Posted by სინათლის სიჩქარე (C) ვაკუუმში დაახლოებით 300 000 კილომეტრია წამში. ჩვენს სამყაროში ის გადაულახავ ზღვარად ითვლება. აინშტაინის ფარდობითობის სპეციალური თეორიის თანახმად, მასის მქონე ვერცერთი ობიექტი ვერ გადალახავს მას. თუმცა, ასტრონომიული დაკვირვებები მუდმივად გვთავაზობენ პარადოქსებს – მეცნიერები აღმოაჩენენ ხოლმე ფენომენებს, რომლებიც, როგორც ჩანს, სინათლეზე სწრაფია. არ იგულისხმება ფიზიკური კანონების დარღვევა, ყველაფერი გაცილებით საინტერესოა. ასეთი „ზესიჩქარეები” არა ობიექტების სინათლის სიჩქარეზე მეტი აჩქარებით ჩნდება, არამედ მათი მოძრაობის თავისებურებებით, ამ მოძრაობების აღქმით სამყაროს მასშტაბით (ფარდობითობის თეორია).
კვაზარის ჭავლები – ზესიჩქარის ვიზუალური ილუზია
ერთ-ერთი ყველაზე ნათელი მაგალითია კვაზარები, ანუ შორეული გალაქტიკების აქტიური ბირთვები. მათი გავარვარებული პლაზმის ვიწრო ნაკადები (ჭავლები. “ჯეტი”) თითქმის სინათლის სიჩქარით ამოიტყორცნება. თუ ჭავლი ლამის პირდაპირ დამკვირვებლისკენ არის მიმართული, მისი სხვადასხვა ნაწილიდან წამოსული სინათლე, სხვადასხვა დაყოვნებით აღწევს ჩვენამდე, რაც ზესწრაფი მოძრაობის ილუზიას ქმნის.
ყველაზე ცნობილი მაგალითია გალაქტიკა M87 (გალაქტიკა, ჭავლი და სახელგანთქმული შავი ხვრელი), რომელშიც ასტრონომებმა სინათლეზე 6-7-ჯერ სწრაფად მოძრავი ჭავლები აღმოაჩინეს. რა თქმა უნდა, ჭავლის შემადგენელი ნაწილაკები სინათლის ბარიერს ვერ გადალახავს, ეს არის ვიზუალური ეფექტი, რომელიც გამოწვეულია დაკვირვების კუთხით და დროის რელატივისტური დამახინჯებით, ანუ ფარდობითობის სპეციალური თეორიით პროგნოზირებული ეფექტით. მისი არსი იმაში მდგომარეობს, რომ დრო, მოძრავ ათვლის სისტემაში უფრო ნელა მიედინება, ვიდრე დამკვირვებლის ათვლის სისტემაში.
მიკროკვაზარები – ზესიჩქარიანი ჭავლები ჩვენს გალაქტიკაში
კვაზარები, ჩვენიდან მილიარდობით სინათლის წლის იქეთ მდებარე ობიექტებია. თუმცა, ჩვენს გალაქტიკაშიც არსებობს მსგავსი წყაროები – მიკროკვაზარები. ასეთი ბინარული (ჯერადი) სისტემა, ერთ ჩვეულებრივ ვარსკვლავთან ერთდ, შავ ხვრელს ან ნეიტრონულ ვარსკვლავს შეიცავს, რომლიც ამ ვარსკვლავს მატერიას ჰპარავს.
შემდეგ, ყველაფერი ისევე ხდება, როგორც კვაზარებში, მხოლოდ მინიატურულ მასშტაბებში – მოპარული გაზი აჩქარდება, ხვდება ე.წ. აკრეციულ დისკოსში, ნაწილი შთაინთქმება, ნაწილი კი ჭავლების სახით უკან ამოიტყორცნება. 1990-იან წლებში, მიკროკვაზარ GRS 1915+105-ზე დაკვირვებისას ისე გამოჩნდა, თითქოს მისი ჭავლის ნაწილაკები 1,25 C სიჩქარით შორდებოდა წყაროს. თუმცა, აქაც ყველაფერი იგივე ეფექტებით აიხსნება. ეს ობიექტები მეცნიერებს უნიკალურ შესაძლებლობას აძლევს, შეისწავლონ მატერიის ქცევა ექსტრემალურ პირობებში, თან აქვე, „სახლის“ (გალაქტიკის შიდა) მასშტაბებში (SS 433 – უნიკალური სისტემა, პირველი მიკროკვაზარი).
