Ar šešėlis juda greičiau už šviesą?
Pavyzdžiui, šešėlis. Per atstumą šešėlis gali būti gerokai didesnis už jį sukuriantį objektą. Bet šešėlis vis tiek mėgdžioja savo šaltinį. Juda taip pat, kaip ir šaltinis. Ir per tą patį laiką. Kai šešėlis didesnis už savo šaltinį, jis per tą patį laiką įveikia didesnius atstumus nei jo šaltinis. Logiška būtų manyti, kad šešėlis paviršiumi galėtų judėti greičiau už šviesą.
Jei stovėdami ant Žemės rastume būdą mesti šešėlį ant Mėnulio paviršiaus (o tai nebūtų taip paprasta), tai apšviesto piršto galiuku ore nubrėžus kelių centimetrų ilgio lanką iš taško A į tašką B, piršto šešėlis ant Mėnulio per tą pačią akimirką nubrėžtų kelių tūkstančių kilometrų ilgio lanką. Irgi iš taško A į tašką B. Pirštą pajudinus mikliau, šešėlis Mėnulio paviršiumi nesunkiai pasiektų ir viršytų šviesos greitį.
Čia jokio apsirikimo nėra. Taisyklė tokia: informacija negali keliauti greičiau už šviesą. O juk tas šešėlis iš taško A į tašką B neneša jokios informacijos. Juk tamsa iš taško A į tašką B nekeliauja. Ji keliauja nuo piršto iki taško A ir nuo piršto iki taško B. Šviesos greičiu. Juk tai, ką vadiname šešėliu, yra trimačio regiono susikirtimo vieta. Mūsų metama tamsa (šešėlis) tik keičia pavidalą, o šviesa apšviečia spragą, kurioje anksčiau buvo šešėlis. Taip, šešėlis tėra spraga. Ir šešėlis nekeliauja. Tai – tik iliuzija: mūsų psichika suvokia šešėlį kaip fizinį objektą. O tikrovėje šešėlis tėra tam tikrų fizinių objektų nebuvimas. Fotonų nebuvimas.
Tamsos bučinys
Tačiau šešėlių pasaulyje egzistuoja kitas įdomus paradoksas, kurį galima vadinti tamsos bučiniu. Dviem šešėliams artėjant vienas prie kito, suartėjimo pabaigoje įvyksta netikėtas dalykas – vienas šešėlis savęs link trukteli kitą. Tai – šešėlio išsipūtimo efektas (angl. – shadow blister effect).
Regionas, kuriame objektas visiškai uždengia šviesos šaltinį, vadinamas umbru. Tai – tamsiausia šešėlio dalis arba tiesiog tai, ką suvokiame kaip šešėlį. Regionas, kuriuose uždengiama tik dalis šviesos šaltinio, vadinamas pusšešėliu arba penumbra. Kai du pusšešėliai suartėja ir persidengia, susidaro šešėlio išsipūtimo efektas. Jo esmė labai paprasta – išsipūtimo vietoje sumuojasi du pusšešėliai.
Žemės šešėlio umbras yra labai didelis. Jo ilgis siekia 1,4 mln. km. Jei būsite bet kuriame šio tamsos tunelio taške, Žemė visiškai užstos Saulę. Kai į Žemės umbrą užklysta Mėnulis, stebime Mėnulio užtemimą. Savo ruožtu, kai Žemė tiksliai įsispraudžia į Mėnulio umbrą, stebime visišką Saulės užtemimą.
Žemės umbre visi mes pabuvojame kiekvieną parą – kai ateina naktis. Naktis – tai tik ant mūsų krintantis Žemės šešėlis. Kad ir kaip keistai tai skambėtų, tačiau, kalbant astronominiais terminais, kiekvieną naktį įvyksta visų mūsų užtemimai.
Saulėlydžiai – grožis. Tačiau jie šį tą byloja ir apie mūsų planetos šešėlį. Žemės atmosfera trumpesnes šviesos bangas išsklaido labiau nei ilgas, todėl dangus Žemėje žydras. Tačiau Žemės šešėlyje šviesos nėra ir žydras dangus virsta juodu. O štai saulėlydžių metu dangus pasiekia savotišką „demarkacinę ribą“. Judant iš vakarų į rytus (pvz., iš Klaipėdos į Kauną), giedrame danguje ties horizontu galima stebėti atslenkančią tamsą. Rausvas ruožas virš jos – Veneros juosta. Ji atsiranda dėl to, kad dangus atspindi už nugaros likusio saulėlydžio spalvas.
Ko gero, esame atkreipę dėmesį, kad saulei nusileidus, dangus tebebūna šviesus. Tai – sutemos. Pasirodo, yra jų būna kelių rūšių.
Jei Saulė ne daugiau kaip 6 laipsniai žemiau horizonto, tai – civilinės sutemos. Arba, kad ir kaip komiškai tai skambėtų, pilietinės sutemos. Pilietinių sutemų metu dirbtinio apšvietimo dar nereikia.
Jei Saulė ne žemiau 12 laipsnių žemiau horizonto, stoja navigacinės sutemos. Jūroje per navigacinius prietaisus tuo metu dar galima įžiūrėti horizonto liniją, nuo kurios yra atskaitomi navigacinių žvaigždžių aukščiai. Dirbtinio apšvietimo gatvėse jau gali reikėti, bet dangus dar pakankamai šviesus, kad laivai jūroje aiškiai įžiūrėti horizonto liniją.
Nuo 12 iki 18 laipsnio – astronominės sutemos. Tamsu kaip naktį, bet dangus palei horizontą kiek šviesesnis. Šių sutemų metu danguje dar negalime matyti silpniausių žvaigždžių, astronomai dar negali vykdyti kokybiškų stebėjimų. Naktis ateina tik tada, kai saulė žemiau horizonto nusileidžia daugiau nei 18 laipsnių.
Jei gyvenate aukščiau 48,5 laipsnio pietų ar šiaurės platumos (Lietuva patenka į tokią zoną), vasaromis Saulė nenusileidžia žemiau 18 laipsnių, tad galima sakyti, kad vasaromis ten naktų nebūna. Tik sutemos. Tad jei vasarą tektų išgirsti pažadą „šiąnakt“, nenustebkite, kad gali tekt palūkėti ne savaitę ir ne dvi… Kol ateis tikroji naktis.
Daugiau istorijų apie tamsos greičius raiste naujausiame vaizdo kanalo „Vsauce“ siužete.
