Какво е светлина от гледна точка на физиката? Вълнови свойства на светлината. Опитът на Юнг Доказано е, че светлината

СВЕТЛИНИ ВЪЛНИ
РАЗВИТИЕ НА ВЪЗГЛЕДИТЕ ЗА ПРИРОДАТА НА СВЕТЛИНАТА

Още през 17 век възникват две на пръв поглед взаимно изключващи се теории за светлината: корпускулярна и вълнова.

Корпускулярната теория, в която светлината се моделира от поток от частици, обяснява добре праволинейното разпространение, отражението, пречупването, но не е в състояние да обясни явленията интерференция и дифракция на светлината.

Вълновата теория обяснява явленията на интерференция и дифракция, но среща трудности при обяснението на праволинейното разпространение на светлината.

През 19 век Максуел, Херц и други изследователи доказват, че светлината е електромагнитна вълна. В началото на 20-ти век обаче беше установено, че при взаимодействие с материята светлината се проявява като поток от частици.

По този начин светлината има двойна корпускулярно-вълнова природа: по време на интерференция и дифракция се проявяват главно вълновите свойства на светлината, а по време на излъчване и абсорбция - корпускулярни.

ЗАКОН ЗА ОТРАЖЕНИЕ НА СВЕТЛИНАТА.

Опитът показва, че когато светлината падне върху интерфейса между две прозрачни среди, светлината се отразява частично и частично се пречупва.

Закон за отражението

Падащият лъч, отразеният лъч и перпендикулярът, възстановен в точката на падане, лежат в една и съща равнина; ъгълът на отражение е равен на ъгъла на падане.

ЗАКОН ЗА ПРЕФРАКЦИЯТА НА СВЕТЛИНАТА

Падащият лъч, пречупеният лъч и перпендикулярът, възстановен в точката на падане, лежат в една и съща равнина; съотношението на синуса на ъгъла на падане към синуса на ъгъла на пречупване е постоянна стойност и се нарича относителен индекс на пречупване на втората среда спрямо първата:

Ако светлината преминава в прозрачна среда от вакуум, тогава относителният индекс на пречупване се нарича абсолютен.

Абсолютният индекс на пречупване на вакуума очевидно е равен на n vac = 1. Измерванията показаха, че n voz = 1,00029, тоест почти същото като вакуума.

Физическото значение на относителния индекс на пречупване е, че той е равен на съотношението на скоростите на светлината в съседните среди (експериментален факт):

Оттук следва, че

ЛЕЩИ

1. Лещата е прозрачно тяло, ограничено от две сферични повърхности.

Главната оптична ос на лещата е права линия, върху която лежат центровете на сферичните повърхности.

Оптичният център на лещата е точката, през която лъчите не се пречупват.

Фокусът на лещата е точката, в която се пресичат лъчите на светлинния лъч, излязъл от лещата и падащ върху лещата успоредно на главната оптична ос.

Реалните лъчи се пресичат във фокуса на събирателната леща, поради което се наричат ​​реални; във фокуса на разсейващата леща не се пресичат самите лъчи, а техните въображаеми продължения, поради което се нарича въображаем.

2. Формула за тънки лещи

Където д- оптична сила (измерена в диоптри), Ее фокусното разстояние на лещата, дИ fса разстоянията от оптичния център на лещата съответно до обекта и изображението.

Правила за знак:

Фокусно разстояние Есъбирателна леща положително, разсейваща леща отрицателно.

Ако обектът е реален, тогава разстоянието до него дположителен, ако е въображаем - отрицателен.

Ако изображението е реално, тогава разстоянието до него fположителен, ако е въображаем - отрицателен.

ДИФРАКЦИОННА РЕШЕТКА

Дифракционна решетка- екран с успоредни прорези с еднаква ширина, разделени от еднакви непрозрачни празнини. Решетъчен период де разстоянието между средните точки на съседни слотове.

Ако дифракционната решетка се освети с лъч монохроматична светлина, тогава на екрана се появява дифракционна картина, разположена във фокалната равнина на лещата: централен максимум от нулев порядък и максимуми от ±1, ±2, ... порядъка симетричен спрямо него.

