E se a gente viajou à velocidade da luz?

Quando éramos crianças, vimos personagens como Superman voando mais rápido do que as balas e nós imaginamos que no futuro pudéssemos visitar outros lugares do universo tão rapidamente. Hoje, no século XXI, temos conseguido altos celerities; no entanto, uma questão permanece como uma espécie de desafio para os seres humanos: O que aconteceria a viajar à velocidade da luz?
 

Entendendo o enigma da luz

Newton contra Einstein
As leis que suportam o comportamento de Superman é noções de espaço e tempo de Newton, segundo a qual a posição eo movimento de todo o corpo deve ser medida com referência a um campo de referência absoluta. Por esse motivo, se o herói reduzida a sua velocidade, é também reduzida a bala.

Mas no início do século XX, um evento mudou a história da ciência: apareceu um cientista alemão, Albert Einstein, com sua Teoria Especial da Relatividade. A idéia central é que não há nenhum campo de referência fixo, tanto para o espaço eo tempo são relativos.

Além disso, a velocidade da luz é constante e depende do movimento do observador. Então, se Superman estava perseguindo um feixe à metade da velocidade da luz, isso deve ficar longe dele exatamente na mesma velocidade, ou seja, 300.000 km / s.

Posso viajar à velocidade da luz?

Do exposto conclui-se um dos conceitos da idéia realizados pela fórmula de Einstein E = mc ². E sendo a energia, para a massa m e c é a velocidade da luz. Claramente, uma equivalência entre energia e massa ocorre, segundo o qual quanto maior a velocidade de um corpo em movimento é a massa maior.

Quando corpos viajar em velocidades muito baixas, essa diferença de massa é quase imperceptível. Outra coisa que acontece quando o corpo move-se muito rapidamente, digamos, 90% da velocidade da luz. A massa resultante é dobrada.

Quanto mais aumenta a velocidade, a massa tende a ser infinito, de modo a energia necessária para mover o corpo também deve ser. Esta é a razão pela qual conclui-se que corpos normais não podem viajar na velocidade da luz.

É possível viajar no tempo?

E se tivéssemos de viajar quase à velocidade da luz?

Outra boa pergunta seria tentar imaginar o que aconteceria se nós estávamos viajando quase à velocidade da luz. Três seriam os efeitos sobre nossa percepção:

Tempo dilatação: a essa velocidade, o tempo corre mais devagar. Você iria ver passar 10 minutos em seu relógio, o que seria de 20 minutos para os observadores terrestres.

Aberração: os seus contratos de vista de ser uma pequena janela em forma de túnel.

Efeito Doppler: ondas de luz das estrelas que são aglomerado visível, de modo que objetos espaciais olhar azul. Em contraste, os restantes estrelas estão espalhadas por trás e olhar avermelhado. Se você aumentar a sua velocidade, a experiência visual é tão intensa que parece que tudo desapareceu.

Como vimos, viajando na velocidade da luz é um impossível teórico, mas quase à velocidade da luz parece ser a opção mais viável para a nossa espécie se alguma vez alcançar as estrelas.

Compreender o enigma da luz

É conhecido de todos que a luz é uma onda eletromagnética , enquanto um infinitesimal pacotes de chuva de energia com uma velocidade constante de aproximadamente 300.000 km / s . No entanto , não existe essa velocidade constante que faz com que seja uma maravilha estranho, mas viaja com a mesma velocidade em todas as direções em todos os quadros de referência (observadores ) , ou seja, um invariante que não depende a velocidade da fonte emissora , este registro é responsável por que o tempo é relativo e a velocidade da luz absoluta. Aprofundar um pouco mais sobre estas características da luz.

Luz se propaga como uma onda esférica

Para compreender esta característica da luz , temos que ir por partes. A equação de um círculo de raio r é :

    x2 + y2 = r2

Se você , em seguida, adicionar a terceira dimensão espacial para a equação temos:

    x2 + y2 + z2 = r2

Assim , obtém-se a equação de uma esfera . Uma vez que o raio é r = ct então r2 = ( ct) 2 é a quarta dimensão. Então nós diferenciar a equação assim e temos uma pequena esfera infinitesimal :

    dx2 + + dy2 dz2 = ( CDT) 2

Agora , podemos imaginar acender uma lâmpada cuja luz irá expandir com o aumento do raio em todas as direções do espaço , fazendo com que a velocidade da luz onda esférica invariante em qualquer quadro de referência a partir do qual se observa .

