Pojęcie prędkość światła należy do najbardziej podstawowych i najczęściej powtarzanych pojęć w fizyce. Według Wikipedii” prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w próżni nie zależy od częstości fali ani układu odniesienia. Stałość tej prędkości wynika z podstawowych własności przestrzeni i dlatego w fizyce określa się stałą c o nazwie prędkość światła.”, której wartość wg komitetu CODATA wynosi 299 792 458 m s-1. Czy ta fundamentalna prawda jest prawdą absolutną ?
Celem tego artykułu bynajmniej nie jest próbą, obecnie modnego przekraczania prędkości światła czy też obalanie jakichkolwiek teorii. Jest, być może nieudolną próbą znalezienia punktu zaczepienia, do wyjścia z głębokiego trwającego od wielu lat, impasu w fizyce polegającego n p. na braku teorii wyjaśniającej masy cząstek elementarnych, problem ciemnej energii, itd.
Niezależność prędkości światła w próżni wynika wprost z równań Maxwella, choć te równania nie przewidziały kwantowego charakteru fal elektromagnetycznych i co istotne, ich aparat matematyczny z góry wymusza założenie ciągłości oddziaływania elektrycznego i magnetycznego które, być może, idealizują rzeczywistość fizyczną.
Naczelną ideą tego artykułu jest założenie, że prędkość fali elektromagnetycznej jednak zależy od jej długości, przy czym różnice w stosunku do wartości uznanej będą relatywnie bardzo małe, poniżej poziomu dokładności obecnych pomiarów o wiele rzędów.
β =V/c=1-f(λ)
f(λ)-nieznana funkcja zależna od długości fali elektromagnetycznej
Rzeczywista prędkość fali elekromagnetycznej będzie nieco mniejsza od wartości c, przy czym ta prędkość będzie malała wraz ze zmniejszającą się długością. Rozważania te dotyczą prędkości ruchu fal elektromagnetycznych i ruchu przestrzeni w cząstkach elementarnych stanowiących istotę bytu materii i energii ( Falowa teoria grawitacji). Najdłuższe fale radiowe posiadałyby prędkość największą ale nie większą od „prędkości światła”.
Przesłanki prowadzące do powyższego rozumowania.
1.Rozbłyski kwazarów, odległych (liczonym w miliardach lat świetlnych) obiektów kosmicznych, polegają na emisji fal elektromagnetycznych, ogromnej mocy, w zakresie fal radiowych, promieniowania rentgenowskiego i gamma. Do Ziemi docierają w pierwszej kolejności fale radiowe a następnie wysokoenergetyczne rentgenowskiego i gamma. To zjawisko tłumaczy się różnicą w geometrii drogi jaką przebywają różne długości fal na skutek np. soczewkowania grawitacyjnego obiektów kosmicznych w pobliżu których przebiegała droga tej fali. Powszechnie wiadomo że prędkość opadania w próżni jest niezależna od masy, a w takim razie dlaczego wysokoenergetyczne fale mają być silniej przyciągane?
Spróbujmy wyjaśnić to zjawisko zakładając, że prędkość światła będzie różnić się od hipotetycznej o relatywnie bardzo małą wartość ΔV.
β= (c- ΔV)/c=1- ΔV/c
Zakładając że kwazar odległy jest o10 mld lat świetlnych, a różnica czasu dotarcia sygnałów, radiowego i gamma wynosi t= 30 min oraz że geometryczna droga obu sygnałów jest równa, spróbujmy oszacować prędkość ΔV.
L=1 mld l św.= 9,46*10^25 m
Δt=1800 s
c=3*10^8 m/s
ΔV=ΔL/t= Δt*c/(L/c) = (Δt*c^2)/L= 1,71*10^-6 m/s
Szacunkowe obliczenia dowodzą że prędkość ΔV jest sześć rzędów mniejsza od klasy dokładności pomiaru c a to w konsekwencji dowodzi że karkołomne założenie o zależności prędkości fali elektromagnetycznej od jej długości, niekoniecznie musi burzyć obecny stan fizyki. Jeżeli powyższe to prawda to znajomość czasu opóźnienia sygnału Δt i ΔV umożliwiałaby wyliczanie odległości do źródła sygnału L.
L= (Δt*c^2) / ΔV
2. Falowa teoria grawitacji dowodzi że jeżeli grawitacja jest falą kontrakcji powstającej na skutek zanikającej przestrzeni to antygrawitacja byłaby falą kontrakcji przestrzeni generowanej. Zgodnie z równaniem zachowania dotyczącym ruchu przestrzeni w cząstce elementarnej Vn Qn= c lp³, która zanika w sposób trwały na skutek ruchu z prędkością światła. A jeśli w równaniu uwzględnimy zależność prędkości światła od długości to zanik przestrzeni nie może być traktowany jako trwały..
