Prędkość światła jest najwyższą możliwą prędkością w znanym nam Wszechświecie. Zdarzają się jednak sytuacje, w których obserwatorzy mają wrażenie, że dany obiekt poruszał się nawet szybciej. W jaki sposób do nich dochodzi?
Za dwa podstawowe elementy w tej kwestii należy uznać odpowiednią perspektywę oraz urządzenie, które faktycznie będzie rozwijało ogromne prędkości. Idealnym miejscem do tego typu eksperymentów jest laboratorium CERN w Szwajcarii, gdzie znajduje się Wielki Zderzacz Hadronów. Jest on w stanie rozpędzić wiele protonów do 0,99999999 prędkości światła. Oczywiście nie da się wystrzelić tych cząsteczek w kierunku nieba ze względu na ograniczenia konstrukcyjne maszyny. Gdyby jednak założyć, że taka możliwość istnieje, moglibyśmy skierować wiązkę światłą w kierunku Alfa Centauri.
Gwiazda jest położona w odległości 4,4 lat świetlnych od Ziemi. Oznacza to, że błysk wyemitowany na naszej planecie dotrze do Alfa Centauri za 4,4 roku. Wystrzeliwując wiązkę protonów przy użyciu Wielkiego Zderzacza Hadronów, pokonają one w tym samym czasie dystans 4,39999996 lat świetlnych, a więc zaledwie o 0.00000004 roku mniej. W przeliczeniu na kilometry byłby to dystans ok. 380 tysięcy kilometrów. Różnica jest niewielka i ostateczny czas protonów jest zaledwie o 1,3 sekundy gorszy.
Punkt widzenia zależy od punktu siedzenia, dlatego spójrzmy na tę samą sytuację z wysokości 100 lat świetlnych nad osią Ziemia-Alfa Centauri. Z takiej perspektywy po 100 latach do gwiazdy dotarłoby światło z naszej planety, a 4,4 roku później – wiązka protonów z Wielkiego Zderzacza Hadronów. Ale spoglądając na to zdarzenie 100 lat świetlnych zza Alfy Centauri, np. pod kątem 20 stopni od wcześniej wyznaczonej linii, znajdziemy się w odległości 110,6 lat świetlnych od Ziemi. Według tych samych obliczeń Alfa Centauri będzie 106,4 roku świetlnego od obserwatora. Oba te rezultaty wynikają z zasad trygonometrii. Dodając do 106,4 wartość 4,4 (odległość Ziemia-AC) otrzymujemy wynik 110,8 roku świetlnego. Różnica wynosi więc mniej więcej 2 tygodnie.
Jednak rzeczywista odległość nie wynosi 2 tygodni lecz 4,4 lat świetlnych. Gdyby światło faktycznie pokonało dystans 4,4 lat świetlnych w ciągu dwóch tygodni, mielibyśmy do czynienia z prędkością nadświetlną. Problem w tym, że zjawisko jest tylko złudzeniem związanym z perspektywą, z jakiej je obserwujemy.
[Źródło: arstechnica.com, John Timmer; grafika: ESO, John Timmer]
