Einstein ei mitannut valon nopeutta.
Kun puhutaan valonnopeudesta, niin valonnopeuden mittasi aikoinaan Albert Abraham Michelson niminen mies. Albert Einstein on suhteellisuusteorian isä, mutta valonnopeuden mittaamisen kanssa hänellä ei ole mitään tekemistä, vaikka hän käytti Michelsonin tuloksia erityisen suhteellisuusteoriansa tukena. Valonnopeus on vakio tyhjässä sekä niin sanotussa suorassa avaruudessa, mutta kuten tiedämme, niin aikoinaan Albert Einstein osoitti, että valo reagoi painovoimaan. Valonnopeus tarkoittaa fysikaalista vakiota, kun taas erikseen kirjoitettu valon nopeus tarkoittaa nopeutta millä valo kulkee. Michelson osoitti että nopeus on vakio, ja hänen tuloksensa olivat erittäin tarkkoja, mutta kuitenkin kun käyttöön on saatu uudempia sekä tarkempia laitteita, niin voidaan sanoa, että väliaineella sekä sironnan nimellä kutsutulla ilmiöllä on vaikutusta valon nopeuteen.
https://fi.wikipedia.org/wiki/Albert_Abraham_Michelson
Siitä onko valonnopeus oikeasti vakio, joka voidaan yleistää joka paikassa on asia, mistä voidaan keskustella. Suurimmassa osassa tapauksia, missä valonnopeutta tarvitaan ei pienillä muutoksilla tuossa nopeudessa ole mitään väliä, mutta koska kyseessä on suure, mitä käytetään hyväksi monissa mittauksissa, niin sanoisin, että äärimmäisiä etäisyyksiä käsittelevissä astronomisissa mittauksissa pienilläkin muutoksilla on vaikutusta, jos voidaan ajatella, että muutos tapahtuu tuhansia miljardeja kertoja jollain matkalla, jonka pituus on tuhansia miljardeja valovuosia.
Valon nopeus siis vaihtelee sen mukaan, millaisessa väliaineessa tai millaisen kappaleen lähellä se kulkee. Eli toinen valon nopeuteen vaikuttava voima on painovoima, joka aiheuttaa muutoksia valon nopeuteen. Ja musta aukko voi imeä valon itseensä tai muuttaa sen nopeutta hyvinkin radikaalisti, mutta normaalisti valon nopeuden muutokset eivät merkitse mittauksissa yhtään mitään, mutta kun mitataan matkoja, jotka ovat miljardeja valovuosia, niin silloin pienetkin muutokset valon nopeudessa tuovat mittauksiin valtavia virheitä tai poikkeamia teoreettisten tulosten sekä todellisuuden välille.
Eli kun avaruus ikään kuin kaareutuu painovoimakeskipisteen ympärillä, niin tuolla pisteellä on vaikutusta valon nopeuteen. Tämän takia esimerkiksi musta aukko vetää valoa puoleensa. Mutta tuo sama ilmiö on nähtävissä esimerkiksi jopa Auringon kaltaisten tähtien ympärillä, ja siksi esimerkiksi Merkuriuksen kiertoaikaa ei voida laskea niin, että teoreettinen luku vastaisi todellisia mittaustuloksia.
Eli Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria, joka pätee vain suorassa avaruudessa ei kykene vastaamaan kysymykseen kappaleen nopeudesta kaareutuvassa maailman kaikkeudessa. Joten sen takia on olemassa suppea tai erityinen suhteellisuusteoria. Tuon teorian avulla lasketaan kappaleiden liikkeitä kaarevassa maailmankaikkeudessa.
Ja mistä muuten tiedän, että valon nopeus ylittyy sen syöksyessä mustaan aukkoon? Siitä että Isaac Newtonin mukaan kappale syöksyy massan keskipisteeseen kappaleen pinnalla vallitsevaa pakonopeutta vastaavalla nopeudella. Eli koska edes valo ei pääse tästä kappaleesta pakenemaan, mikä tarkoittaa että pakonopeus sen pinnalta on suurempi kuin valonnopeus.
Kuitenkin valonnopeus muuttuu aina välillä kun se kohtaa esimerkiksi väliaineen, niin silloin sen nopeus hidastuu, ja tuollainen väliaine voi olla vaikka interplanetaarinen sumu. Tai väliaineena voi toimia esimerkiksi äärimmäisen kylmä jääkuutio, missä vesi on jäähdytetty lähelle absoluuttista nollapistettä, koska tuolloin tämä vesikuutio on äärimmäisen stabiili, eikä muu säteily tai fysikaalinen ilmiö häiritse neutriinojen havainnointia. Sen takia nämä ilmaisimet on sijoitettu syvälle maan sisään, missä ne ovat täysin suojassa muulta kuin niiltä hiukkasilta, joita niiden pitää havainnoida.
Kun neutriino osuu ilmaisimeen nähdään sinisen valon shokkiaalto. Tuota ilmiötä käytetään hyväksi neutriinoja havainnoivien teleskooppien ilmaisimessa. Eli kun neutriino osuu ilmaisimessa olevaan väliaineeseen, niin se lähettää shokkiaallon, mikä voidaan havaita.
Kun valonnopeutta tarkastellaan lähemmin, niin silloin pitää huomioida sellainen asia, että jos puhutaan tyhjästä avaruudesta, niin silloin täytyy muistaa, että tyhjää avaruutta ei ole olemassakaan. Avaruudessa on aina hiukkasia, ja sen takia esimerkiksi valonnopeus on hiukan alhaisempi kuin mitä se olisi tyhjiössä.
Fotonien nopeutta luonnossa rajoittaa sironnan nimellä kutsuttu ilmiö. Kun valo liikkuu avaruudessa, niin silloin se siroaa kappaleista. Tuo siroava säteily aiheuttaa sen, että fotonin nopeus on hieman alhaisempi luonnossa, kuin mitä se olisi teoriassa. Eli valon nopeus on teoriassa 300 000 kilometriä sekunnissa, mutta todellisuudessa se on 299 792 458 kilometriä sekunnissa. (Varokaa Wikipediaa, koska siellä valonnopeus on ilmoitettu yksiköllä m/s, mikä on metriä sekunnissa. Miten sellainen virhe on päässyt tapahtumaan, että Km/s on muuttunut m/s muotoon?)
Mutta kuitenkin jos ajatellaan sitä, että valonnopeus olisi oikeasti vakio, niin silloin unohdetaan usein sellainen erikoistapaus missä esimerkiksi musta aukko vetää valoa puoleensa. Kuitenkin myös esimerkiksi gravitaatiolinssi, missä erittäin suurimassainen kohde kuten galaksi, neutronitähti tai musta aukko taivuttavat valoa. Eli kuten olen alussa sanonut, niin valo reagoi painovoimaan, ja siksi sen nopeudessa on pieniä muutoksia esimerkiksi suurimassaisen tähden lähellä.
Kommentit
Lähetä kommentti