Vn Qn=( c- ΔV) lp³,
Vn Qn= ( 1- ΔV/c) c lp³,
Na skutek dylatacji czasu znikająca przestrzeń ΔQ= lp³ pojawi po czasie t’, co będzie miało skutek odwrotny do grawitacji, czyli antygrawitację.
t’= t / (1- V²/c²) ^½
t’= t / (1- (1- ΔV/c)^2) ^½
t’= t / (2 ΔV/c-(ΔV/c) ^2) ^½
t’= t / (2 ΔV/c) ^½ ( ΔV/c) ^2 -->0
Obserwacje astronomiczne dowodzą że wszechświat się nieustannie rozszerza, a co zdumiewające ten proces od pewnego czasu doznał przyspieszenia. Za przyczynę tego procesu uważa się ciemną energię, która ma charakter grawitacji odpychającej. Spróbujmy oszacować prędkość ΔV, tak aby zanikająca objętość ΔQ= lp³ pojawiła się po ośmiu miliardach lat.
tp=5,39*10^-44 s
t’=2,52*10^17 s
t’= tp / (2 ΔV/c) ^½
ΔV= c tp ²/2 t’=6,83*10^-114 m/s
3.Dokładne pomiary wykazały że neutrina jednak mają niezerową masę spoczynkową. W takim razie masa relatywistyczna tych cząstek, które jak wiadomo poruszają się z prędkością światła ( są tacy co wierzą że przekracza) powinna rosnąc do nieskończoności. Biorąc pod uwagę przeogromną liczbę neutrin we wszechświecie czy np. ilość emitowanych przez słońce, ich relatywistyczna masa nie mogłaby być niezauważona. Poza tym skąd tyle energii przy jej tworzeniu, np. w rozpadzie beta.
m= m0 / (1- (V/c)^2) ^½
m= m0 / (1- (1- ΔV/c)^2) ^½
m= m0 / (2 ΔV/c-(ΔV/c) ^2) ^½ ( ΔV/c) ^2 -->0
m= m0 / (2 ΔV/c) ^½
Być może ten tok rozumowania to czysta spekulacja, niemniej wartość ΔV/c byłaby relatywnie bardzo mała, to jednak masa relatywistyczna przestaje być nieskończona i daje możliwość nadawania tej cząstce różne wartości energii. Ostatnie pomiary wykazały że masa neutrina jest mniejsza od 0,04 eV..
4.Kwant gamma o energii większej od 1,02 MeV napotykając na przeszkodę np. jądro atomowe, na skutek procesu zwanego kreacją, generuje parę cząstek; elektron i pozyton. Zjawisko to, a raczej jego ślady w rozmaitych detektorach obserwowano miliony razy. Tylko dlaczego akurat 1,02 a nie np. 1,32 lub jakąkolwiek dowolną liczbą. Współczesna fizyka odpowiada wymijająco że takich cząstek niema. Jeden z panujących poglądów głosi że masy cząstek wynikają ze swoistego sprzężenia cząstka –wszechświat. Inna wielka teoria buduje materię z wibrujących strun o wymiarach długości Plancka gdzie przestrzeń składa się z jedenastu wymiarów. Pomimo stosowania bardzo wyrafinowanego aparatu matematycznego masa elektronu nadal pozostaje nieodgadnioną tajemnicą przyrody i w tym tunelu nie widać jak na razie nawet małej plamki światła.
Jeśli wrócimy do głównego wątku tego artykułu, że prędkość światła zależy od jej długości i prędkość zaniku przestrzeni też jest zmienna, a te zjawiska choć różne to mogą być zależne od siebie. Otwiera się cała przestrzeń możliwych rozwiązań np. rezonansów.
E= c h / λ
E= (c- ΔV)h / λ
E= c h / λ (1- ΔV/c)
Jeżeli ΔV /c =f (λ) to każda fala elektromagnetyczna o określonej długości nabiera indywidualne i unikalne cechy, których hipotetyczna konfiguracja, być może, powołuje do życia elektron.
We współczesnej fizyce teoretycznej bardzo często natrafiamy na wartości nieskończone. Zjawiska zachodzące kosmosie osiągają fantastyczne wartości , wręcz trudne do ogarnięcia wyobraźnią, lecz są to wartości skończone. Można by rzec że nieskończoność jest pojęciem nie fizycznym, a głównym winowajcą wydaje się być właśnie prędkość światła.
Iwanowski Krzysztof