daleko smo prvi koji je ovo pitanje postavio, ali portal Gizmodo odlučio je dublje ući u njega i ovom prilikom se obratio jednom od najcjenjenijih i najpoznatijih znanstvenika, istraživača, teoretičara, stručnjaka za crne rupe i kvantne fizike. Zanimljivo je da svi po tom pitanju nemaju konsenzus. Neki vjeruju da mrak može imati istu brzinu kao svjetlost. Drugi vjeruju da to može biti beskonačno sporije. Ostali su sigurni da će sve ovisiti o gledištu s kojeg promatrate ovo pitanje.
George Masser
Urednik časopisa Scientific American i Nautilus, autor knjige Creepy Action at Distance: Fenomen redefinira prostor i vrijeme. Značaj fenomena u teoriji crne rupe, teorija velikog praska i teorija svega, kao i cjeloviti vodič za teoriju struna za idiote
"Brzina tame? Najjednostavniji odgovor je da je brzina tame jednaka brzini svjetlosti. Isključite Sunce i naše će nebo potamniti osam minuta nakon ove točke. Ali to je dosadan odgovor! Ne stvarno! Prvo, ono što smo nekada nazivali "brzina svjetlosti" je brzina širenja, a to nije uvijek presudan faktor. Sjena koja pada na krajolik bacaju predmete. A osobitost tih objekata, kao i udaljenost od njih, odredit će koliko će brzo pasti.
Primjerice, svjetla koja se okreću u pravcu svjetla osvjetljavaju okolinu u redovitim intervalima. Međutim, relativna brzina zatamnjenja okoliša povećava se s povećanjem udaljenosti od samog svjetionika. Ako se dovoljno odmaknete od svjetionika, onda će vas sjena nadvladati brže od brzine svjetlosti. Ista stvar se događa, na primjer, s neutronskim zvijezdama u svemiru. Drugim riječima, u ovom će slučaju brzina svjetlosti značiti samo kašnjenje. Čak i ako je svjetionik usmjeren izravno na vas, svjetlo nećete vidjeti odmah, ali s nekim odgodom. Međutim, to ni na koji način neće utjecati na tok događaja koji ćete vidjeti, biti na svom mjestu.
Promotivni video:
No, postoji li uopće takva stvar kao što je mrak? Preciznije, postoji koncept, ali postoji li i sama pojava? Čak i ako "ugasite" Sunce, Zemlja neće zaroniti u potpunu neprobojnu tamu. Svjetlost zvijezda, maglina, pa čak i sam Veliki prasak će vam osvijetliti nebo u ovom slučaju. Sama planeta i sve na njoj, uključujući naša tijela, također emituju svjetlost. I bit će vidljiv u infracrvenom. Čak i ako ste nekako pronašli način da "isključite" Sunce, čak i tada će ono zračiti određenu razinu sjaja gotovo zauvijek. Za vaše stoljeće i za mnoga stoljeća koja dolaze, sigurno će biti dovoljno. To jest, sve dok imamo priliku vidjeti, vidjet ćemo. Nijedan optički senzor ne može otkriti potpunu tamu jer čak i ako u blizini nema izvora svjetlosti,dostupne kvantne fluktuacije također će proizvesti vrlo male bljeskove svjetlosti. Ili uzmite crne rupe - najmračnije od navodnih predmeta. Prema nekim teorijama, čak su i sposobni emitirati određeni postotak svjetla. U fizici, nasuprot sferi međuljudskih odnosa, svjetlost uvijek "osvaja" tamu.
Tama nije fizička kategorija, već relativno stanje. Ni to. Ovo je subjektivna percepcija države. Fotoni se mogu ili ne moraju odražavati, stanice mrežnice mogu pokrenuti procese pamćenja, ali ne mogu objasniti subjektivni osjećaj tame, baš kao što valovi ne mogu biti predstavljeni ništa više od našeg iskustva promatranja boje ili zvuka. Naše subjektivno iskustvo se s vremena na vrijeme mijenja, ali pojedini dijelovi tog iskustva leže izvan vremena. I u tom smislu možemo reći da sama tama nema brzinu.