Compreende a velocidade da luz

Se dois veículos se aproximam um do outro a 100 Km / h cada , cada motorista vai saber que se aproximam a 200 Km / h , ou seja , a soma das velocidades . Da mesma forma se distância, taxa de remoção será a soma de suas velocidades.

Se dois veículos se movem com a mesma direção, mas com velocidade diferente , a velocidade que cada motorista vai observar o outro medido por uma diferença de velocidade .

O senso comum e os cálculos sempre nos diz que quando um ônibus está se movendo a 100 kmh em relação a um observador estacionário fora dela , este último vai ver o motorista do ônibus movido a 100 km / h, como em comparação com o resto vai mobile. Mas , se um passageiro no ônibus vai até o motorista a 2 km / h , a velocidade do passageiro que medida o observador fora do ônibus será 102 km / h , ou seja, a soma das velocidades de ônibus e passageiros dentro.

Mas isso não acontece com a velocidade da luz , uma vez que isto representa um limite de velocidade em todo o corpo ou a partícula ; nada pode quebrar esse limite.

Suponha que uma nave espacial não conseguir chegar a 300 mil km / s ; alguém dentro do navio desejado para contornar as leis da física pode subir de seu assento e executado dentro do navio no mesmo sentido que isso, dizer a 0.001Km/sy por simples adição , a velocidade da nave espacial mais velocidade , você chegaria 300,000.001 km / s, "mais rápido do que a luz ." Mas isso seria impossível , neste caso, ser imobilizado , congelado como uma fotografia , porque desta vez a velocidade pára.

O tempo pára para quem viaja em um navio com a velocidade da luz ; tudo fora dela , como estrelas, galáxias , planetas, satélites , asteróides, em suma, tudo no universo pararia a tempo para os viajantes , pois todos os observadores de fora do navio , mas se movem em velocidades diferente, mediria a mesma velocidade para o navio ( a velocidade da luz ) .

Esta é uma das conexões que estimulem o raciocínio de que a velocidade da luz , o tempo diminui para zero, até mesmo o espaço torna-se zero, e o exemplo não foi considerado porque era necessário estabelecer como se pode violar as leis da ciência .

O que é infravermelho?

Muitas vezes temos a tendência de considerar a radiação como conceito muito limitado e distante , para muitos, apenas relacionada com bombas nucleares. A este respeito, deve-se notar que existem muitas formas de radiação , com origem diferente e com mais presença do que pensamos na nossa vida diária . Hoje, vamos ver o que é a radiação IR ou radiação infravermelha.

A interação diária

Deve ficar claro de toda a parte da radiação do espectro eletromagnético que nos rodeia. Sem ir mais longe , por isso, a nossa cozinha o forno de microondas , como as imagens de raios-X gerados em um hospital e produzido por ondas de rádio para transmitir música ou notícias , enviar e usar diferentes tipos de radiação , como parte de sua operação.

Mas a radiação não é necessariamente sujeito ao funcionamento de determinados dispositivos eletrônicos. Apesar de nunca ter isso, esses raios de luz nos permite ver o mundo são uma forma de radiação dentro do espectro eletromagnético. A este respeito, deve -se notar que o único tipo de radiação que nossos olhos podem perceber como seres humanos é o espectro de luz visível.

radiação IR

Concentrando-se na radiação infravermelha , que é o que está em causa , neste caso , devo dizer que se caracteriza por seus raios infravermelhos têm um comprimento de onda maior do que a produzida pelos raios vermelhos.

O mais surpreendente de radiação infravermelha é que, embora não podemos detectá-la dentro do espectro de cores a ser abaixo (infra ) vermelho , é inerente em nossas vidas. A radiação infravermelha não pode ser capturado com o olhar , mas pode ser sentida de forma clara. Mas como é que se manifesta ? Nem mais nem menos do que através do calor.

Quando nós envolvemos nossa xícara de chocolate quente, desfrutar de um dia ensolarado caminhando ao redor do parque, ou relaxado com um banho de vapor , estamos em contato direto com a radiação infravermelha. Como discutimos em linhas anteriores , a nossa interação com a radiação infravermelha e está em curso diária.