Посоките към максимумите на дифракционната картина от решетката се дават от условието:

Тъй като за всяка к, с изключение на к= 0, ъгълът зависи от дължината на вълната, тогава когато дифракционната решетка е осветена с бяла светлина, се наблюдава бял централен максимум и спектри от ±1, ±2, ... порядъка.

Дифракционните спектри са по-широки, колкото по-малък е периодът на решетката, и толкова по-добре, колкото повече слотове съдържа решетката.

Пример.Определете позицията на изображението на обект, разположен на разстояние 15 cm от събирателна леща с оптична мощност 5 диоптъра.

Фокусно разстояние на обектива F = 1/D = 1/5 = 0,2 mпо-голямо от разстоянието d от обекта до лещата, така че лещата дава виртуално, увеличено и директно изображение на реалния обект. От формулата на тънката леща:

Знакът "-" отпред се дължи на факта, че изображението е въображаемо. Оттук

Отговор:обектът се намира на разстояние 8,6 см от обектива.

Задачи и тестове по темата "Тема 11. "Оптика. Светлинни вълни.

  • Напречни и надлъжни вълни. Дължина на вълната

    Уроци: 3 Задачи: 9 Тестове: 1

  • Звукови вълни. Скорост на звука - Механични трептения и вълни. Звук 9 клас

    Уроци: 2 Задачи: 10 Тестове: 1

  • - Светлинни явления 8 клас

    При изпълнение на задачи обърнете внимание на темата по Алгебра „Тригонометрични функции и техните преобразувания“ и „Производна“.

    Повторете темата „Движение на тяло в кръг“ (Повторете понятията „период“, „честота“, „ъглова скорост“).

    Моля, запомнете доказателствата за равенство и подобие на триъгълници от курса по геометрия за решаване на задачи по геометрична оптика.

    За решаване на проблеми в оптиката е необходим чертеж. Моля, използвайте линийка, когато строите, защото неточен чертеж може да изкриви самата задача. Точността и точността на конструкцията ще ви помогнат да намерите правилния начин за решаване на проблема.

Вълната, както знаете, има тенденция да се разпространява. Кинетична енергияпреминава през вещество, без да замества молекулите на самото вещество. Той провежда веществото през фазите на компресия (сближаване на молекулите) и разреждане (когато молекулите се отдалечават една от друга). Точно това се случва в динамиката, която вибрира с музиката.

Когато вълните влязат в контакт една с друга, има препятствие по пътя им. Ако вълните са в една и съща фаза (компресия или разреждане) по едно и също време, тогава възниква усилване. Ако вълните са в различни фази (едната се опитва да компресира веществото, другата да разреди), тогава вълната се потиска. Ето как работят слушалките, които не позволяват проникването на външен шум (шумопотискащи слушалки): те произвеждат звукова вълна, подобно на това на нежелания шум, но в противоположна фаза. Това осигурява ефекта на потискане на вълната от въздушни молекули на външен шум. Когато енергията му достигне до ухото ви, външният вик ще се възприеме от вас като шепот, а ехото от рева на мощния самолетен двигател ще достигне до вас със слабо жужене.

Друго важно свойство на вълните е пречупването (дифракцията). Когато вълните се сблъскат с препятствие по пътя си, те го заобикалят и след това взаимодействат една с друга. В експеримента, описан по-долу, ще поставим препятствия по пътя на светлината, осигурявайки проходи, които ще позволят на светлинната вълна да се пречупи. Различните точки на прекъсване на вълната показват примери за конструктивна и разрушителна интерференция. Ще можете да наблюдавате удивителния феномен на поглъщане от светлина на себе си.

Необходими материали

Три или повече повода за механичен молив (0,5 или 0,7 mm ще направят), лазерна показалка (червената светлина е добра, но ефектът на зеленото ще бъде по-видим), тъмна стая.

