Скорость света

В этой заметке я хотел бы уделить внимание важному вопросу: универсальности скорости света.

Вернёмся к рисунку, который мы обсуждали в предыдущей заметке

Два синих луча, как вы помните, изображают мировые линии фотонов света.

Для неподвижного наблюдателя (ярко-зелёная мировая линия) всё выглядит привычно. Разлетающиеся в разные стороны фотоны удаляются от него с положенной скоростью. Через четыре секунды (четырём секундам равен интервал O-E) свет уходит на четыре единицы (интервал в одновременном пространстве неподвижного наблюдателя E-F); через восемь секунд — на восемь единиц.

Однако, на первый взгляд может показаться, что движущийся наблюдатель догоняет фотон, летящий вправо, и убегает от фотона, летящего влево. Обманчивость этого впечатления становится понятна, если начать думать в терминах пространства-времени.

Через четыре секунды после старта (по часам движущегося наблюдателя) он окажется в точке J, а его одновременное пространство будет наклонено (оранжевая линия, проходящая через точки J и H). Измерять расстояния движущейся наблюдатель будет конечно в собственном одновременном пространстве, а в нём, как вы видите, и «правый», и «левый» фотоны ушли от наблюдателя на четыре единицы.

То есть для подвижного наблюдателя свет по прежнему движется со скоростью c в обе стороны.

Такова структура пространства-времени, что скорость света постоянна для всех наблюдателей.

Это происходит потому, что, как вы видите, для наблюдателей, движущихся с разными скоростями, пространственные и временные интервалы оказываются различными. Сам мир как бы искажается таким образом, что скорость света остаётся для всех одинаковой.