Dado que o fracasso não é uma boa amiga da ciência, eo fato de que o olho humano não consegue detectar a radiação infravermelha , os cientistas desenvolveram olhos mecânicos que eles são capazes de fazer. Além disso, a arte ea tecnologia têm usado câmeras de infravermelho para criar impressionantes , armas, sistemas de segurança e dispositivos de rastreamento sofisticados através de calor do corpo.

Você sabia que a radiação é tão presente em nossas vidas , por que você não acha que a ciência ea tecnologia que você usa radiação infravermelha para fins benéficos para o homem ?

Leonhard Euler: O mais prolífico da matemática

Ninguém fez muitas contribuições para a matemática como Leonhard Euler, é considerado o maior matemático de seu tempo, com 75 volumes de matemática. Euler toma o seu lugar merecido na lista dos maiores matemáticos da história onde só cabem figuras como Newton, Leibniz, e Gauss.

Euler nasceu em 1707, perto da cidade de Basel, na Suíça. Ele estudou com Johan Bernouli e 18 anos começou a publicar seu trabalho.

Convidado pela imperatriz Catarina I, mudou-se para Petersburgo (cidade chamada Leningrado), onde ele também estava à espera de seus amigos, irmãos Nicholas e Daniel Bernoulli. Infelizmente para Euler, em sua chegada em São Petersburgo, morreu seria seu anfitrião, a Imperatriz Catarina I e um de seus amigos, Nicholas Bernoulli. Eventualmente, os dias ruins são mais e Euler começou a trabalhar como professor.

Mesmo antes da perda de um olho, Euler continuou a trabalhar e viajou para Berlim para assuntos pessoais com Biron, favorecido pela Imperatriz Anna Ioanovna e outros invejosos que ele foi deixado sozinho por mais que ele tentou fugir de todas as ervas daninhas.

Suas obras
Em matemática dedicar tempo para o enriquecimento do cálculo diferencial e integral, trabalhou na formulação da série série e introduziu o número de Euler e como a base dos logaritmos naturais. Euler descobriu a relação:

    ixln (e) = ln (-1)

O trabalho físico de hidrodinâmica; fórmula desenvolvida altura H de pressão, o qual realiza uma bomba quebrada dinâmica para a propulsão de um fluido, dada pela equação:

    H = (U2C2u - U1C1u) / g

Em U2: A velocidade tangencial na saída do rotor; componente tangencial U2U da velocidade absoluta do fluido na saída na direcção da tangente a velocidade U2, U1 é a velocidade tangencial do rotor (máquina quebrada dinâmico) para a entrada ; U1u componente tangencial da velocidade absoluta do fluido na entrada e na direcção da U1 velocidade tangencial, e g é a gravidade. Esta é a primeira forma de equação de Euler. A segunda maneira é mais extensa e não será incluído. Ele fez um trabalho sobre a natureza e propagação de som.

O impulsor é parte da bomba, a uma roda com pás, dois diâmetros e espessuras. O menor diâmetro é exatamente onde o fluido entra e maior é o lugar onde isso vai. À medida que o rotor gira, suga o fluido de um reservatório de altura inferior a ele e dirige um tanque mais alto, fazendo o trabalho no fluido pode ser água ou outra substância líquida.

A vida de Leonhard Euler

Leonhard Euler ficou cego depois de perder a visão no outro olho apenas no momento em que ele editou três volumes da óptica. Sua cegueira não o impediu e suas maiores contribuições são feitas nesse estado, o que abrandou e deprimido a qualquer outro. Mas ele não parou e continuou com seu trabalho até que encontrou a morte em 1783.

Ser reconhecido por seu trabalho no mundo da ciência, recebeu o jovem Joseph Euler Lagrange algumas descobertas para análise, olhando para entrar na área da matemática. A reação de Euler era adiar a publicação de vários de seus trabalhos para o jovem poderia publicar os trabalhos apresentados.

Como um pai de 13 filhos, Euler usou seus momentos de descanso para passeios para entreter seus filhos.

O dia da morte de Leonhard Euler, foi dito ser o mestre de todos os matemáticos do mundo antigo.

