Într-un nou experiment care validează o ipoteză propusă acum 70 de ani, cercetătorii de la Universitatea Tehnică din Viena (TU Wien) au demonstrat că o navă care se deplasează aproape cu viteza luminii ar apărea rotită pentru un observator staționar. Acest fenomen ciudat, cunoscut sub numele de „efectul Terrell-Penrose”, face parte din teoria relativității speciale formulată de Albert Einstein, care schimbă profund modul în care înțelegem spațiu, timp și mișcare, afirmă Space.com.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Teoria relativității speciale, enunțată de Einstein în 1905, adaugă un strat de complexitate înțelegerii noastre asupra universului, în special atunci când vine vorba de obiectele care se mișcă aproape cu viteza luminii.
Două dintre cele mai notabile efecte sunt dilatarea timpului și contracția lungimii. Dilatarea timpului sugerează că un ceas aflat într-un obiect care se mișcă rapid va merge mai încet comparativ cu unul aflat în repaus. Acest fenomen, demonstrat experimental, este deja aplicat în tehnologia de zi cu zi, inclusiv în calculul exact al pozițiilor sateliților GPS.
Contracția lungimii, pe de altă parte, presupune că un obiect care se mișcă cu viteze aproape de viteza luminii va părea mai scurt pe direcția mișcării sale. Acesta nu este un efect fizic asupra obiectului, ci o iluzie optică observată de un observator extern.
Efectul Terrell-Penrose: obiectele în mișcare extremă par rotite
Un aspect mai puțin cunoscut al relativității speciale a fost propus de fizicienii James Terrell și Roger Penrose în 1959. Ei au prezis că un obiect care se deplasează aproape cu viteza luminii ar părea nu doar contractat, ci și rotit. Deși această ipoteză a fost acceptată teoretic, nu a fost demonstrată până acum, deoarece accelerarea unui obiect la viteze relativiste necesită o cantitate imensă de energie.
Însă, un experiment recent realizat de cercetători de la TU Wien și Universitatea din Viena a reușit să simuleze aceste condiții extreme, oferind dovezi vizuale ale fenomenului. „Dacă am vrea să fotografiem o rachetă care trece pe lângă noi cu viteză mare, trebuie să ținem cont că lumina emisă din puncte diferite ajunge la cameră în momente diferite”, explică Peter Schattschneider, fizician la TU Wien.
„Într-o imagine statică, lumina provenind din colțul îndepărtat al navei trebuie să fi fost emisă mai devreme decât lumina din colțul apropiat, datorită distanței mai mari pe care o parcurge”, a adăugat acesta.
Un experiment realizat la viteze simulate pentru a observa efectul
Pentru a testa această teorie, cercetătorii au creat un scenariu în care viteza luminii a fost simulată la doar 2 metri pe secundă, un factor de aproximativ 150 milioane de ori mai mic decât viteza reală.
Utilizând un laser pentru a ilumina obiecte care imită un cub și o sferă în mișcare rapidă, cercetătorii au capturat imagini extrem de rapide ale luminii reflectate, realizând un fel de „film” al mișcării relativiste. În acest mod, ei au reușit să vizualizeze efectul rotirii obiectului.
„Am combinat imaginile într-un videoclip scurt cu obiectele ultra-rapide. Rezultatul a fost exact ceea ce anticipam: cubul apare răsucit, iar sfera pare să-și schimbe orientarea”, adaugă Schattschneider.
Implicațiile pentru știință și tehnologie
Efectul Terrell-Penrose este încă un exemplu de mod în care natura, atunci când este împinsă la extreme, devine contraintuitivă și produce fenomene ce sfidează percepția noastră obișnuită.
Deși acest efect este teoretic valabil pentru orice obiect care se mișcă aproape cu viteza luminii, tehnologia de azi nu permite încă accelerarea unui obiect mare la asemenea viteze. Totuși, această descoperire deschide noi orizonturi pentru cercetările în domeniul fizicii și poate avea aplicații în viitor în domenii precum cercetarea cosmică sau în dezvoltarea unor tehnologii avansate.
