Lovagolja meg a fényt, ismerje meg a Naprendszert!

Elgondolkozott már azon, milyen lenne, ha a fény sebességével száguldozhatna az űrben? Az alábbi látványos videó készítője nyilvánvalóan igen. Képzeletben felülhetünk egy foton hátára, és a Naptól egészen a Jupiterig száguldhatunk, elhaladva a Naprendszer számos fontos objektuma mellett. Arról is szót ejtünk, hogy miért sántít egy kicsit ez a kétségkívül látványos elképzelés.

Alphonse Swinehart videója valóban rávilágít arra, hogy már a Naprendszer is hatalmas - még a fénynek is háromnegyed óra eljutni a Naptól a Jupiterig -, és akkor hol vagyunk az univerzum méreteitől. Szépen sorra veszi a legfontosabb égi objektumokat, azonban fontos, hogy érdemes elkülönítenünk az elemeit, melyek megfelelnek a fizikai valóságnak és azokat, amelyek nem.

Bolygók különleges együttállása

Való igaz, hogy ha a Földről követjük egy foton útját, a megadott időközönként éri el a megjelenített bolygók pályáit. Ahhoz, hogy egyenes vonalban haladva ilyen szépen sorra vegye a bolygókat, egy meglehetősen különleges, sokszoros együttállásra lenne szükség, azonban még ez is a valószínűtlen, de fizikailag lehetséges jelenségek közé tartozik.

Naprendszerünk bolygói (a renitens Plútó kivételével) nagyjából ugyanabban a síkban keringenek a Nap körül, pályasíkjuk eltérése mindössze néhány fokos - ezt korrektül ábrázolja a videó.

Naprendszer.zip a NASA grafikáján Forrás: NASA

Einstein bekavar

Az igazi elvi problémát az adja, hogy a valós, fizikai univerzumban nem igazán értelmes felvetni azt a kérdést, hogy milyen lenne együtt utazni egy fotonnal, ugyanis a jelenleg a tér leírására használt legjobb modellünk, a relativitáselmélet nem tud mit kezdeni egy, a fény sebességével mozgó megfigyelővel.

Nyugalmi tömeggel rendelkező testek (mint amilyenek mi is vagyuk, űrhajóinkkal egyetemben) elvileg sem érhetik el a fénysebességet, azt azonban már valós fizikai ismereteinkből tudhatjuk, hogy ha nem egy foton, hanem egy nála kicsit lassabb részecske szemszögéből néznénk vissza a Nap felé, egyáltalán nem a videón láthatóhoz hasonló látvány tárulna elénk.

Mivel a részecske ilyen gyorsan mozog a Naphoz rögzített koordinátarendszerben, “helyi órája” lassabban jár, vagyis a videón bemutatott animáció sokkal gyorsabban zajlana le. (A foton esetében egyenesen megáll az idő, így hát, ha úgy vesszük, a fény a saját “szemszögéből” egy szempillantás alatt ott van bárhol.) Emellett a Nap fényének színe a távolodás nagy sebessége miatt a vörös felé tolódna el.

A legnyilvánvalóbb "kegyes csalást" azonban a végére hagytuk: honnan is kapják a bolygók a fényt?