Így néz ki, ha valami majdnem fénysebességgel halad

Érdemes kiemelni, hogy fizikusok először sikeresen szimulálták, hogyan nézne ki egy tárgy, ha majdnem fénysebességgel mozogna – ezt a különleges optikai illúziót Terrell–Penrose-effektusnak nevezik. Ennek lényege: ha egy objektum elképesztő sebességgel halad, a szemlélő nem egy összepréselt, lerövidült tárgyat látna (ahogyan azt az úgynevezett Lorentz-kontrakció sugallná), hanem mintha a tárgy kifordulna vagy elfordulna. Ez a jelenség azért jön létre, mert a tárgy különböző pontjairól a fény nem egyszerre éri el a kamerát; a hátulról érkező fény később ér oda, mint az elölről jövő, így az egész látvány torzul.

Laboratóriumi illúzió gyors lézerimpulzusokkal

A kutatók ultragyors lézerimpulzusokat és egy speciális, úgynevezett „gated” kamerát használtak, hogy egy átlagos méretű (1 méteres oldalhosszúságú) kockát és egy gömböt olyan hatás alá vessenek, mintha azok szinte fénysebességgel mozognának. Az igazi nehézséget az jelenti, hogy a valóságban ekkora sebességgel mozgatni egy ekkora tárgyat, például egy kockát, jelenleg teljesen lehetetlen. Egy ilyen objektum felgyorsításához óriási – körülbelül gigajoule-okban mérhető – energiára volna szükség, miközben az elektronokat is csak hatalmas részecskegyorsítókkal lehet közel vinni a fénysebességhez.

Hogyan “csalták meg” a fizikát?

A csapat ezért egy okos, analóg megoldáshoz folyamodott: a kockát lépésről lépésre előre mozdították (például nagyjából 4,8 cm-rel), minden egyes mozdulat után egy ultrarövid (300 pikoszekundumos) lézerimpulzussal világították meg, és az adott pillanatról felvételt készítettek. Ezekből a szeletekből később egy teljes mozgóképet állítottak össze, amely megelevenítette a Terrell–Penrose-effektust – a kocka látszólag elfordulva jelent meg, a gömbnél pedig az oldalába lehetett „beletekinteni”.

Az illúzió és az elmélet találkozása

Következésképpen az illúzió, amelyet lefotóztak, egyáltalán nem mond ellent Einstein speciális relativitáselméletének (Special Relativity). A fizikai valóságban a gyors mozgás valóban összenyomja a tárgyat a mozgás irányában, de amit a kamera rögzít, azt a fény terjedésének sajátosságai torzítják – az időeltolódás miatt úgy tűnik, mintha az objektum elfordulna. A kutatókat is meglepte, mennyire tökéletesen működött együtt a geometria és a technológia ebben a szimulációban; a képeken látható eredmény minden elméleti várakozást felülmúlt.

2025, adminboss, www.livescience.com alapján