ნეიტრონული ვარსკვლავების შერწყმა
2017 წელს, ორი ნეიტრონული ვარსკვლავის შერწყმა ისტორიულ მოვლენად იქცა, რადგან ის არა მარტო ელექტრომაგნიტური გამოსხივების, არამედ გრავიტაციული ტალღების მეშვეობითაც დაფიქსირდა. ეს იყო მოვლენა GW170817. რადიოასტრონომებმა შენიშნეს მატერიის მოძრაობა, რომელიც თითქოსდა სინათლეზე 7-ჯერ სწრაფად ხდებოდა. ეს იყო ჭავლი, რომელიც დედამიწის მიმართ კუთხით იყო მომართული. აქაც, რეალური სიჩქარე არ აღემატებოდა სინათლის სიჩქარეს, მაგრამ სიგნალის გეომეტრიისა და გავრცელების დროის გამო, ზესიჩქარით მოძრაობის ილუზია იქმნებოდა (გრავიტაციული ტალღები ნეიტრონულ ვარსკვლავთა წყვილისგან).
სამყაროს გაფართოება – გალაქტიკები სინათლეზე სწრაფად გაგვირბიან
სინათლის სიჩქარე, ლოკალური მოძრაობების ზღვარია, ხოლო სამყაროს მასშტაბებით, სადაც თვითონ სივრცე ფართოვდება, ის სულაც არ არის ზღვრული. კოსმოლოგიური მოდელის მიხედვით, გალაქტიკებს შორის სივრცე ფართოვდება და ეს გაფართოება შეიძლება მოხდეს ნებისმიერი სიჩქარით (მოკლედ კოსმოლოგიური მოდელის შესახებ).
დიდ მანძილებზე ეს იწვევს შორეული გალაქტიკების ჩვენგან დაშორებას სინათლის სიჩქარეზე მეტი სიჩქარით. მაგალითად, ობიექტები წითელი წანაცვლებით z > 1,5 (შორეული გალაქტიკები, კვაზარები და სხვა კოსმოსური ობიექტები, რომელთა სპექტრული ხაზები გადაადგილებულია სპექტრის წითელი ბოლოსკენ), რომლებიც შესაძლოა უკვე ჰაბლის ჰორიზონტს მიღმაა, ანუ მათი სინათლე ჩვენამდე ვეღარასოდეს მოაღწევს. ფარდობითობის თეორიას ეს არ ეწინააღმდეგება, რადგან არა თავად გალაქტიკები “გარბიან” ზესიჩქაარით, არამედ მათსა და ჩვენს შორის მანძილი იზრდება (დიდი აფეთქება, “ჯეიმს ვები” და “პანიკა”).
კვანტური გადახლართულობა – მყისიერი კორელაციები
მიუხედავად იმისა, რომ კლასიკური გაგებით ეს მოვლენაა და არა „ობიექტი“ , კვანტური გადახლართულობაც აღსანიშნავია. ორ გადახლართულ ფოტონს, ერთმანეთზე მყისიერად ზემოქმედება შეუძლია, მათ შორის მანძილის მიუხედავად. ეს ფენომენი გამოყენებულია ექსპერიმენტებში, რომელშიც ნაწილაკებს შორის სიგნალი სინათლის სიჩქარეზე სწრაფად „გადაიცემა“. აღსანიშნავია, რომ გადახლართულობა არა ინფორმაციის ზესიჩქარით გადაცემის საშუალებაა, არამედ, მხოლოდ კორელაციების. ის არ არღვევს მიზეზ-შედეგორბრიობას და არც შეტყობინების მყისიერად გაგზავნის საშუალებას იძლევა. კლასიკური ფიზიკის თვალსაზრისით კი ასეთი მყისიერი კავშირი სიჩქარის ლიმიტის დარღვევად შეიძლება მოგეჩვენოს (რეალობის კვანტური ილუზია).
ამ ყველაფრის გათვალისწინებით, სინათლის სიჩქარის მკაცრი შეზღუდვის მიუხედავად, სამყარო სავსეა ფენომენებით, რომლებიც გვაიძულებს გადავხედოთ ჩვენს ჩვეულ წარმოდგენებს მოძრაობაზე. კვაზარის ჭავლებიდან დაწყებული, თავად სივრცის გაფართოებამდე, ეს ყველაფერი გვიჩვენებს, თუ რამდენად რთული და გასაკვირია რეალობა დიდ მასშტაბებზე (სინათლეზე სწრაფად?!).