Напредък на експеримента

Затъмнете стаята. Тъмнината трябва да е близка до абсолютната. Застанете на разстояние около 1 метър 20 сантиметра от стената. Поставете три проводника между палеца и показалеца на лявата си ръка. За тези, чиято основна ръка е лява, се препоръчва да поставят проводниците в дясната ръка. Поставете ги така, че разстоянията между тях да са изключително малки. Така между проводниците се образуват два малки прохода, които ще бъдат рефракционните канали.

Включете лазерната показалка и насочете светлината й в каналите, образувани от стилуса, и погледнете светлината, отразена от стената. Какво виждаш? По време на експеримента сменете позициите на проводниците и посоката на лазера, както и ширината на рефракционните канали. Ако направите всичко правилно, светлинният модел на стената ще се промени. Опитайте да използвате повече проводници, за да създадете повече дифракционни канали. Как допълнителните канали променят проекцията на светлина върху стената?

Наблюдения и резултати

Лазерната светлина ще се прояви под формата на две успоредни, но свързани вълни. Светлинните линии ще бъдат успоредни една на друга, ако фазата на вълните е еднаква. Светлината от фенерче няма да даде този ефект: лъчите никога няма да бъдат успоредни един на друг. Вълните от лазерна светлина се пречупват, докато преминават през дифракционните канали, образувани от върховете на молива, създавайки проекция върху стената. Когато вълните се припокриват, те си взаимодействат. В някои случаи това припокриване ще бъде градивно, в други разрушително. При конструктивно взаимодействие светлината на стената ще бъде ярка. В други случаи вълните ще се потискат една друга (разрушително взаимодействие). В тези случаи ще се появят тъмни празнини върху светлинната проекция.

Когато светлината започне да се държи само като частица, ще можете да видите само две точки на стената срещу каналите за пречупване. Към съвременната идея за природата на светлината човечеството върви дълго време. Великият английски учен Исак Нютон определя светлината като поток от частици. През 19 век учените стигат до извода, че светлината е вълна. Но тъй като светлината се държи като частици, той предположи, че светлината всъщност е частица, наречена фотон. Физикът Макс Планк изпадна в паника, възкликвайки, че „теорията на светлината ще бъде върната назад не с десетилетия, а със столетия“, ако научна общностсъгласен с теорията на Айнщайн. В крайна сметка научната общност разработи компромисна дефиниция: светлината е едновременно частица (фотон) и вълна.

Отраженията върху вълновата природа на светлината съответстват на вероятността фотонът да бъде на определено място в определено време. Това ни позволява да разберем по-ясно как фотоните могат да бъдат принудени да заемат определени позиции на стената, когато вълните им се намесват една в друга. По-малко интуитивен е фактът, че фотоните могат да преминават през два канала едновременно, като същевременно продължават да показват поведението на вълна, срещаща смущения. И как могат отделни фотони, преминали през два канала, да стигнат до една и съща точка!

Този прост физически експеримент, проведен в зимна вечер със семейството ви, ще ви позволи да получите много приятни емоции. Науката е не само полезна, но и изключително интересна. А продължава да се движи стабилно по пътя на научно-техническия прогрес, който задоволява не само материалните нужди, но и нуждата на разумното същество от нови знания.

Вдъхновен от Education.com

Какво казва светлината на Суворов Сергей Георгиевич

Вълнови свойства на светлината. Опитът на Йънг

Корпускулярната хипотеза на Нютон за светлината доминира много дълго време - повече от сто и петдесет години. Но тук в началото на XIXвек английският физик Томас Юнг (1773-1829) и френският физик Августин Френел (1788-1827) правят експерименти, които убеждават физиците, че светлината не е корпускули (частици), а вълни.

