Защо елементарните частици стават "по-тежки", когато доближат скоростта на светлината?

Най-напред, погледнато в абсолютни величини, няма такова нещо като скорост, "близка до скоростта на светлината". Какво имам предвид. Още от Галилео насам знаем, че скоростта е относително понятие. Не съществува абсолютна рамка за сравнение: няма такова място или такава скорост, която да е по-"истинска" или по-"главна" от някое друго място или скорост. Наблюдателите може и да са се споразумели по отношение на числата, но постоянната изменчивост и вариативност във всичко, което ни заобикаля, дори и в скоростта на хода на времето, означава, че няма една-единствена и всеобхващаща обективна "реалност", към която да се "закачим" като към нулева точка и така да направим абсолютни измервания на скоростта. С други думи, различни наблюдатели винаги ще наблюдават едно и също нещо по различен начин, включително и скоростите и движенията. Това е едно от най-основните последствия от Теорията на Относителността.

Да кажем, че пътуваме с 1000 км/сек спрямо някоя звезда или галактика. Но да кажеш, че така наречената ни "скорост" е нещо, което всеки един наблюдател, независимо къде се намира, би приел със същата величина, е... ами, да го кажем, точно това, което НЕ се наблюдава във Вселената. Така че може и да има скорости, отнасящи се спрямо Земята или Слънцето или Ракообразната Мъглявина - но няма "абсолютна скорост".

И така стигаме до идеята за "лимит на скоростта". Е, излиза, че просто няма такъв*.

Нека направим един мисловен експеримент, в който имаме ракета с неизчерпаемо гориво.

Разбира се ние знаем, че това е невъзможно на този етап (а вероятно и на който и да е етап, според класификацията на Физиката на Невъзможното от Мичио Каку, където двигателите тип "перпетуум мобиле" са от III разряд невъзможни неща, т.е. напълно нарушаващи основните закони на физиката). Но да приемем само за целите на хипотезата, че имаме такава ракета.

Значи, излитаме от Земята, запасени с много храна и гориво на борда, и с натоварени 1000 тухли. Бързо ускоряваме до 1/10 от скоростта на светлината. Засега не се наблюдават някакви драматични релативистични ефекти от тази скорост. Взимаме една тухла и внимателно я оставяме извън кораба, в открития космос - така, че тя продължава да се носи със същата скорост и посока редом до кораба. После ускоряваме още, докато вече се движим с 1/10 по-бързо от скоростта на светлината спрямо тази тухла (т.е. взимаме под внимание светлината, която се обменя между нас и тухлата, като тухлата е новата ни отправна точка в координатната система). Тогава спираме ускорението и оставяме втора такава тухла, също като първата. Пак ускоряваме с още 1/10 от скоростта на светлината спрямо последната тухла. И така нататъка.

Реално няма ограничение колко пъти можем да правим това, докато изчерпаме всичките тухли. Просто продължаваме по същия начин: преставаме да ускоряваме, оставяме тухла, пак ускоряваме с нови 1/10 от скоростта на светлината спрямо последната тухла и това е.

Ако в един момент решим да измерим скоростта си спрямо Земята, ще открием с удивление, че скоростта ни все повече се е доближавала до скоростта на светлината ("лимита"), но всъщност никога не е я е достигнала. Е? Значи колко бързо се движим В ДЕЙСТВИТЕЛНОСТ? Отговорът се крие в първото ми твърдение: просто няма такова нещо като "реална" скорост. Пътуваме с 1/10 от скоростта на светлината по-бързо СПРЯМО последната тухла. И да речем, че след тухла номер 300 вече ще се движим "много" близо до скоростта на светлината СПРЯМО Земята.

На един наблюдател, разположен на Земята или при някои от най-първите тухли, ще му изглежда, че сме набрали огромна инерция и размерите ни по посока на движението са се скъсили (при такива скорости относителните дължини се скъсяват и относителното време се забавя). Но един наблюдател, разположен при някои от последните няколко тухли, почти не би усетил някаква промяна в размерите ни.

Кой от тях е прав? Ако имате предвид "абсолютно" прав, то нито един от двамата. Но от друга страна, всеки от двамата наблюдатели е прав от своята си гледна точка - в своята си относителна рамка на измерване.

Така че, сега виждате защо казваме, че при тези явления няма ОБЕКТИВНА промяна в масата или хода на времето. Нещата са малко по-сложни, отколкото изглеждат.

Истината е, че никой от хилядите реномирани професори физици или който и да било друг не е в състояние дълбоко да вникне интуитивно в особеностите на пространство-времевия континуум. А да не забравяме, че тези учени са посветили целия си живот на изучаването на тези явления. Далеч съм от мисълта, че разбирам повече от тях. В никакъв случай. Просто всичко това си е доста сложна материя, възможно най-сложната и най-трудно разгадаемата на сегашния етап на развитие на знанието.

