Mis juhtub, kui inimene liigub peaaegu valguse kiirusel?

 (58)
Mis juhtub, kui inimene liigub peaaegu valguse kiirusel?
Pilt on illustreeriva tähendusega. (Wikimedia Commons / Helgi Halldórsson)

Albert Einsteini 1905. aastal avaldatud erirelatiivsusteooria tutvustas teadusmaailmale jahmatavat ideed — et pole olemas absoluutset taustsüsteemi. Kõik on suhteline, isegi aja kulg.

Seda arusaama kinnitasid kaks olulist põhimõtet. Esimese kohaselt kehtivad kõigis konstantselt liikuvates taustsüsteemides ühed ja samad füüsikaseadused.

Teine ütleb, et valguse kiirus — ligikaudu 300 000 kilomeetrit sekundis — on konstantne ega sõltu ei vaatleja ega ka valgusallika liikumise kiirusest.

Need kontseptsioonid tunduvad petlikult lihtsad, kuid neil on mõned peadpööritavad järelmid. Üks olulisemaid on tõik, et mass ja energia on sisuliselt üks ja sama füüsikaline suurus ning et neid on võimalik teineteiseks teisendada. Mida kiiremini keha liigub, seda suurem on selle mass.

Tähele hakkame seda küll panema alles siis, kui keha liigub äärmiselt kiiresti. Näiteks kümnendiku juures valguse kiirusest kasvab keha mass ainult 0,5 protsendi võrra tavalisest suuremaks.

Kui keha kiirus küündib aga juba 90 protsendini valguse kiirusest, selle mass kahekordistub.

Mida lähemale valguse kiirusele jõuab keha liikumise kiirus, seda äkilisemalt hakkab kasvama selle mass. Kui keha üritab saavutada kiirust 299 793 kilomeetrit sekundis, muutub selle mass lõpmatuks, samuti nagu energiahulk, mida on vaja selle liigutamiseks.

Seotud lood:

Seetõttu ei saagi ükski tavaline objekt liikuda valguse kiirusel või sellest kiiremini.

Mis juhtub aga siis, kui liigume peaaegu valguse kiirusel? Sellises olukorras kogeksime üsna tähelepanuväärseid mõjusid.

Üks tuntud tulemus on miski, mida füüsikud nimetavad aja venimiseks (ingl time dilation) ja mis tähendab, et väga kiiresti liikuvate kehade vaatepunktist liigub aeg aeglasemalt. Kui lendate raketis, mille kiirus võrdub 90 protsendiga valguse kiirusest, kulgeb aeg teie jaoks kaks korda aeglasemalt. Sel ajal, kui Maal asuva vaatleja kell näitab 20 minuti möödumist, on teie jaoks täis tiksunud vaid kümme minutit.

Samuti kogeksite kummalisi visuaalseid nähtuseid. Üht neist nimetatakse kõrvalekaldeks ehk aberratsiooniks (ingl aberration), mis tähendab, et kogu teie vaateväli koondub tillukeseks torujaks „aknaks“ otse teie kosmoselaeva ees.

Nii juhtub sellepärast, et väikesed valguspaketid ehk footonid — isegi need footonid, mis asuvad teist tegelikult tagapool — paistavad teie poole liikuvat otse eest.

Pealeselle täheldaksite äärmuslikku Doppleri efekti, mille mõjul koonduvad eespoolsetelt tähtedelt lähtuvad valguslained kokku ning ees asuvad objektid hakkavad paistma sinistena. Teie selja taha jäävate tähtede valgus aga hajub laiali ja paistab punasena.

Mida kiiremini te liigute, seda äärmuslikumaks muutub Doppleri efekt, kuni kogu kosmoselaeva ees paistev nähtav valgus, nagu ka tagumiste tähtede valgus nihkuvad väljapoole nähtava valguse spektrit ehk selliste lainepikkuste vahemikku, mida inimsilm tajuda suudab.

Kui tähtede valgus kaugeneb nähtava valguse lainepikkusest, paistab see lihtsalt kuhtuvat või musta taeva taustal nähtamatuks muutuvat.