Fenomen Penrose-Terrell: Vizualizacija Putanja Objekata Brzinom Svjetlosti
Uznemirujuće i fascinantno, istraživanje o Penrose-Terrell efektu – fenomena koji opisuje kako objekti koji se kreću blizu brzine svjetlosti izgledaju – ponovno je dovedeno u fokus. Prvotno predviđen prije više od 60 godina, ovaj fenomen otkriva nevjerojatne aspekte relativnosti i naše percepcije stvarnosti.
Što se događa kada objekti putuju brzinom svjetlosti?
Kada se objekti kreću blizu brzine svjetlosti, pojavljuju se neobične promjene u njihovoj percepciji. Na primjer, kada zamislimo svemirski brod koji prolazi s brzinom od 90% brzine svjetlosti, promatrač bi mogao primijetiti da mu se duljina ukida. Prema riječima profesora Petera Schattschneidera s TU Wien, “svemirski brod sada izgleda 2,3 puta kraći.” Međutim, svemirski brod sam za sebe i dalje percipira svoju duljinu kao normalnu, dok smatra da su promatrači ti koji su se skratili.
Relativitet i rotacija objekata
Ovaj fenomen, uz dilataciju vremena, dio je Einsteinove teorije posebne relativnosti. Predviđeni su i drugi efekti, uključujući očitu rotaciju objekata koji prolaze jedni pokraj drugih brzinama bliskim brzini svjetlosti. U svojoj studiji iz 1959. godine, James Terrell i Roger Penrose predložili su da će objekti, osim sferi, izgledati kao da su rotirani za druge promatrače. Objekti poput metarskog držača, kada su u brzom pokretu, izgleda da su rotirani, a ne skraćeni.
Vizualizacija efekta
Kako bi vizualizirali ovaj efekt, tim je upotrijebio iznimno kratke laserske pulse i kameru visoke brzine. “Pomičemo kocku i sferu u laboratoriju, a visokom brzinom snimamo reflektirane laserske bljeskove s različitih točaka na tim objektima u različitim vremenima,” objasnili su studenti Victoria Helm i Dominik Hornof.
Kada bi svjetlosni modeli prislužili simultano oko promatrača, iako su emitirani u različitim vremenima, činilo bi se da su objekti, poput kocke, rotirani. Jednostavno rečeno, “primičete objekt za udaljenost koju bi prešao tijekom vremena kašnjenja,” dodaje tim. Na taj način stvorili su vizualizaciju iskustava gledanja kocke koja se kreće 80% brzinom svjetlosti, dok se sfera kreće 99,9% brzine svjetlosti.
Rezultati i nova otkrića
Tijekom eksperimenta, rezultati su bili impresionantni: “Kocka izgleda uvijeno, dok sfera ostaje sfera, ali sjeverni pol je na drugom mjestu.” Ova studija, objavljena u Communications Physics, donosi nova saznanja o relativnosti i našem razumijevanju svijet.
Zaključak
Fenomen Penrose-Terrell pruža uzbudljiv uvid u to kako relativnost utječe na percepciju objekata koji se kreću velikim brzinama. Eksperiment koji su proveli Helm i Hornof pokazuje koliko još uvijek možemo naučiti o prirodi svjetlosti i kretanja. Ovaj fascinantni aspekt fizike otvara vrata novim pitanjima i istraživanjima koja bi mogla oblikovati budućnost znanosti.
