Mówi się czasami że coś pędzi z prędkością światła, mając na myśli bardzo szybko. Pędzi życie, pracownik spóźniony do pracy, pociąg TGV... Często myślimy wtedy o tempie zmian, które automatycznie wiążemy z upływem czasu. Pędzimy, czyli przegapiamy to co dzieje się wokół. Mijane krajobrazy zostawiamy za sobą szybciej niż zdążymy się nad nimi zastanowić. Czy jednak mamy rację? Czy samo światło pędzi tak jak sobie wyobrażamy?
Ja i mój Elon
Jeżeli otworzyny na Wikipedii stronę poświęconą szczególnej teorii względności, możemy znaleźć tam informację o dylatacji czasu - czyli zjawisku w którym dwaj obserwatorzy inaczej odczuwają upływ czasu, zależnie od ich przemieszczania się, w tym ich prędkości. Czym szybciej leci obiekt, tym mniej czasu upływa dla niego w stosunku do obserwatora. Trudno to jednak sobie wyobrazić, szczególnie jeśli nie poświęcaliśmy temu zagadnieniu więcej czasu. Wiecie, każdy dorosły zdrowy człowiek w wolnych pięciu minutach między przewijaniem dziecka a pójściem na zakupy wgłębia się w fizykę na poziomie akademickim, rozważając tajemnice wszechświata...
Wiem że tak robicie, dlatego przeprowadźmy więc 5-minutowe ćwiczenie. Wyobraźmy sobie sytuację: ja, siedzący w swoim fotelu, piszący ten tekst i nieporuszający się względem ziemi (równie dobrze możesz to być Ty, o ile się akurat nie przemieszczasz do najbliśzego warzywniaka lub gdzie tam poniosło Cię życie). Wyobraźmy sobie też drugiego bohatera naszego eksperymentu: Elon Dusk, ekcentryczny biliarder robiący cosplay Tony'ego Starka, znanego z bycia Iron Manem (Stark, nie Elon). Elon wynalazł, powiedzmy sobie, hmm... nową, superszybką rakietę o napędzie rodem z powieści sci-fi. jak ona działa, nie zgłębiajmy. Ważne że jest superszybka. Rakieta jest, czas na eksperymenty. Zastanówmy się jak bardzo będzie różniło się nasze postrzeganie czasu zależnie od prędkości Elona. Z liczeniem tych eksperymentów ręcznie byłoby trochę zabawy dlatego wsparłem się tym kalkulatorem.
Przy małych prędkościach różnica jest niedostrzegalna, zacznijmy więc z grubej rury. Jeżeli Elon odleci z Ziemi, a następnie przez 10 dni (zgodnie ze swoim zegarkiem) zacznie latać w kółko wokół ziemi z prędkością, powiedzmy, 90 procent c (czyli prędkości światła), to dla mnie miną prawie 23 dni. 
Jeżeli Elon "delikatnie" podkręci swoją rakietę (a wiemy że może, to przecież zdolny chłopak, dzień dobry na klatce mówi...) podnoszac prędkość do 95% c, i znów będzie latał wokół Ziemi przez 10 dni, dla mnie minie tym razem miesiąc (no, dokładnie mówiąc ponad 32 dni). Przy 99% c, będę siedział w tym fotelu przez 70 dni... Jeżeli do 99% dodamy kolejnych dziewięć dziewiątek po przecinku, to po 10 dniach Elona, na Ziemi minie 6126 lat, a po mnie już dawno nie będzie śladu w fotelu. Prawdopodobnie po samym fotelu zostaną tylko ślady metalowych części, dawno przeżarte rdzą. 
Przy 15stu dziewiątkach po przecinku kalkulator przestaje odpowiadać - w ten sposób poznałem że maksimum dla tych obliczeń (z tym akurat narzędziem) to 14 dziewiątek po przecinku. Dla nich otrzymałem wynik 1,5 miliona lat na Ziemi. Bardzo miło. Dalsze eksperymentowanie mogłoby mieć jakiś sens, ale nie rzuciłoby dodatkowego światła na nasze rozważania. Pięć minut i tak chyba minęło.