Ориз. 11. Опитът на Йънг или дифракция на светлината от два процепа (схема)

Юнг беше убеден, че Нютоновите пръстени са резултат от интерференцията на светлинните вълни. За да докаже, че светлината е вълна, той измисли такъв експеримент. Юнг взел непрозрачна плоча и нарязал два тесни успоредни прореза в нея. От една страна той освети тези процепи със сноп от успоредни едноцветни лъчи, а от друга страна постави екран (фиг. 11). Ученият разсъждава така. По дължината на лъчите (на фигурата вляво) има плоски вълни от светлина. Те падат в пукнатините. Ако светлината е вълни, тогава зад пукнатините A 1И А 2ще настъпи дифракция на светлината. пукнатини A 1И А 2могат да се разглеждат като едноцветни източници на светлина. От тях вдясно светлинните вълни ще вървят под формата на цилиндрични (и в контекста - кръгови). Поредица от светлинни вълни, идващи от пролуката A 1ще се пресече с поредица от вълни от празнината А 2. Следователно всички явления на смущения трябва да се наблюдават и отдясно. В местата, където "гребенът" на една серия от вълни среща "коритото" на друга серия, ще има потъмняване. И там, където съвпадат две "хребети" (и след това две "корита"), светлината ще се увеличи. На екрана вдясно трябва да се появят светли (едноцветни) и тъмни "интерферентни" ивици.

Юнг беше прав. Той направи планирания експеримент и получи интерферентни ивици. Този експеримент се основава на явлението дифракция на светлината. Затова експериментът на Йънг се нарича още дифракция от два процепа.

Малко по-късно нов експеримент, потвърждаващ вълновата природа на светлината, е направен от Френел. Той накара източника на светлина да се отрази от две огледала, наклонени едно към друго; две еднакви поредици от отразени светлинни вълни тръгнаха от двете огледала, които започнаха да се пресичат. И в този случай се получиха интерферентни ивици.

Така беше доказано, че светлината има вълнови свойства.

Но какви вълни, в началото на XIX век, никой не знаеше. Разбира се, тези вълни не са като водните вълни. По протежение на светлинния лъч няма хребети или падини. Физиците вярваха, че това са някакви еластични вълни в световната среда - етерът.

От книгата Медицинска физика автор Подколзина Вера Александровна

21. Механични свойства на биологичните тъкани Под механични свойства на биологичните тъкани се разбират две техни разновидности. Едната е свързана с процесите на биологична подвижност: свиване на мускулите на животните, клетъчен растеж, движение на хромозомите в клетките по време на тяхното делене и др.

От книгата Историята на свещта автор Фарадей Майкъл

30. Физически свойстваи параметри на мембраната Измерването на мобилността на мембранните молекули и дифузията на частиците през мембраната показва, че билипидният слой се държи като течност. Мембраната обаче е подредена структура. Тези два факта говорят за това

От книгата Теория на Вселената авторът Eternus

39. Свойства на магнитите и магнитни свойства на човешките тъкани Молекулите на парамагнетиците имат ненулеви магнитни моменти. При липса на магнитно поле тези моменти са подредени произволно и намагнитването им е нула. Степента на подреждане на магнет

От книгата Какво е теорията на относителността автор Ландау Лев Давидович

ЛЕКЦИЯ V КИСЛОРОДЪТ Е ВЪВ ВЪЗДУХА. СЪЩНОСТ НА АТМОСФЕРАТА. НЕГОВИТЕ СВОЙСТВА. ДРУГИ ПРОДУКТИ ГОРЯЩИ СВЕЩИ. ВЪГЛЕРОДЕН ДИОКСИД, НЕГОВИТЕ СВОЙСТВА Вече видяхме, че водород и кислород могат да бъдат получени от водата, която получихме чрез изгаряне на свещ. Знаете, че водородът се взема от свещ и

От книгата Капка автор Гегузин Яков Евсеевич

От книгата Еволюцията на физиката автор Айнщайн Алберт

От книгата Физика на всяка стъпка автор Перелман Яков Исидорович

Опитът трябва да реши Какво да правим с това противоречие? Преди да изразим каквито и да било съображения по този въпрос, нека обърнем внимание на следното обстоятелство.Получихме противоречието между разпространението на светлината и принципа на относителността на движението изключително

От книгата Какво разказва светлината автор Суворов Сергей Георгиевич

Изживяване на платото

От книгата Как да разберем сложните закони на физиката. 100 прости и забавни преживявания за деца и техните родители автор Дмитриев Александър Станиславович

Експеримент на Рейли-Френкел

От книгата На кого падна ябълката автор Кеселман Владимир Самуилович

Геометрия и опит Следващият ни пример ще бъде по-фантастичен от примера с падащия асансьор. Трябва да се приближим нов проблем, проблемът за връзката между общата теория на относителността и геометрията. Нека започнем, като опишем свят, в който само двуизмерни, а не триизмерни

От книгата на автора

Експеримент с електрическата крушка Братът, все още в полумрак, отдели наполовина вестника от печката и доближи електрическата крушка до хартията с основата. Леко пращене, искра и за миг цялата крушка се изпълни с нежен зеленикав блясък.

