Το φως είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία: ουσιαστικά, ένα ηλεκτρικό και ένα μαγνητικό κύμα ενωμένα, ταξιδεύουν στο χωροχρόνο. Δεν έχει μάζα. Αυτό είναι κρίσιμο, διότι η μάζα ενός αντικειμένου, είτε πρόκειται για σκόνη είτε για διαστημόπλοιο, περιορίζει τη μέγιστη ταχύτητα με την οποία μπορεί να ταξιδέψει στο διάστημα.
Όμως, επειδή το φως είναι άυλο, μπορεί να φτάσει το ανώτατο όριο ταχύτητας σε κενό – περίπου 300.000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ή σχεδόν 9,6 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα τον χρόνο. Τίποτα που ταξιδεύει στο διάστημα δεν είναι ταχύτερο. Για να καταλάβουμε το μέγεθος: στον χρόνο που χρειάζεται για να ανοιγοκλείσετε τα μάτια σας, ένα σωματίδιο φωτός έχει κάνει τον γύρο της Γης πάνω από δύο φορές.
Όσο εξωφρενικά γρήγορο κι αν είναι, το διάστημα είναι εξωφρενικά εκτεταμένο. Το φως από τον Ήλιο, που απέχει 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τη Γη, χρειάζεται λίγο πάνω από 8 λεπτά για να φτάσει σε εμάς. Με άλλα λόγια, το φως του Ήλιου που βλέπετε είναι ήδη οκτώ λεπτών.
Χάνει ενέργεια το φως στο διάστημα;
Στην πραγματικότητα, κάποιο φως όντως χάνει ενέργεια. Αυτό συμβαίνει όταν ανακλάται σε κάτι, όπως η διαστρική σκόνη, και σκορπίζεται.
Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος του φωτός απλώς συνεχίζει το ταξίδι του, χωρίς να συγκρούεται με τίποτα. Σχεδόν πάντα αυτό συμβαίνει, επειδή το διάστημα είναι κατά κύριο λόγο κενό – μια αχανής ανυπαρξία. Άρα, τίποτα δεν εμποδίζει το φως.
Όταν το φως ταξιδεύει χωρίς εμπόδια, δεν χάνει καθόλου ενέργεια. Μπορεί να διατηρεί την ταχύτητά του για πάντα.
Είναι θέμα χρόνου
Ας δούμε τώρα μια άλλη έννοια: Φανταστείτε ότι είστε αστροναύτης στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Κινείστε με ταχύτητα 27.000 χιλιόμετρα την ώρα. Σε σύγκριση με κάποιον στη Γη, το ρολόι σας θα καθυστερήσει κατά 0,01 δευτερόλεπτο μέσα σε ένα έτος.
Αυτό είναι παράδειγμα διαστολής του χρόνου – του χρόνου που κυλά με διαφορετική ταχύτητα υπό διαφορετικές συνθήκες. Αν κινείστε πολύ γρήγορα ή βρίσκεστε κοντά σε ισχυρό βαρυτικό πεδίο, το ρολόι σας θα κυλά πιο αργά από κάποιον που κινείται αργά ή που βρίσκεται μακριά από τέτοιο πεδίο. Με λίγα λόγια: ο χρόνος είναι σχετικός.
Τώρα σκεφτείτε ότι το φως είναι αξεχώριστα συνδεδεμένο με τον χρόνο. Φανταστείτε ότι «κάθεστε» πάνω σε ένα φωτόνιο, ένα θεμελιώδες σωματίδιο φωτός· εκεί, θα βιώνατε μέγιστη διαστολή χρόνου. Όλοι στη Γη θα σας μετρούσαν να κινείστε με την ταχύτητα του φωτός, αλλά από τη δική σας οπτική γωνία, ο χρόνος θα είχε σταματήσει εντελώς.
Αυτό συμβαίνει επειδή τα «ρολόγια» που μετρούν τον χρόνο βρίσκονται σε δύο διαφορετικά σημεία που κινούνται με τεράστια διαφορά ταχύτητας: το φωτόνιο που κινείται με την ταχύτητα του φωτός και η αργόσυρτη Γη που περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο.
Επιπλέον, όταν ταξιδεύετε με ή κοντά στην ταχύτητα του φωτός, η απόσταση μεταξύ του σημείου που βρίσκεστε και του προορισμού σας μικραίνει. Δηλαδή, ο ίδιος ο χώρος συρρικνώνεται προς την κατεύθυνση της κίνησης – όσο πιο γρήγορα κινείστε, τόσο μικρότερη γίνεται η απόσταση. Με άλλα λόγια, για το φωτόνιο, ο χώρος «συμπιέζεται».