Você sabia que as contribuições de Leonhard Euler?

O que é a radiação de fundo de microondas

A radiação de fundo de microondas é a luz gerada apenas no momento do Big Bang no Big Bang. Esta é a radiação que, enquanto ocorreu no momento do Big Bang, a partir de hoje estamos chegando como microondas.

O início: O Big Bang

Enquanto o Big Bang é questionável para alguns céticos (há até mesmo aqueles que rejeitam fortemente), hoje quase todos concordam com esse modelo de nascimento do universo, pois é o modelo que se encaixa na observação.

No momento da explosão, as enormes quantidades de energia concentrada no pequeno universo, nascente obedeceu as leis da natureza como nós os conhecemos. Assim, a expansão atingiu velocidades superiores à da luz, como uma porcentagem da energia condensada em matéria que vemos hoje.

O Micro-ondas

Quando matéria e energia juntos começam a criar as galáxias, sistemas estelares, planetas, etc., A taxa de expansão é reduzida ea luz que foi deixado para trás começa a se recuperar. Mas, como tem vindo enormes distâncias, perdeu uma grande quantidade de energia e agora estamos chegando microondas, que são encontrados em 1965 que os físicos americanos Bell Telephone Laboratories em Nova Jersey, Arno Penzias e Robert Willson quase por acaso: todos ocorreu ao testar uma antena ultra-sensível e observou mais barulho do que o esperado e que teve a mesma intensidade em todas as direções, onde eles visam o dispositivo.

Isto é consistente com a primeira suposição de Friedmann: a de que o universo parece o mesmo em todas as direções, onde você olha. Esta hipótese só funciona em grande escala, como uma pequena escala, as estrelas não são uniformemente distribuídas.

O barulho era o mesmo durante o dia e noite. À noite, deve ser maior participação na mais populosa e ativa como Las Vegas, que em outros menos povoadas e barulhento. Porque o barulho acabou por ser sempre a mesma, embora o movimento da terra, eles concluíram que ele deve vir no início do universo no Big Bang.

Isso foi em linha direta com o modelo de um universo que teve um começo no Big Bang. Esta descoberta e redshift encontrado por Hubble em 1929 reforçou a teoria de que as equações de Einstein previu nos cálculos da solução de Alexander Friedmann encontrado em 1922.

Nestes tempos modernos, onde a tecnologia atingiu um alto grau de desenvolvimento, foram repetidos a partir de experimentos de satélites, sendo sempre achei a radiação de fundo de microondas a partir do big bang e observando que a partir de hoje nós ainda sentimos os efeitos dessa fenômeno surpreendente aconteceu há bilhões de anos atrás.

Os Mistérios da Luz

No início do século XIX, a luz ainda era desconhecido que inspirou muitos experimentos, tais como Thomas Young, da fenda dupla, através do qual ele descobriu que a luz se comportava como uma onda, e não uma partícula.

Em 1878, Albert Abraham Michelson desenvolveu um experimento para calcular a velocidade da luz e demonstrar que era um finito e mensurável. Isso foi o que ele fez:

Primeiro, dois espelhos distantes colocados em um dique perto do campus, o alinhamento era tal que a luz refletida de um espelho para trás e bateu no segundo. Ele mediu a distância entre os dois espelhos e viu que era 605.4 metros de distância.

Ele então utilizado um motor para rodar um dos espelhos a 256 rotações por segundo, enquanto o outro permanece estático.

Usando uma lente, um feixe de luz focada no espelho estacionária. Quando a luz bateu, bateu no espelho giratório, onde Michelson tinha colocado uma tela de observação. Quando em movimento o segundo espelho, o feixe de luz na parte de trás foi ligeiramente fora.

Quando Michelson medido desvio foi encontrado para ser de 133 milímetros. Utilizando estes dados, Michelson calculada velocidade da luz e obtido um número de 299,949.53 quilómetros por segundo.

O valor aceito da velocidade da luz hoje é 299.792,458 km por segundo, medindo Michelson, como você pode ver, foi surpreendentemente precisas.

E o que é mais importante, os cientistas puderam então ter uma melhor idéia de luz e uma base sobre a qual construir teorias da mecânica quântica e da relatividade.