Не ни е известна нито една изначално фундаментална и емпирично демонстрирана и реално проверена причина защо Вселената е тъкмо такава, каквато е. Нито пък ни е ясно как така инерцията може да достигне безкрайност - вместо това предпочитаме да си го представяме по този класически и познат начин, вместо да погледнем откъм другата гледна точка - че именно МАСАТА се променя, когато относителната скорост между два обекта "доближи" скоростта на светлината.

За учудване, самият Айнщайн изказал това предположение под формата на чиста спекулация, разчитайки интуитивно на вярата си в подредеността и предвидимостта на Вселената (която впоследствие била поставена под въпрос с развитието на квантовата физика). Разбира се, неговото предположение не е останало само на хартия - експериментът на Майкълсън-Морли потвърдил, че скоростта на светлината наистина е константа, която не зависи от движението на наблюдателя. Но в крайна сметка Айнщайн осъзнал, че ако въобще съществува някакъв обективен начин да се измери "истинската" скорост на светлината, то първо ще се наложи да открием реалната "нулева скорост" - за да можем да говорим за абсолютни скорости. А както вече знаем, Вселената е в постоянно движение и никога не е статична - тя се разширява с непрестанно нарастваща скорост. Всъщност пространството в нея се разширява, "създава" се ново пространство, или се разтяга - зависи как ще го погледнем. Е, тогава възможно ли е въобще да се измери "абсолютна скорост"?

Всъщност, оказва се, че да. За целта можем да използваме скоростта на чистата енергия (т.е. електромагнетичната радиация: светлината), за да открием абсолютните скорости. Т.е. напълно безмасовите частици (фотоните). А точно това е, което при никакви обстоятелства не можем да постигнем с измерване на движенията на материята, както се опитахме с нашите тухли. Затова и Айнщайн заключава, че - не, Вселената не би могла да работи по този начин: да ти позволи да откриеш нещо по един начин, което не можеш да откриеш по другия. Трябва да са съвместими! И така, наглед нелепото му предположение се оказало вярно.

Както и ред други първоначално абсурдни и анти-интуитивни и на моменти неприемливи и за самия него предположения, между другото. Като например за разширяващата се, динамична Вселена. Но това е една друга отделна и още по-интересна тема.

___________
* всъщност наблюденията сочат към една ранна фаза от историята на Вселената, когато, малко след т.нар. Голям взрив или каквото е било в началото й, тя се е разширила за кратко време със скорост, невъобразимо по-голяма от скоростта на светлината. Това се нарича период на Космическата Инфлация. Всъщност тогава се е "пръкнало" пространството като арена на развитие на всички по-нататъшни събития. И оттам нататък е последвало днешното, класическо разширение на енергията и материята.

I koi go tvurdi tova?Dokato u4enite otkriqt koi prav i koi ne..sled vreme vsi4ko vuv vselenata se vidoizmenq..ottam i zakonite i,a kak se e ,,pruknalo" prostranstvoto..mai i samiqt Suzdatel e oplel konzite..mai e xvanal virus v sistemata..:)))))

Законите на природата се изменяли? Интересно. Доказателства за това?

Гравитацията изменя ли се с годините? :)

Естествено, че това са теории. Но не просто изсмукани между пръстите ей така. Това са предложени хипотези, които почиват на дълга серия наблюдения, измервания, изчисления и открития - голяма част от които, известно време след като са били формулирани теоретично, биват потвърдени и на практика. Примерите са безброй.

Както казах, има още много въпроси за отговаряне. До голяма степен сме още в самото начало на пътя към разгадаването на законите на Вселената на най-фундаментално ниво. Търпение. Пътят е дълъг и труден, с много криволици и много задънени улици. А вероятно и безкраен. Както казват джедаите, "Целта не е толкова важна - Пътят е по-важен от нея!" Самото пътуване си струва, самото търсене на нови и нови хоризонти на познание. Не сме имунизирани от грешки и ще продължаваме да ги допускаме, но и да се учим от тях. Това обаче не означава да зарежем пътешествието, да седнем на едно място и да си въобразяваме, че вече имаме всички отговори на всичките въпроси, и че отговорът е един: "Така иска господ". Е... не, благодаря! Подобен интелектуален мързел ми е противен.

И тук грешиш. Скоростта на материалните обекти има лимит. Тъй като космосът е изпълнен с етерни частици, те оказват съпротивление и разрушават материята. Затова едно материално тяло, като космически кораб, може да се движи с не повече от 200-300 км/сек, след което ще се разпадне на малки парченца.

Разбира се, че се изменя. Както са казали древните мъдреци - всичко тече, всичко се изменя.