Что, если скорость света замедлится до скорости вашей ходьбы?

Скорость света — самая быстрая вещь в мире. Он путешествует через космос, проходит через Меркурий и Венеру, чтобы добраться до нас, и замедляется. Но не нужно паниковать! Солнце становится менее ярким, но мы не увидим последствий еще миллиард лет. В космическом вакууме скорость света составляет почти триста тысяч километров в секунду. Был бы он медленнее, мы ощутили бы разницу — например, в изменении цветов и яркости объектов. А еще мы заметили бы существенные различия в предметах повседневного обихода, связанные с их размером и формой.

Ученые создали симуляцию, чтобы увидеть, что будет, если скорость света замедлится. В вакууме она не может измениться. Но если свет проходит через разные материалы и предметы, это меняет наше восприятие вещей. Свет действует как волна и частица, то есть как длина волны. Цвет и частота определяются расстоянием от гребня до гребня волны. Он ведет себя аналогично звуку с эффектом Доплера. Представьте, что стоите посреди оживленного шоссе, и по нему проносится сигналящая машина. Вы слышите звук клаксона, потому что движущийся объект издает звук, пока вы неподвижны. Частота и высота звука меняются, но это просто звук, достигающий вашего уха быстрее, чем если бы вы и машина были неподвижны.

Свет ведет себя аналогично. Длины волн меняются при изменении скорости. Перемещение к источнику света и уменьшение длины волны ведет к изменению цвета на синий и фиолетовый оттенки. Удаляясь от источника света, вы увидите что-то более красноватое. Поэтому, если бы скорость света замедлилась до скорости ходьбы, мы бы заметили изменение цветов при приближении к освещенному объекту. Цвет менялся бы вокруг нас и позади нас. Цвета, к которым мы приближались бы, были бы более голубыми, а на расстоянии все было бы красным. Эта информация полезна астрономам, изучающим объекты в космосе. Если они синеватые, значит, объект движется к нам. Если он красный, значит, движется в противоположном направлении. Во Вселенной все красного цвета. Это доказывает, что она постоянно расширяется и удаляется от нас.

Чем он медленнее, тем ярче. А все потому, что фотоны становятся более заметными. При такой скорости можно видеть невидимый свет и увеличенную интенсивность. Этот эффект незаметен, если стоять неподвижно. Но из-за эффекта Доплера движение к объекту будет иметь разные цвета и разную интенсивность света. Еще одно явление, с которым мы столкнемся, — замедление времени: когда вы двигаетесь со скоростью света, время уменьшается по отношению к тем, кто этого не делает. Пространство и время относительны, поэтому, если просто сидеть за столом, то все ваши движения будут проходить во времени, а не в пространстве. Вы неподвижны, но двигаетесь вперед во времени и стареете.

Чем быстрее перемещение в пространстве, тем медленнее движение во времени. Если двигаться с той же скоростью, что и свет, то все движение будет происходить в пространстве, а не во времени. Чтобы это заметить, нужен кто-то еще, наблюдающий за вами. Вы не в машине времени — вы оба на Земле, в одном и том же временном потоке. У вас создается ощущение, что вы двигаетесь быстрее, потому что больше двигаетесь в пространстве за определенное время. Чем ближе вы к скорости света, тем меньше вы становитесь. Но это зависит от того, кто смотрит. Если ехать с такой скоростью, объект поблизости будет казаться маленьким. Точно так же, как тот, кто наблюдает, как вы двигаетесь со скоростью света, подумает, что вы меньше, чем на самом деле.

Моделирование, проведенное учеными Массачусетского технологического института, показало, что если скорость света упадет, все станет растянутым, как блин. Если вдалеке будут горы, и вы побежите со скоростью света, то они станут казаться еще дальше. Объекты будут искажаться, и вам покажется, что вы добираетесь до определенного места быстрее, потому что время для вас замедлится. Если стоять неподвижно, а кто-то, стоящий слева от вас, бросит кубический предмет справа от вас, то вы увидите одну его сторону, если он не перевернется. Но в этой новой реальности вы увидите лицевую сторону, обернутую вокруг видимой вам стороны.

Если двигаться с той же скоростью, что и свет в бесконечном пространстве, все будет растягиваться при достижении бесконечных скоростей. В мире, где все будут двигаться со скоростью света, мы ничего не сможем воспринимать нормально. Нам придется привыкать к тому, как все выглядит, ведь все будет казаться очень странным. Представьте, что вы в супермаркете, покупаете продукты и ходите по проходам. Молоко в конце прилавка будет выглядеть так, будто оно к вам близко. Но когда вы к нему приблизитесь, вам начнет казаться, что оно от вас все дальше. А еще оно будет выглядеть немного красным. Как только вы к нему приблизитесь, оно станет синим. Если кто-то пройдет мимо вас с корзиной, вы увидите трехмерную модель этой корзины. Ее цвет будет меняться по мере удаления от вас. Она будет казаться далекой, но находиться рядом.

На самом деле фактическая скорость света неизвестна. Физики считают, что она равна почти тремстам тысячам километров в секунду, но эта величина нужна лишь для того, чтобы вычислять другие научные данные. Дело в том, что свет можно измерить только с помощью световых лучей и зеркал. Но недостаточно направить луч света на зеркало и измерить источник света и отраженный путь. Теория относительности Эйнштейна утверждает, что свет, движущийся к зеркалу, может не совпадать со скоростью отраженного света от зеркала обратно к источнику. То есть, если свету требуется десять секунд, чтобы пройти от источника до зеркала, а затем обратно к источнику, то можно сделать вывод, что каждое путешествие занимает пять секунд. Но теория Эйнштейна состоит в том, что свету может потребоваться девять секунд, чтобы пройти от источника к зеркалу, и всего секунда — от зеркала обратно к источнику. И наоборот. А может, это будут совсем другие цифры. Вот почему так трудно измерить свет.

Прорыв произошел, когда удалось замедлить скорость света до нуля без потери яркости. Это сделали с помощью ультрахолодных атомных облаков из фотонных кристаллов, представляющих собой материалы, пронизанные миллиардами крошечных отверстий, через которые может преломляться свет. Но что, если бы мы жили в мире, где свет остановился на полпути? Вы встаете утром и видите, что наступили сумерки. Вы открываете шторы и замечаете, что фары машин горят, но не так ярко. Вы включаете свет, но лампочка будто перегорела. Вы заменяете ее, но лучше не становится. Вы включаете свет во всем доме, но он очень слабый. В замешательстве вы проверяете все электричество. Похоже, все работает нормально. Вы спрашиваете соседей, и у них те же проблемы.

Даже эксперты в этой области не могут понять, что происходит. Проходят часы, ничего не меняется. Весь свет в мире будто застыл на полпути. У вашего телефона очень низкая яркость, даже если увеличить ее до максимума. Все стало темнее. Из новостей вы узнаете, что проблема глобальная. Свет медленно угасает, и скоро в мире его не останется совсем. Вы решаете переждать, пока все остальные пребывают в панике.