Как мы знаем из курса физики за 11 класс, скорость света – величина постоянная и составляет ни много ни мало, а 300 000 км в секунду. На околосветовых скоростях привычные законы физики не недействуют. Здесь действуют законы релятивистской физики, поэтому нам придется обратиться к господину Эйнштейну и почитать его теорию относительности.
Применяя законы классической физики, можно предположить, что скорость фотонов (частиц света) сложится со скоростью машины, и фары будут светить как всегда. Но… При этом получится, что эти самые фотоны должны лететь с двойной скоростью света – складывается скорость машины и скорость фотонов. Но это невозможно, ведь еще в 1905 году Эйнштейн доказал, что скорость света неизменна в любой системе отсчета. Это значит, что фотон от фары все равно будет иметь скорость 300 000 км/сек. Но и машина имеет такую же скорость. Значит, фотоны света будут лететь рядом с машиной? Тогда водитель света фар не увидит. Наблюдатель на обочине должен, казалось бы, увидеть пролетевшее мимо пятно света. На самом деле - не совсем так.
Пользуясь теорией относительности, можно представить другую картину, гораздо более фантастическую. Здесь много факторов накладывается друг на друга, и создают нечто невообразимое.
Например, при скорости, близкой к скорости света, объект, то есть машина, должна приобрести неограниченную массу. Должна получиться некая черная дыра, которая своей гравитацией не позволит никаким фотонам покинуть свою поверхность. Напротив, она, как и положено объекту невероятной массы, будет втягивать в себя всю окружающую материю. При скорости света масса нашей машины будет равна бесконечности. Ну, а про скорость еще большую, даже гадать уже не стоит. При этом время в ней будет равно нулю, то есть остановится.
С другой стороны, движение любой частицы определяется расстоянием в единицу времени. А если время стоит, какое может быть движение? Все замерло, пока скорость не снизится. Теоретически наша машина могла бы пролететь всю Вселенную, а часы в ней и долю секунды бы не отсчитали! Да и как бы они считали, если все молекулы в них остановились. А ведь остановка молекул означает температуру объекта абсолютного нуля! Представляете, для человека в машине время идет все медленнее и медленнее, пока совсем не останавливается. Он замирает и даже молекулы в его теле стоят – у него температура абсолютного нуля. Но вот скорость каким-нибудь образом снижается и человек оживает. Он даже не заметил этой остановки. Вот он протягивает руку и тратит на это секунды в своем времени, а у нас проходят часы, годы, а то и века! Хотя тут все туманно, ведь накопление материи повышает давление и температуру, а тут абсолютный нуль. Как бы сверхновая не получилась!
Допустим даже, что машина наша осталась машиной и водитель живой оказался, и фары включить смог. Как известно, при больших скоростях действует так называемый эффект Допплера. Ведь свет имеет и волновую природу. Это значит, что частота, или спектр, видимого светового излучения меняется. Если объект приближается, то мы увидим смещение спектра к фиолетовой части, а если удаляется – к красной.
Если применить это к нашей околосветовой машине, то мы можем получить вместо света фар уже жесткое гамма-излучение, а попросту – радиацию. Водитель, может и не поймет ничего, это спорный вопрос, ведь для него ничего особо не изменилось. А вот наш наблюдатель вряд ли будет жить больше доли секунды после того, как машина пролетит мимо. Он получит все виды облучения – ультрафиолетовую часть, пока машина приближается, и инфракрасную – пока удаляется. Вряд ли это можно назвать светом фар.
На вопрос, что будет со светом на сверхсветовой скорости, нет ответа. Как нет его и для световой. Околосветовая – пожалуйста, здесь действует теория относительности. Свет остается обычным светом. Но при достижении скорости света начинаются такие чудеса, что мозг скорее закипит, чем найдет ответ или представит все возможные варианты. Там начинаются невероятные для нас изменения материи и времени. Может и к лучшему, что такой скорости нельзя достичь никогда. Не говоря уж про сверхсветовую…
Хотя ответа на вопрос и не получилось дать ввиду невозможности объяснить невозможное, но пища для размышления получилась, кажется, вкусная.
