Γίνεται ταξίδι στο διάστημα με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτή του φωτός; Θεωρητικά είναι εφικτό;
- Συγγραφέας: Κωνσταντίνος Γουργουλιάτος
- 22-08-2022
- Δυσκολία: Μέτριο
- Κατηγορίες: Αστροφυσική
Ένα από τα δύο αξιώματα που απαίτησε ο Einstein όταν διατύπωσε την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας είναι ότι η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι σταθερή για κάθε παρατηρητή, ανεξάρτητα από το αν κινείται η πηγή ή ο παρατηρητής. Το αξίωμα αυτό βασίζεται αφενός σε παρατηρήσεις, όπου διαπιστώθηκε ότι η ταχύτητα με την οποία ταξιδεύει το φως είναι η ίδια είτε παρατηρούμε, για παράδειγμα, το φως που έρχεται από ένα αστέρι που το πλησιάζουμε είτε απομακρυνόμαστε από αυτό, όπως συμβαίνει την άνοιξη ή το φθινόπωρο. Αφετέρου υπάρχουν σημαντικοί θεωρητικοί λόγοι που υποστηρίζουν αυτό το αξίωμα οι οποίοι σχετίζονται με το πώς μετασχηματίζονται, ανάμεσα σε δύο συστήματα αναφοράς, οι εξισώσεις που περιγράφουν τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Το γεγονός ότι η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι σταθερή και αναλλοίωτη έχει επιβεβαιωθεί από πλήθος παρατηρήσεων και πειραμάτων.
Το αναλλοίωτο της ταχύτητας του φωτός έχει πολύ σημαντικές συνέπειες στα ίδια τα θεμέλια της Φυσικής. Μία από αυτές είναι ότι η μάζα που έχει ένα σώμα όταν είναι ακίνητο, την οποία ονομάζουμε μάζα ηρεμίας, θα αυξηθεί όταν αυτό κινείται, όταν μάλιστα η ταχύτητά του θα πλησιάζει αυτήν του φωτός η μάζα του θα τείνει στο άπειρο. Συνεπώς, αν φανταστούμε ότι προσπαθούμε να επιταχύνουμε ένα σώμα ασκώντας μία δύναμη, όσο θα αυξάνει η ταχύτητά του τόσο θα αυξάνει και η μάζα με αποτέλεσμα το αντικείμενο να μη μπορέσει ποτέ να φτάσει αυτό το όριο. Ιδιαίτερη περίπτωση αποτελούν τα σωματίδια που έχουν μηδενική μάζα ηρεμίας, όπως τα φωτόνια, δεν παραμένουν ποτέ ακίνητα αλλά πάντα κινούνται με την ταχύτητα του φωτός.
Αξίζει να σημειώσουμε ότι είναι δυνατόν να υπάρχουν φαινόμενα με ταχύτητες μεγαλύτερες από αυτές του φωτός, αλλά αυτά δεν αντιστοιχούν σε κίνηση αντικειμένου ή σε διάδοση πληροφορίας. Για παράδειγμα, η άκρη της δέσμης ενός φάρου, καθώς αυτός περιστρέφεται, μπορεί να κινείται με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτή του φωτός ή η απόσταση ανάμεσα σε δύο πολύ απομακρυσμένους γαλαξίες να μεγαλώνει πιο γρήγορα από την ταχύτητα φωτός, λόγω της διαστολής του Σύμπαντος. Στις παραπάνω περιπτώσεις όμως, δεν έχουμε κίνηση αντικειμένου ούτε μετάδοση πληροφορίας.
Συνοψίζοντας, δεν είναι ούτε πρακτικά αλλά και ούτε θεωρητικά εφικτό να ταξιδέψει κάτι με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτή τη φωτός καθώς και ούτε να διαδοθεί κάποια πληροφορία με ταχύτητα που υπερβαίνει αυτό το όριο.