Повеќе од само илузија – зошто објектите што се движат со брзина на светлината не изгледаат сплескано

Што би виделе кога покрај вас би поминал објект кој се движи со брзина блиска до брзината на светлината? Според теоријата на Ајнштајн, би требало да го видите скратен, односно сплескан во правецот на движење. Но, што ако тоа не е вистина? За првпат во историјата, тим на физичари успеа експериментално да го симулира и сними овој феномен, а резултатот е фасцинантна оптичка илузија која пркоси на интуицијата.

Овој експеримент, спроведен на Технолошкиот универзитет во Виена, конечно визуелно го потврди таканаречениот Терел-Пенроуз ефект – теорија стара 65 години која предвидува дека објектите кои се движат со релативистички брзини, кога се снимени со камера, не изгледаат скратено, туку ротирано.

Парадоксот: Сплескано или ротирано?

Ова звучи како контрадикција на познатата Лоренцова контракција од специјалната теорија на релативноста. Сепак, не е. Објектот навистина физички се скратува, но поради начинот на кој светлината патува, ние не го перципираме така.

Објаснувањето е во доцнењето на светлината. Светлината што доаѓа од задниот дел на објектот мора да помине подолг пат за да стигне до камерата, отколку светлината од предниот дел. Додека таа „задоцнета“ светлина од задниот дел патува, објектот веќе се придвижил напред. Овој временски јаз создава визуелна илузија дека објектот е ротиран, овозможувајќи ни да ги видиме неговите странични делови кои инаку би биле скриени.

Генијален експеримент: Како да се симулира невозможното

Бидејќи е невозможно да се забрза реален, макроскопски објект како коцка до брзината на светлината, научниците користеле генијален трик. Тие користеле ултрабрзи ласерски пулсеви и специјална камера која може да снима во пикосекунди (трилионити делови од секундата).

1. Тие осветлувале статична коцка со ласерски пулс.
2. Камерата го снимала само тенкото „парче“ од рефлектираната светлина во тој краток момент.
3. Потоа, тие физички ја поместувале коцката за неколку сантиметри – точно онолку колку што таа би поминала доколку се движела со 80% од брзината на светлината.
4. Го повториле процесот стотици пати, снимајќи „парче по парче“.

На крајот, ги споиле сите овие „парчиња“ во една единствена слика, која го симулира она што камерата би го видела во еден единствен момент. Резултатот бил совршена визуелизација на Терел-Пенроуз ефектот – коцка која изгледа како да е ротирана.

Повеќе од само илузија – визуелизирање на релативноста

Овој експеримент не е само фасцинантен визуелен трик; тој е првиот лабораториски доказ за една долгогодишна теорија и моќен начин да се направат разбирливи некои од најнеинтуитивните аспекти на Ајнштајновата физика.

„Она што најмногу ми се допаѓа е едноставноста“, вели Доминик Хорноф, еден од истражувачите. „Тоа покажува дека дури и предвидувања стари сто години можат да се оживеат на навистина интуитивен начин“. Ова откритие е прекрасен пример за тоа како научната креативност може да го направи видлив невидливиот и да ги доближи најдлабоките тајни на универзумот до сите нас.