Što je brzina u općem smislu? A postoji li uopće? Pretpostavlja postojanje određenog prostora u kojem se može mjeriti. Međutim, mnogi znanstvenici koji rade s kvantnom fizikom - svijetom u kojem uobičajeni pojmovi obične fizike često postaju neupotrebljivi - smatraju da je sam prostor jedan od derivata fundamentalnije razine stvarnosti, gdje ne postoje takvi pojmovi kao što su položaj, udaljenost ili isti ubrzati.
Avi Loeb
Profesor astrofizike na Sveučilištu Harvard, osnivač Inicijative Crne rupe (BHI)
„Materija privlačena u središte crne rupe postiže brzinu blisku brzini svjetlosti. Sve što padne unutar takozvanog horizonta događaja crne rupe nema načina za bijeg. Čak je i svjetlost zauvijek zapečaćena u horizontu događaja. Imajući to na umu, crne rupe mogu se promatrati kao neka vrsta zatvora vječne tame. Ali to nije slučaj.
Zvijezda poput Sunca može se špagetirati u tok plina ako prođe pored ogromne crne rupe, poput one u središtu naše galaksije Mliječni put čija je masa 6 milijardi solarnih masa.
No, kada padne u crnu rupu, tvar može stvoriti trenje jedna s drugom i zagrijati se. Krajnji rezultat ovog trenja je zračenje. Ako je brzina akrekcije (proces povećanja mase) dovoljno visoka, tlak izlaznog zračenja potencijalno će moći spasiti dodatnu okolnu materiju od pada. Mnoge najmasovnije crne rupe u Svemiru, s masom milijardi sunca, imaju najveće moguće stope prirasta."
Neil DeGrasse Tyson
Astrofizičar, doktor fizike, pisac, popularizator znanosti, direktor planetarije Hayden u Američkom muzeju prirodne povijesti na Manhattanu. Domaćin popularne znanstvene serije "Svemir: prostor i vrijeme"
"Brzina tame znači … Uzimajući u obzir da je i sama tama posljedica prestanka svjetlosti? Ako je brzina svjetlosti predstavljena konstantom, tada će brzina tame biti točno suprotna konstanta brzine svjetlosti. Ako je svjetlost vektor, ima veličinu i smjer, onda … govoreći o njegovoj negativnoj vrijednosti, govorit ćemo o njegovom suprotnom smjeru. Tama je u ovom slučaju suprotnog smjera, a ne izravnog. Rekao bih da tama ima suprotno negativnu vrijednost za brzinu svjetlosti."
Sara Caudill
Doktor doktorata iz Centra za proučavanje gravitacije, kozmologije i astrofizike Leonarda E. Parkera, Sveučilište Wisconsin u Milwaukeeju
Gravitaciona sila crnih rupa toliko je velika da je čak ni svjetlost ne može pobjeći kad uđe u polumjer svog horizonta događaja - nevidljive granice koje stvaraju točku nema povratka. Budući da crne rupe imaju tako snažnu gravitaciju, na opažanja izvršena izvan ovog jakog gravitacijskog polja utjecat će učinak vremenske dilatacije.
Pretpostavimo da je daleko od crne rupe vanjski promatrač koji vidi svjetlosni objekt kako pada u crnu rupu. S gledišta promatrača, ovaj svjetlosni objekt prvo će usporiti svoju brzinu, a zatim će "ugasiti", postajući toliko prigušen da ga je nemoguće vidjeti. Promatrač neće moći ni vidjeti kako objekt prelazi granicu horizonta događaja.
Ako pogledamo situaciju s gledišta materije koja pada u ovu crnu rupu. Zamislite sada crnu rupu okruženu oblakom užarenog plina. Taj je oblak oblikovala zvijezda rastrgnuta prelazeći preblizu ovoj crnoj rupi. Taj će se oblak plina pojaviti kao spljošteni disk, koji se još naziva i akrecijski disk. Dakle, plin ovog diska na kraju će u potpunosti apsorbirati crna rupa, ali to se neće dogoditi odmah.
