Моя увага була зосереджена на бісерній воді на листі тополі. Як весело і лопнуло від ранкового сонячного світла. Я підійшов ближче, зняв окуляри і помітив, що кожна крапля збільшує невеликий пластир жилок, які нитками і підтримують листочок.
Фокусуючи об’єктив камери, я замислився, скільки часу пройшло світло крапель, щоб потрапити до мого ока. Оскільки мені було лише близько шести дюймів, і світло подорожує зі швидкістю 186 000 миль в секунду або 11,8 дюйма щомільярдної секунди (одна наносекунда), час у дорозі становив 0,5 наносекунди. Дарн близько одночасний за людськими мірками, але практично назавжди длягідрид позитронію, екзотична молекула, виготовлена з азоту позитрона, електрона та водню. Середній час життя молекули ПСГ становить всього 0,5 наносекунд.
У нашому повсякденному житті світло від знайомих облич, дорожніх знаків та офіціанта, увагу якого ви намагаєтеся привернути, потрапляє до наших очей за наносекунд. Але якщо вам трапляється дивитися вгору, щоб побачити крихітну темну форму високолітаючого літака, витягнутого шлейфом його поштовху, світло займає близько 35000 наносекунд або 35 мікросекунди, щоб пройти відстань. Ще не багато про що міркувати.
Космічна станція обертається навколо Землі в космічному просторі приблизно за 250 миль над головою. Під час наземного проходу світло від орбітальної наукової лабораторії розпалює сітківку 1.3 мілічерез секунди. Для порівняння, моргання ока триває приблизно 300 мілісекунд (1/3 секунди) або 230 разів довше!
Час світла, нарешті, стає відчутнішим, коли ми дивимось на Місяць, туманний за 1,3 світлових секунд на середній відстані 240 000 миль. Щоб відчути, як довго це, подивіться на Місяць при наступній нагоді і порахуйте голосно: одна тисяча. Ретроотражаючі пристрої розміщені на поверхні Місяця астронавти Аполлона досі використовуються астрономами для визначення точної відстані Місяця. Вони випромінюють лазер біля дзеркал і проводять час у зворотному напрямку.
З восьми планет Венера наближається до Землі, і це робить це під час неповноцінної кон'юнкції, яка збіглася випадково 25 березня. На цю дату лише 26,1 мільйона миль розділили дві планети, відстань - 140 секунд або 2,3 хвилини - приблизно час, який потрібно закип’ятити воду для чаю. Марс, ще одна планета, що наближається, в даний час стоїть на майже протилежному від Сонця стороні від Землі.
При поточній відстані в 205 мільйонів миль, радіо- або телевізійний сигнал, який є обома формами світла, для трансляції на Червону планету зайняв би 18,4 хвилин. Тепер ми можемо зрозуміти, чому інженери заздалегідь запрограмують послідовність посадки на комп’ютер Марса, щоб безпечно висадити її на поверхню планети. Будь-яка команда - або зміна команд - ми можемо надсилати із Землі, приїде надто пізно. Після того, як земля оселиться на планеті і посилає назад телеметрію, щоб повідомити про її стан, персонал управління місією повинен кусати свої нігті протягом багатьох хвилин, чекаючи, коли світло відкинеться назад і принесе слово.
Перш ніж ми рухаємося до більш віддалених планет, давайте розглянемо, що станеться, якщо Сонце призвело до катастрофічної несправності і раптом перестало світити. Не хвилюйтесь. Принаймні не 8,3 хвилин, часу, необхідного для світла або його нестачі, щоб принести погані новини.
Світло від Юпітера займає 37 хвилин, щоб досягти Землі; Плутон і Харон настільки віддалені, що для отримання сигналу від "подвійної планети" потрібно 4,6 години, щоб потрапити сюди. Це вже більше півтора дня роботи, і ми лише пройшли до поясу Койпера.
