[свободная трибуна] Физики вычислили, как сильно замедляется свет вокруг Усейна Болта
Физики вычислили, как сильно замедляется свет вокруг Усейна Болта
МОСКВА, 3 янв -- РИА Новости. Британские ученые выяснили, как сильно свет
замедляет свой бег в окрестностях Усейна Болта, когда тот начинает свой
разбег
и достигает рекордно высоких скоростей, позволяющих ему постоянно побеждать
на Олимпиадах, говорится в статье, опубликованной в Journal of Physics
Special
Topics.
Один и тот же объект, который движется в нашу сторону или от нас с
достаточно высокой скоростью, покажется нам окрашенным в разные цвета
благодаря эффекту
сжатия и растягивания волн, открытым в 1842 году австрийским физиком
Христианом Допплером. Из-за этого эффекта, так называемого допплеровского
смещения,
звезды и объекты, которые движутся в нашу сторону, кажутся нам более синими,
а удаляющиеся от нас галактики и светила -- более красными.
Этот же самый эффект влияет и на другие виды колебаний, в том числе звук,
рентген или ультрафиолет.
Бенджамин Гриффитс (Benjamin Griffiths) из Лестерского университета
(Великобритания) и его коллеги заинтересовались, может ли Усейн Болт, самый
быстрый
человек на Земле, разогнаться до таких скоростей, при которых его знаменитая
желтая майка поменяла бы свой цвет и стала бы более <<синей>> при его
движении
в сторону камеры, и более <<красной>> -- при движении от нее.
Для проведения подобных расчетов ученые взяли данные об ускорении и скорости
движения Болта, записанные Международной ассоциацией федераций атлетики во
время
забегов на одной из последних летних олимпиад. Чтобы сделать расчеты более
простыми, Гриффитс и его коллеги вычисляли значения красного и синего
смещения
ямайского спортсмена для каждых 20 метров, которые пролетал Болт во время
пробежки по 100-метровой дистанции.
Это было важно по той причине, что Болт постоянно ускорялся и проходил
каждый такой сегмент с все более высокой скоростью -- на первые 20 метров он
потратил
около 2,8 секунд, а последние пробежал всего за 1,61-21,66 секунды,
достигнув скорости в 43 километра в час.
Подобная скорость, по расчетам авторов статьи, соответствует допплеровскому
смещению в 24 фемтометра (десять в минус пятнадцатой степени метра). Для
сравнения,
типичная длина волны для лучей желтого света составляет 580 нанометров, что
примерно в 25 миллионов раз больше, чем подобное красное или синее смещение.
Как отмечают ученые, человеческий глаз может видеть сдвиги волн в ту или
иную сторону примерно на один нанометр, и значение в 24 фемтометра
оказывается
примерно в 40 тысяч раз меньше этого показателя. Поэтому можно говорить, что
зрители и судьи вряд ли могут заметить изменения в цвете майки Болта, хотя
высокочувствительные фотодетекторы, вероятно, могут заметить эти сдвиги.
Для того, чтобы это все же произошло, Болту пришлось бы разогнаться до
фантастической скорости в 1,86 миллиона километров в час. С примерно такой
же скоростью
движется солнечный ветер, что недостижимо даже для самых быстрых космических
кораблей и других рукотворных объектов.
Факультет физики и астрономии университета Лестера (Великобритания) ежегодно
публикует научный журнал Physics Special Topics, авторами и редакторами
которого
становятся четверокурсники факультета. Все статьи, направляемые в журнал,
проходят обязательное рецензирование, а участие в его работе оценивается
преподавателями
и необходимо для получения диплома.
При этом начинающих британских ученых интересует необычный круг тем.
Например, в 2013 году они выяснили, можно ли отапливать помещение теплом,
вырабатываемым
членами британского парламента в ходе напряженных дискуссий, а также
доказали, что Джеку Воробью и Уиллу Тернеру, персонажам <<Пиратов Карибского
которые в фильме идут под водой, дыша воздухом под перевернутой лодкой,
кислорода хватило бы на целых три часа. В прошлом году их интересовали
свойства
джедайских мечей, возможность сбития астероида, погубившего динозавров,
лазером, и ряд других фантастических сценариев.
Источник:
https://news.mail.ru/society/28326381/?frommail=10
С уважением, Эдуард Фурников