Činjenica je da postoji ograničenje brzine koja ovisi o tlaku zračenja zagrijanog plina, koji će odoljeti djelovanju unutarnje sile gravitacije same crne rupe. U konačnici, čim sav plin apsorbira crna rupa, njegova će se veličina povećavati. Na primjer, ako uzmemo crnu rupu, čija će početna masa biti 10 puta veća od mase našeg Sunca, a stopa njezinog nakupljanja mase dostići će svoju maksimalnu granicu (tzv. Eddingtonova granica), tada će za oko milijardu godina masa ove crne rupe dostići masu od 100 milijuna puta veća od mase našeg Sunca”.
David Reice
Znanstveni nadzornik Laserskog interferometrijskog opservatorija gravitacijskog vala (LIGO)
U osnovi, sve će ovisiti o tome jeste li stvar koja vas opsjeda beskrajnim ponorom crne rupe ili ste dovoljno udaljeni od mjesta događanja i jeste bezosjećajni promatrač događaja kako netko ili nešto drugo pada u taj sam ponor. Ako niste sretni i na prvom ste mjestu, tada će brzina biti vrlo velika. Najvjerojatnije ćemo govoriti o pokazateljima bliskim brzini svjetlosti.
Ako se nađete na mjestu druge i dovoljno ste udaljeni od crne rupe, tada će vam se brzina kojom će crna materija apsorbirati primjetno smanjiti zbog učinka gravitacijskog širenja vremena. Prema njegovim riječima, "sat" pod utjecajem gravitacijskog polja ide sporije, a pod utjecajem vrlo jakog gravitacijskog polja - još sporije, što će biti točno upravo s pristupom horizontu događaja crne rupe.
Dovoljno mislim da u vašem lokalnom koordinatnom sustavu ostajete nepomični u odnosu na crnu rupu (to jest, nećete biti uvučeni u nju) i na vaš lokalni vremenski sustav neće utjecati gravitacijsko polje ove crne rupe. U ovom slučaju, za osobu koja je izvan utjecaja crne rupe, čini se da će se objekt ili materija tokom neograničeno dugog vremena kretati prema horizontu događaja crne rupe.
Nyayesh Afshordi
Astrofizičar na Odjelu za fiziku i astronomiju na Sveučilištu u Waterloou i šef Katedre za kozmologiju i gravitaciju na Institutu za teorijsku fiziku Perimetar u Kanadi
Vjerujem da je brzina 'tame' beskonačna! U klasičnoj fizici pod općim pojmom tame prostora može se smatrati samo prazan vakuum. Međutim, zahvaljujući kvantnoj mehanici, znamo da u stvari ne postoji tama i prazan prostor. Čak i ako vam se čini da nema izvora svjetlosti koje bismo mogli vidjeti, taj izvor mogu biti fluktuacije elektromagnetskih polja. Čak i unutar gravitacijskih valova koji prolaze kroz prostor-vrijeme i koje je laboratorij LIGO otkrio tek nedavno, ta kvantna kolebanja moraju biti prisutna.
Problem je u tome što je razina gravitacije u ovom kvantnom mrešanju beskonačna. Drugim riječima, trenutno ne postoji uvjerljiva teorija kvantne gravitacije s kojom bi se većina znanstvenica složila. Potreban odgovor na pitanje može se skrivati u samoj mogućnosti brzine "tame", odnosno kvantnih raspela dostižu beskonačnu vrijednost (ili postaju proizvoljno velike), posebno na malim mjerilima i za kratko vrijeme. Naravno, ovo je samo pretpostavka, ali čini mi se da je ovo učinkovit način za razumijevanje principa i suštine Velikog praska, crnih rupa, tamne energije i kvantne gravitacije."
NIKOLAY KHIZHNYAK