NASA zinātnieks: “Gaismas ātrums ir mokoši lēns” (15)

Zinātnieka atjautīgajās animācijās parādīts, cik ilgs laiks nepieciešams, lai apceļotu apkārt zemeslodei, no Zemes aizceļotu līdz Mēnesim un no Zemes līdz Marsam. Animācijās skaidri redzams, cik ierobežots ir ātrums kosmosā. 

Par gaismas ātrumu 

Pilnīgā vakuumā gaismas daļiņa jeb fotons virzās uz priekšu ar 299 792 kilometru sekundē lielu ātrumu. Tas ir lielākais zināmais ātrums, ar kādu visumā spēj ceļot objekts. Tas šķiet neiedomājami ātri, tomēr tā nav. Komunikācijā ar citām planētām tas izskatās ļoti lēni. Pat tuvu planētu, piemēram, Marsa kontekstā. Mēs varam aizmirst par planētām ārpus Saules sistēmas, jo, vēsts nogādāšana tik lielā attālumā prasītu tik ilgu laiku, ka saņemšanas brīdī mēs jau tūkstošiem gadu būtu miruši. 

Animācijas un to radītājs 

NASA planētu zinātnieks Džeimss O’Donahjū uzņēmās attēlot ātruma limitu kosmosā tādā veidā, kādā to varētu saprast visi. Viņš nesen bija iemācījies, kā izveidot animācijas, un sapratis, ka viņam patīk ar tām paskaidrot sarežģītas lietas par kosmosu. 

Izdevumam “Business Insider” Donahjū atklāja: “Manas animācijas ir radītas, lai pēc iespējas ātrāk tajās atklātos viss konteksts tam, ko vēlos pateikt. Kad mācījos eksāmeniem, mēdzu ar roku pārzīmēt sarežģītus konceptus, lai tos saprastu. Tieši to daru arī šeit.”  

Cik ātrs ir gaismas ātrums attiecībā pret Zemi 

Šajā video parādīts apkārt zemeslodei lidojošs fotons, ja to netraucētu atmosfēra (zemeslodes apkārtmērs ir 40075 kilometri). Šajā scenārijā gaismas ātrums šķiet visai iespaidīgs, jo fotons zemeslodi vienā sekundē apceļo teju 7,5 reizes. 

Cik ātri gaisma ceļo starp Zemi un Mēnesi 

Vidējais attālums no Zemes līdz Mēnesim ir 384 400 kilometru, un fotonam nepieciešamas aptuveni 2,5 sekundes, lai aizceļotu turp un atceļotu atpakaļ. Mēness gaisma, kuru mēs redzam naktī, ir aptuveni 1,25 sekundes veca. Tomēr šis skaitlis katru dienu pieaug, jo mēness no Zemes attālinās par 3,8 centimetriem gadā. 

Cik ātri gaisma ceļo starp Zemi un Marsu 

Šī animācija ilustrē problēmu, ar kuru planētu zinātnieki saskaras ik dienu, piemēram, kad NASA cenšas sazināties vai apmainīties datiem ar kosmosa zondi uz Marsa. Vidēji savā tuvākajā punktā Marss no Zemes atrodas 54,6 miljonus kilometru lielā attālumā, tomēr tas notiek tikai reizi divos gados. 

Kad tuvākais punkts ir sasniegts, zinātniekiem ir labākā un ātrākā iespēja komunicēt ar zondi. Tomēr pat tad tas notiek ļoti lēni. Gaismai šajā brīdī vajadzīgas 3,2 minūtes, lai no Zemes nokļūtu līdz Marsam. 

Tomēr vidēji Marss no Zemes atrodas 254 kilometru attālumā, tāpēc vidējais fotona ceļojums turp un atpakaļ aizņemtu aptuveni 28 minūtes un 12 sekundes. 

Jo tālāk dodies, jo lēnāks šķiet gaismas ātrums 

Lai saņemtu informāciju no kosmosa kuģa “New Horizon”, NASA ir nepieciešami mēneši, jo tā atrodas miljardiem kilometru attālumā no Zemes. Līdzīgi ir arī ar zondēm “Voyager 1” un “Voyager 2”, kuras jau sasniegušas starpzvaigžņu telpu. Attēli pēc to nosūtīšanas līdz mums ceļo mēnešiem ilgi. 

Līdz mums tuvākajai zināmajai eksoplanētai “Proxima b” ir aptuveni 4,2 gaismas gadus jeb 39,7 triljonus kilometru liels attālums. Lai nokļūtu līdz tai ar ātrāko NASA kosmosa zondi, būtu nepieciešami 13 211 gadi.