Svetlost. To je najbrža stvar u svemiru,
ali ipak možemo izmeriti njenu brzinu.
Ako usporimo animaciju,
možemo da analiziramo kretanje svetlosti
koristeći prostorvremenski dijagram,
koji koristi kinograf sa poljima za animaciju
i okreće ih na stranu.
U ovoj lekciji, dodaćemo jednu eksperimentalnu činjenicu:
kad god neko izmeri koliko brzo se kreće svetlost,
dobija isti rezultat:
299.792.458 metara svake sekunde,
što znači da kada nacrtamo svetlost na našem
prostorvremenskom dijagramu,
njena svetska linija uvek mora da se pojavi pod istim uglom.
Ali prethodno smo videli da se brzina,
odnosno uglovi svetske linije,
menja kad gledamo stvari
iz perspektive drugih ljudi.
Da bismo istražili ovu kontradikciju, pogledajmo
šta se dešava ako ja počnem da se krećem,
dok ja i dalje stojim sa uperenim laserom ka Tomu.
Prvo treba da konstruišemo prostorvremenski dijagram.
Da, to znači da uzmemo sva
različita polja koja prikazuju različite
vremenske trenutke i složimo ih.
S ove strane, vidimo svetsku liniju
svetlosti lasera pod svojim utvrđenim ispravnim uglom,
kao i pre.
Zasad je dobro.
Ali ovaj prostorvremenski dijagram predstavlja Endruovu perspektivu.
Kako to izgleda meni?
U poslednjoj lekciji pokazali smo
kako se Tomova perspektiva malo pomera po poljima,
dok njegova svetska linija ne postane potpuno vertikalna.
Ali pogledajte pažljivo svetsku liniju svetlosti.
Preuređenje polja
znači da je sada suviše nagnuta.
Ja bih izmerio veću brzinu svetlosti nego Endru.
Ali svaki eksperiment koji smo uradili,
a veoma smo se trudili,
kaže da svako uvek meri istu brzinu svetlosti.
Da počnemo ispočetka.
Početkom 20. veka, pametni momak po imenu Albert Ajnštajn
smislio je kako da vidi stvari na pravi način
iz Tomove perspektive,
a da i dalje dobija isti rezultat brzine svetlosti.
Prvo treba da spojimo odvojena polja
u jedan kompaktni blok.
Ovim dobijamo naše prostorvreme,
pretvarajući prostor i vreme
u ravni, homogeni materijal.
I evo u čemu je trik.
Istegnete vaš blok prostorvremena
duž svetske linije svetlosti,
a onda ga sabijete za istu vrednost, ali pod pravim
uglom u odnosu na svetsku liniju svetlosti
i... abrakadabra!
Tomova svetska linija je postala vertikalna,
tako da to predstavlja svet sa njegove tačke posmatranja,
ali najvažnije je
da svetska linija svetlosti uopšte nije promenila ugao
i tako će se svetlost koju meri Tom
kretati ispravnom brzinom.
Ovaj sjajni trik je poznat kao
Lorencova transformacija.
Da, ali osim trika...
Podelite prostorvreme
na nova polja i imaćete
fizički ispravnu animaciju.
Ja sam nepokretan u kolima,
sve se kreće pored mene,
a brzina svetlosti je
ta ista utvrđena vrednost
koju znamo da svi mere.
S druge strane,
nešto čudno se desilo.
Razmak između stubova na ogradi nije više 1 metar,
i moja mama će biti zabrinuta
što izgledam malo mršavo.
Ali to nije u redu. Zašto ja ne izgledam mršavo?
Mislio sam da fizika treba da bude ista
za svakog.
Da... ne... jeste. Izgledaš.
Sve to istezanje i sabijanje
prostorvremena je pomešalo
ono što smo navikli da posmatramo odvojeno
kao prostor i vreme.
Ovaj efekat sabijanja
je poznat kao Lorencova kontrakcija.
Okej, ali i dalje nisam mršav.
Ne. Da, jesi.
Sada kad znamo više o prostorvremenu,
trebalo bi da ponovo
nacrtamo kako je ta scena izgledala meni.
Tebi, ja izgledam sabijen Lorencovom kontrakcijom.
Aha, ali tebi, ja izgledam sabijeno.
Da.
Pa, barem je pravedno.
Kad govorimo o pravdi,
kao što se prostor meša s vremenom,
vreme se takođe meša s prostorom
u efektu poznatom kao vremenska dilatacija.
Pri običnim brzinama,
kao što je brzina Tomovog auta,
ovi efekti su mnogo manji
nego što smo ih prikazali.
Ali, pažljivi eksperimenti,
na primer posmatranje ponašanja sićušnih čestica
koje jure u Velikom hadronskom kolajderu,
potvrdili su da su efekti stvarni.
I sada, kada je
potvrđeno da je prostorvreme deo realnosti,
možemo da budemo i malo ambiciozniji.
Šta ako počnemo da se igramo
sa samim materijalom prostorvremena?
Saznaćemo sve o tome u sledećoj animaciji.