Тази формула вероятно познава почти всеки – дори и онези, които ни най-малко не се интересуват от физика: E=mc2. И тя има общо както със светлината, така и с Алберт Айнщайн, който я извежда през 1905. Какво обаче означава тя? Принципно тя не описва нищо повече от съотношението енергия/материя и дава теоретичната основа за предположението, че материята може да се превръща в светлина и обратното – лъчението може да се преобразува в материя.
Взаимодействие между светлина и гравитация
в естествени условия светлината не е напълно неподвластна на влиянието на околната среда: както можем да наблюдаваме постоянно в ежедневието, тя дори осъществява взаимодействие с материята. Така например на границата между два различни материала светлината се пречупва или рефлектира. На това нейно поведение се дължат небесни феномени като дъгата или обагрената в различни цветове лунна дъга. При това синият цвят на небето е доказателство, че светлината може и да се разсейва.
Доказателства за Големия взрив
Космическият микровълнов фон е „фосил“ от най-първата светлина в нашия Космос и до днес ни напомня за това, от каква фундаментална важност е лъчението за всичко, което ни обгражда. Впрочем: реликвата от времето на Големия взрив днес съвсем няма същата къса дължина на вълната, както някога. Поради продължаващото разширяване на космическото пространство космическият микровълнов фон продължил да се охлажда. Днес лъчението е с температура около минус 270ºС, а дължината на вълната в диапазона на микровълните.
Това се променя едва 380 000 години след Големия взрив: Горещата плазмена смес вече се е охладила дотолкова, че възникват първите атоми. Така електромагнитното лъчение почти безпрепятствено се разпространява в пространството. Вселената става прозрачна и е изпълнена със светлина. И тази първа светлина – почти 400 фотона от нея се съдържат и до днес в 1 куб.см. пространство – изпълва до днес Вселената под формата на космическо микровълново фоново лъчение.
Материя от светлина – теорията на Брейт-Уилър
Но как стои въпросът с обратния процес? Може ли от светлина да се образува материя? Принципно да, твърдят физиците Грегъри Брейт и Джон Уилър още през 1943. Чрез уравнение те доказват, че сблъсъкът между два фотона теоретично е достатъчен, за да създаде един електрон и един позитрон – а с това и материални частици. Впрочем: за да се осъществи подобен сблъсък, е необходима изключително голяма гъстота на фотони, а те трудно се създават в експериментални условия.
Силата на гравитацията и изкривяването на светлината
Още по-фундаментално обаче е влиянието на гравитационните сили върху светлината, което Алберт Айнщайн излага още през 1915 в своята Обща теория на относителността. Според нея време-пространството представлява един вид матрица на целия Космос. Гравитацията изкривява това време-пространство – колкото по-голяма е масата на обекта, толкова по-голямо е изкривяването.
Доказателство за този ефект е слънчевото затъмнение от 29.05.1919. Изследователи специално отпътуват за Западна Африка, тъй като затъмнението на слънцето най-после трябвало да покаже, дали Айнщайн действително е имал право. Ако теорията била вярна, гравитационните сили на Слънцето трябвало да предизвикат известно отклонение в светлината на намиращите се далеч зад него звезди. Това отклонение щяло да се изрази в това, че видимата позиция на звездата на небето щяла да се измести спрямо нейната нормална позиция, когато светлината й премине непосредствено по видимите краища на слънчевия диск.
Алберт Айнщайн-Времето е относително, скоростта на светлината е константа
Преди Айнщайн светлината е само един от многото феномени в Космоса. Още Аристотел установява, че светлината винаги се разпространява по права линия, но от определен момент нататък може да се разсее във всички посоки. По онова време се смятало, че скоростта на светлината се мени. Единствено времето било смятано за абсолютна величина. На теория според тогавашните представи било абсолютно възможно един светлинен лъч да бъде проследен и след това уловен.
Айнщайн обаче сложил край на това вярване. Той заявил, че не времето, а скоростта на светлината е абсолютна величина. Тя е физична константа и по този начин фундаментална част от Космоса. Във Вселената не съществува нищо, което да се движи по-бързо от светлината. Същевременно светлината се разпространява винаги еднакво бързо, независимо дали при измерването ние се движим или не. За времето обаче това не важи: За един наблюдател колкото по-бързо се движи самият той в дадено пространство, толкова по-бавно преминава времето.
Спиране на светлината
Същност-Без светлина няма живот – светлината не само прави възможно съществуването ни, тя осмисля нашето ежедневие и е основна характеристика на цялата ни Вселена. Същевременно светлината е най-фундаменталният и загадъчен физичен феномен, който до ден днешен крие многообразие от изненади.
