1905 m. Albertas Einšteinas paskelbė straipsnį apie šviesos ir laiko savybes, kuriame įtraukė lygtį E=mc², tapusią viena žinomiausių istorijoje. Lygtis ne tik apibrėžė supratimą apie energiją ir materiją, bet ir pakeitė mūsų mąstymą apie laiką, judėjimą ir Visatą. Tai ką ji sako?
Lygtis E=mc² teigia, kad energija ir masė yra ekvivalentiškos ir gali virsti viena kita. Ši lygtis pakeičia supratimą apie erdvę ir laiką, ji taip pat reiškia, kad keliauti šviesos ar didesniu greičiu neįmanoma. Tai riboja galimybes keliauti tarpžvaigždinėje erdvėje.
Lygtyje E reiškia „energiją“, m – „masę“, o c šviesos sklidimo vakuume greitį. Šviesa sklinda 299 340 km/s greičiu, todėl c² vertė yra milžiniškas skaičius. Tai reiškia, kad objektui, turinčiam net ir nedidelę masę, reikia milžiniškos energijos, kad jis pasiektų šviesos greitį. Tik bemasės dalelės gali pasiekti šviesos greitį. Viena iš tokių dalelių yra fotonas – mažytis šviesos ar kitos elektromagnetinės spinduliuotės paketas. Tačiau greičiui artėjant prie šviesos greičio (dėl iki nulio sumažėjusio Lorentzo koeficiento) lygtis sugenda.
Kaune gimęs Einšteino dėstytojas Ciūricho Technikos universitete Hermannas Minkowskis išplėtė reliatyvumo teoriją parodęs, kad erdvė ir laikas yra tarpusavyje susiję matmenys, o ne du atskiri dariniai. Jis juos sujungė į vieną darinį – erdvėlaikį. Kiekvienas Visatos objektas skrieja erdve ir laiku vienu metu. Todėl bet koks judėjimas viename matmenyje (laike ar erdvėje) neišvengiamai veikia kitą matmenį.
Norint skrieti erdvėlaikiu, pirmiausia reikia suprasti, kad judėjimas vienu matmeniu sutrikdo judėjimo greitį kitame. Kitaip tariant, jei skriesite erdve greitai, laikas slinks lėčiau ir atvirkščiai. Kadangi žmonės juda daug mažesniu nei šviesos greičiu, mes nepastebime, kaip judėjimas erdve veikia mūsų judėjimą laiko matmenyje.
Jei objektas pasiektų šviesos greitį, jo judėjimas laike visiškai sustotų. Šis reiškinys iliustruoja, kad objektams artėjant prie šviesos greičio, laiko tėkmė jų atžvilgiu sulėtėja. Tai lygties pagrindas.
Specialioji reliatyvumo teorija sukuria žiaurią realybę. Jei vienerius metus keliautumėte 99,99 % šviesos greičio, Žemėje praeitų maždaug 70 metų. Grįžę iš vienerių metų kelionės šviesos greičiu, tėvai, broliai ir seserys, draugai ir vaikai jau būtų mirę. Išlipę iš erdvėlaivio pasenę vienerius metus, pamatytumėte pasikeitusią Žemę: technologijos neatpažįstamos, kalba pasikeitė, visi, kuriuos mylėjote, mirė, civilizacija pasikeitė. Visas jūsų socialinis kontekstas ištrintas. Keliautojui laikas sulėtėja, sukurdamas laikiną tremtį. Greitos tarpžvaigždinės kelionės paverstų jus keliautoju laiku – bet tik į priekį ir negrįžtamai. Galite aplankyti ateitį, bet niekada negrįžti į savo laiką. Kelionės šviesos greičiu yra laiko savižudybė.
Nepaisant specialių atvejų, esminė lygties E=mc² išvada lieka moksliškai neginčijama. Žmonės negali keliauti greičiau už šviesą kosmose. Tačiau fizikai spėlioja, kas nutiktų, jei žmonės tai padarytų. Jie svarsto galimybes keliauti greičiau už šviesą ir plečia teorines ribas, gerokai viršijančias dabartinį supratimą.
Šviesos greičio viršijimas sukeltų sąlygas, panašias į keliones laiku. Tai galėtų iš esmės pakeisti laiko sampratą ir realybę. Kelionė greičiau už šviesą sudarytų sąlygas susitikimams su istorinėmis asmenybėmis, proseneliais. Toks įvykis perrašytų žmonijos supratimą apie fiziką ir egzistenciją.
Yra ir praktinių lygties pritaikymų. E=mc² paaiškina, kaip mažus masės kiekius galima paversti didžiule energija atominėse jėgainėse ir bombose. Ši lygtis taip pat apibūdina žvaigždžių veiklą, įskaitant Saulę, kur vandenilis virsta heliu ir išskiria energiją. Tai paskatino branduolių sintezės – švaraus ir neriboto energijos šaltinio – tyrimus, kurie neužilgo gali virsti neišsenkančios švarios energijos reaktoriais.
Garsioji lygtis jungia mus su realybe, nustato kosminę ribą, išgraviruotą šviesoje ir primena, kad mūsų pagarba Visatai nukeliauja toliau, nei mes galėtume.
Nors Einšteino vardas yra siejamas su garsiąja lygtimi E=mc², jos Einšteinas neišvedė ir ji Einšteinui nepriklauso.
Jonas Grigas yra akademikas, profesorius, fizinių mokslų daktaras, tikrasis LMA narys.
Politiškai ideologizuota lygtis
‘Kelionė greičiau už šviesą sudarytų sąlygas susitikimams su istorinėmis asmenybėmis, proseneliais..’
Jei iškeliautume dabar kartu greičiau už šviesą pas savo mirusius,nemirusius prosenelius ir pasiimtume juos kartu su mumis į kelionę laiku.., tada niekada nemirtume,aplenktume laiką ir mirtį mus besivejančią šviesos greičiu ir net gi erdvėlaiviu grįžtume į visatos pradžią,ir netgi priešvisatį,priešlaikį.
Skaitydamas šį straipsnį patyriau kažką panašaus į euforiją ar transą. Ačiū.
Tolygu Kazimiro Malevičiaus „Kvadratui”.