От книгата на автора

Експеримент с водна струя Пускаме тънка струя вода от чешмата, удряйки шумно в дъното на мивката.“Сега ще накарам тази струя, без да я докосвам, да тече по друг начин. Къде искаш да се отклони: надясно, наляво, напред?" „Наляво", отговорих аз. „Добре!" Не върти крана, аз

От книгата на автора

светлина и Химични свойства atoms Занимаваме се с оптичните спектри на атомите от първите страници на нашата книга. Те са наблюдавани от физиците в зората на развитието на спектралния анализ. Те са служели като знаци за разпознаване. химически елементи, тъй като всеки химикал

От книгата на автора

светлинна модулация. Трансформация на светлината върху активното отношение на човека към природата Силата на човешкия ум се крие в неговото активно отношение към природата. Човекът не само съзерцава, но и преобразява природата. Ако само той пасивно съзерцаваше светлината като нещо, намиращо се в

От книгата на автора

71 Още за атмосферното налягане, или опитът на McDonald's За експеримента ни трябва: напитка със сламка. Спомняме си опита с преобърнатата чаша, от която не се изля вода. И подобно преживяване, само опростено, може да се направи за вашите приятели по време на посещение във всеки

От книгата на автора

Опит, който не бива да се повтаря „Искам да ви разкажа едно ново и ужасно преживяване, което ви съветвам да не го повтаряте“, пише холандският физик ван Мушенбрук на парижкия физик Реомюр и съобщава, че когато взел лява ръка стъклен бурканс електрифицирани

Отне доста време от момента на откриването на електромагнитните трептения, за да разберем, че светлината също е комбинация от електромагнитни трептения - само много високочестотни. Неслучайно скоростта на светлината е равна на скоростта на разпространение на електромагнитните вълни и се характеризира с константа c = 300 000 km/s.

Окото е основният човешки орган, който възприема светлината. В този случай дължината на вълната на светлинните вибрации се възприема от окото като цвета на светлинните лъчи. IN училищен курспо физика е дадено описание на класическия експеримент за разлагане на бяла светлина - достатъчно е да насочите доста тесен лъч бяла (например слънчева) светлина върху стъклена призма с триъгълно напречно сечение, тъй като тя веднага се разделя на много светлинни лъчи от различни цветове, плавно преминаващи един в друг. Това явление се дължи на различна степен на пречупване на светлинни вълни с различна дължина.

В допълнение към дължината на вълната (или честотата), светлинните вибрации се характеризират с интензитет. От редица мерки за интензитета на светлинното излъчване (яркост, светлинен поток, осветеност и др.) При описанието на видеоустройствата най-важното е осветеността. Без да навлизаме в тънкостите на определяне на светлинните характеристики, отбелязваме, че осветеността се измерва в луксове и е мярка за визуална оценка на видимостта на познатите ни обекти. По-долу са дадени типични нива на светлина:

  • Осветеност на 20 см от горяща свещ 10-15 лукса
  • Осветеност на помещението с лампи с нажежаема жичка 100 лукса
  • Осветление на офиси с луминесцентни лампи 300-500 лукса
  • Осветеност, генерирана от 750 lux халогенни лампи
  • Осветеност при ярка слънчева светлина 20000 lux и повече

Светлината се използва широко в комуникационните технологии. Достатъчно е да се отбележат такива приложения на светлината като предаване на информация по оптични комуникационни линии, използване на оптичен изход за цифровизирани звукови сигнали в съвременни електроакустични устройства, използване на дистанционни управления за инфрачервена светлина и др.

