Video

Transcriere

Lumina reprezintă legătura dintre noi și Univers.

Cu ajutorul luminii, putem percepe stele îndepărtate

și putem privi înapoi în timp la începutul existenței însăși.

Dar ce este lumina?

Pe scurt, lumina este cantitatea cea mai mică de energie

ce poate fi transportată, un foton, o particulă elementară fără o mărime reală,

ce este indivizibil, ce poate fi doar creat sau distrus.

Lumina are o natură duală undă-particulă,

fiind în același timp un fel de particulă și o undă

deși acest lucru nu este adevărat.

De asemenea, prin cuvântul “lumină”, ne referim de fapt la lumina vizibilă

ce reprezintă o mică parte din spectrul electromagnetic,

care este energie sub forma radiației electromagnetice.

Radiația electromagnetică este formată dintr-o

gamă enormă de lungimi de undă și frecvențe.

Razele gamma au cele mai scurte lungimi de undă, deoarece ele au fotonii cu energia cea mai mare.

Dar majoritatea razelor gamma au lungimi de undă sub 10 picometri,

dimensiuni cu mult mai mici decât ale unui atom de hidrogen.

Pentru referință, un atom de hidrogen este la fel de mic față de o monedă

cum este o monedă față de Lună.

Lumina vizibilă se află în mijlocul spectrului electromagnetic

între 400 și 700 de nanometri

dimensiuni apropiate de cele ale unei bacterii.

La celălalt capăt al spectrului, undele radio pot să aibă dimensiuni de până la 100 de km diametru

în timp ce cele mai mari lungimi de undă despre care știm că există

se întind de la 10.000 de km până la uimitoarea distanță de 100.000 de km-

cu mult mai mari decât Pământul

Din punctul de vedere al fizicii, toate aceste tipuri de unde sunt la fel-

toate au natură duală undă-particulă și călătoresc cu viteza c, viteza luminii,

doar că la frecvențe diferite.

Atunci ce face ca lumina vizibilă să fie specială?

Păi… nimic.

Doar s-a întâmplat să evoluăm în așa fel încât să avem ochi ce pot percepe bine

exact această parte din spectrul electromagnetic.

Totuși, acest lucru nu este chiar o coincidență;

lumina vizibilă este singura parte a radiației electromagnetice

care se propagă bine în apă,

apa fiind mediul în care marea majoritate a aparatelor vizuale au evoluat cu milioane de ani în urmă.

Acest proces a fost ingenios, deoarece nu doar că lumina interacționează cu materia,

ci aceasta este de asemenea alterată de materie și poate fi folosită

pentru a culege informații despre lumea din jurul nostru

aproape fără nicio întârziere,

lucru foarte important pentru supraviețuire.

Dar de unde provine lumina?

O gamă largă de unde electromagnetice este creată când atomii sau moleculele

trec de la un nivel de energie superior la unul inferior.

Aceștia pierd energie și o emit sub formă de radiație.

La nivel microscopic, lumina vizibilă este creată când un electron din cadrul unui atom

ce se află într-o stare excitată coboară la un nivel energetic inferior

și pierde energia în exces.

Pe baza aceluiași principiu, lumina ce se îndreaptă spre un electron îl poate duce la un nivel energetic superior

fiind absorbită de către electron.

Macroscopic, sarcina unui electron, aflată în mișcare,

creează un câmp magnetic ce oscilează,

care la rândul lui creează un câmp electric ce oscilează, aflat perpendicular față de acesta.

Aceste două câmpuri se deplasează prin spațiu,

transferând energie dintr-un loc în altul

totodată purtând cu ele informație despre locul de creare.

De ce, din toate lucrurile din Univers, lumina are viteza cea mai mare?

Să modificăm întrebarea:

Care este viteza cea mai mare cu care putem călători prin Univers?

Este c, mai exact 299,792,458 metri/secundă în vid,

un miliard de kilometri pe oră.

Pur și simplu, radiația electromagnetică călătorește atât de repede.

Orice particulă fără masă călătorește cu viteza c, fără accelerare sau viteză intermediară.

Lumina emisă de o lumânare

nu accelerează până ajunge la viteza luminii;

încă exact din momentul creării lumini, viteza acesteia este c.

Așadar, de ce viteza luminii, sau c este finită?

Păi… nimeni nu știe.

Pur și simplu așa este construit Universul nostru.

Nu putem să vă dăm un răspuns inteligent aici.

Deci lumina face parte dintr-un spectru,

o particulă elementară care se comportă de asemenea ca o undă,

propulsată de două câmpuri perpendiculare

ce călătoresc cu cea mai mare viteză din Univers.

Bine, foarte frumos, dar cum rămâne cu toate lucrurile ciudate despre

călătoria la viteza luminii și timpul,

paradoxul gemenilor, mecanica cuantică și alte lucruri asemănotoare?

Trebuie să le păstrăm pentru un alt video.

Pe moment, să fim recunoscători că am evoluat să avem ochi care percep

unde de informații ce pătrund prin Univers

și ce ne permit să vedem lucruri ce ne pun existența într-o perspectivă.