Podsumujmy więc sobie dotychczasowe wyniki eksperymentu:
| Ilość czasu w podróży | Prędkość (procent prędkości światła) | Czas który minął na Ziemi | Co się mogłoby zdarzyć w tym czasie |
|---|---|---|---|
| 10 dni | 90% c | 22,94 dni | Można złożyć wniosek o urlop wychowawczy (minimum 21 dni przed rozpoczęciem korzystania z urlopu) |
| 10 dni | 95% c | 32,03 dni | Standardowa e-recepta zdążyłaby się przeterminować (30 dni) |
| 10 dni | 99% c | 70,88 dni | Można nauczyć się podstawowego poziomu języka, pozwalając na swobodną komunikację w prostych sytuacjach |
| 10 dni | 99,99999999% | 6126,23 lat | Najstarsza sekwoja na świecie mogłaby zostać babcią! Dziadkiem! Osobą dziadkową? Florą grandpaternalistyczną? (Najstarsza sekwoja ma około 3200 lat - czyli takie drzewo zdążyłoby wyrosnąć dwa razy, w czasie gdy mój Elon robi 10dniową wycieczkę) |
| 10 dni | 99,9999999999999999% | 1,5 miliona lat | Całkowicie nowe gatunki zdążą wyewoluować na Ziemi. 10-dniowa wycieczka Elona może zakończyć się powrotem dinozaurów, lub powstaniem społeczeństwa ludzi-ośmiornic. Jeżeli ludzie przetrwają, możliwe że dalej będą marnować swój potencjał na przewijanie feedu na social mediach |
Krzywa przyspieszenia
Jak widzicie, czym bliżej prędkości światła, tym większa różnica w odczuwaniu czasu. Jednak, zgodnie z obecną wiedzą, obiekt posiadający masę (a Elon, mimo swojego wyglądu, posiada trochę wagi, jego rakieta... w sumie też) nie może nigdy osiagnąć prędkości światła. Z matematycznego punktu widzenia, funkcja różnicy w odbiorze czasoprzestrzeni rośnie zbliżajac się do wartości c. Asymptotycznie rośnie do nieskończoności. Bla bla bla matematyka. I co z tego? W miejscu asymptoty nie da się policzyć wartości funkcji. Bla bla nuuda...
Ale pomyślmy o tym nie jako o matematyce, a zastanówmy się co to dla tego fotonu znaczy. Pędzi on przecież z maksymalną prędkością, dla której nie da się policzyć zależności do naszego czasu. Z naszej perspektywy, światło płynie z maksymalną możliwą prędkością. Brak limitu na autostradzie, tylko do prosta. Jednak z innej strony, dla prędkości światła czasu nie da się policzyć. To tak jakby... czas dla światła nie istniał.
Nie wiemy czy dla światła czas istnieje czy nie. Po prostu z naszej obecnej wiedzy wynika że... nie da się policzyć. Ale jeżeli jest dokładnie tak jak sądzimy, światło byłoby poza czasem. Nie odczuwałoby upływu czasu. Dla fotonu zawsze byłoby teraz. Wieczność byłaby teraźniejszością. Odczuwałby wszystko naraz. Nie mówiłby: "byłem", "będę". Światło mogłoby powiedzieć tylko jedno: Jestem.
Bonus [EN]
Anglojęzycznym fanom fizyki (lub samego tematu światła) polecam też alternatywne rozważania o tym jak światło cofa się w czasie:
Poprzednio
Dotychczasowe rozważania o rzeczywistości, filozofii i teologii:
#2 Jak uprawiać dualizm korpuskularno-falowy w swoim życiu? - czyli rzecz o obserwacji
W tym sezonie
Kilka wątków na kolejne teksty - jeżeli któryś Ci się spodobał, daj znać w komentarzu!
- Czym jest czasoprzestrzeń i energomateria?
- Geometria absolutu - czyli jak narysować nieskończoność
- Inżynieria duchowa - jak wykorzystać pojęcia techniczne do opisywania swojego rozwoju duchowego
- Święta Mitologia - rozwinięcie kilku poprzednich postów o cnotach i okazjach do bycia lepszym na przykładach herosów greckich