Давайте натисніть на найближчу зірку, систему Альфа Кентавра. Якщо 4,6 години світлового часу здавалося довго чекати, як тоді 4,3 року? Якщо ви думаєте важко, ви можете згадати, що ви робили перед переддень Нового року в 2012 році. Подивитися на зірку потім - заглянути вчасно до кінця 2012 року.
Але ми ледве вичісуємо поверхню. Візьмемо Літній трикутник, постать, яка незабаром стане домінувати над східним небом разом з прекрасним літнім Чумацьким Шляхом, який, здається, протікає через нього. Альтаїр, найпівденніша вершина трикутника знаходиться поблизу, всього за 16,7 світлових років від Землі; Вега, найяскравіший трохи далі за 25, а Денеб - неймовірні 3200 світлових років.
Ми можемо мати відношення до перших двох зірок, тому що світло, яке ми бачимо в якийсь вечір, не є «старим». Більшість із нас може вигадати образ свого життя та стану світових справ 16 та 25 років тому. Але Денеб винятковий. Фотони відійшли від цього далекого надгіганта (3200 світлових років) близько 1200 року до н.е. під час Троянської війни на зорі залізного віку. Це час назад
Однією з найвіддаленіших зірок неозброєним оком є Rho Cassiopeiae, жовта змінна, яка приблизно в 450 разів перевищує розмір Сонця, розташована на відстані 8200 світлових років у сузір'ї Кассіопея. Наразі зірку майже максимум і легко помітити при снігопаді на північно-західному небі. Його світло повертає нас до кінця останньої великої льодовикової доби та перших печерних малюнків, понад 4000 років до того, як була побудована перша єгипетська піраміда.
Вперед і далі: найближча велика галактика, Андромеда, знаходиться за 2,5 мільйона світлових років від нас і для багатьох є найменшим, найвіддаленішим об’єктом, який можна побачити неозброєним оком. Думати, що погляд на галактику повертає нас до часу, коли наші далекі предки вперше використовували прості інструменти. Світло може бути найшвидшим у Всесвіті, але ці часи подорожі натякають на справжню простору космосу.
Поїдемо трохи далі. 16 листопада 1974 р. Цифровий повідомлення був промінь від Радіо телескоп Аресібо в Пуерто-Рико до багатого зіркового скупчення М13 у Геркулесі за 25000 світлових років. Повідомлення створив Доктор Френк Дрейк, тоді професор астрономії в Корнеллі, і містив основні відомості про людство, включаючи нашу систему нумерації, наше розташування в Сонячній системі та склад ДНК, молекули життя. Він складався з 1679 двійкових біт, що представляють собою нулі та був нашим спочатку навмисне спілкування, надіслане інопланетянам. Сьогодні до місіви проходить 42 світлових роки, ледь-ледь за двері.
Давайте закінчимо подорож машини часу з найвіддаленішим об’єктом, який ми бачили у Всесвіті, галактикою з назвою GN-z11 в Урса-майор. Ми бачимо, що це було всього через 400 мільйонів років після Великого вибуху (13,4 мільярда років тому), що означає належну відстань від Землі в 32 мільярди світлових років. Світлові астрономи, захоплені своїми цифровими датчиками, покинули об’єкт ще до того, як з’явилася Земля, Сонячна система або навіть галактика Чумацький Шлях!
Завдяки кінцевій швидкості світла ми не можемо допомогти, але завжди бачити речі такими, якими вони були. Ви можете задуматися, чи є якийсь спосіб щось побачити зараз не чекаючи, коли світло потрапить сюди? Існує лише один спосіб, і саме це повинно бути світлом.
З точки зору фотона або світлової частинки, яка рухається зі швидкістю світла, відстань і час повністю відпадають. Все відбувається миттєво і час подорожі куди завгодно, скрізь є нуль секунд. По суті, весь Всесвіт стає точкою. Божевільно і парадоксально, як це звучить теорія відносності дозволяє це тому, що об’єкт, що подорожує зі швидкістю світла, переживає нескінченне розширення часу і нескінченне скорочення простору.
Щось подумати про те, коли наступного разу, коли ви зустрінетеся з чужими очима під час розмови. Або дивіться на зірки.