Електромагнитната природа на светлинатаСветлината има както вълнови свойства, така и свойства на частици. Това свойство на светлината се нарича корпускулярно-вълнов дуализъм. Но учените и физиците от древността не знаеха за това и първоначално смятаха светлината за еластична вълна.

Светлина - вълни в ефираНо тъй като е необходима среда за разпространение на еластични вълни, възникна легитимен въпрос, в каква среда се разпространява светлината? Каква среда е по пътя от Слънцето към Земята? Привържениците на вълновата теория за светлината предполагат, че цялото пространство във Вселената е изпълнено с някаква невидима еластична среда. Те дори му измислиха име - светлинен етер. По това време учените все още не са знаели за съществуването на други вълни, освен механичните. Такива възгледи за природата на светлината са изразени около 17 век. Смятало се е, че светлината се разпространява именно в този светоносен етер.

Светлината е напречна вълнаНо това предположение повдига редица спорни въпроси. До края на 18 век е доказано, че светлината е напречна вълна. А еластичните напречни вълни могат да възникнат само в твърди тела, следователно светлинният етер е такъв твърдо. Това причинява тежко главоболие на учените от онова време. Как небесните тела могат да се движат през твърдия светоносен етер и в същото време да не изпитват никакво съпротивление.

Светлината е електромагнитна вълнаПрез втората половина на 19 век Максуел теоретично доказва съществуването на електромагнитни вълни, които могат да се разпространяват дори във вакуум. И той предположи, че светлината също е електромагнитна вълна. Тогава това предположение се потвърди. Но също така уместна беше идеята, че в някои случаи светлината се държи като поток от частици. Теорията на Максуел противоречи на някои експериментални факти. Но през 1990 г. физикът Макс Планк предположи, че атомите излъчват електромагнитна енергия на отделни порции - кванти. А през 1905 г. Алберт Айнщайн излага идеята, че електромагнитните вълни с определена честота могат да се разглеждат като поток от радиационни кванти с енергия E=p*ν. Quantum е в момента електромагнитно излъчваненаречен фотон. Фотонът няма нито маса, нито заряд и винаги се разпространява със скоростта на светлината. Тоест при излъчване и поглъщане светлината проявява корпускулярни свойства, а при движение в пространството проявява вълнови свойства.

Критиците на библейското сътворение понякога използват далечната светлина като аргумент срещу младата вселена. Но когато внимателно обмислим всичко, ще видим, че не работи.

Критиците на библейското сътворение понякога използват далечната звездна светлина като аргумент срещу младата вселена. Аргументът е нещо подобно: има галактики, които са на такова разстояние, че светлината от техните звезди може да достигне до нас едва след милиарди години. И ако видим тези галактики, това означава, че звездната светлина вече е пристигнала на Земята. Това означава, че Вселената трябва да е на поне милиарди години - много повече от 6000-те, посочени в Библията.

Много привърженици на Големия взрив смятат това преброяване за отличен аргумент срещу библейската времева скала. Но когато се вгледаме внимателно в това доказателство, виждаме, че то не работи. Вселената е безкрайно голяма и съдържа много далечни галактики, но това не означава, че вече е на милиарди години.

Въпросът за далечните звезди кара някои хора да се чудят за космическите разстояния. „Наистина ли знаем, че галактиките са толкова далеч? Може би са много по-близо, така че светлината всъщност не пътува толкова далеч.“ Но методите, които астрономите използват за измерване на космически разстояния, обикновено са логични и научно обосновани. Те не разчитат на еволюционни предположения за миналото. Нещо повече, те са част от науката за наблюдение (за разлика от историческата наука или естествената наука) и сега са изпробвани и тествани. Можете да повтаряте експеримента колкото искате, за да определите разстоянието до звезда или галактика, но всеки път получавате почти същия отговор. Следователно имаме основание да смятаме, че космосът наистина е много голям. Всъщност удивителният размер на вселената носи слава на Бог (Псалм 19:1).

Някои християни предполагат, че Бог е създал лъчи светлина от далечни звезди, които вече са били на път към Земята. В края на краищата Адам не се нуждаеше от време, за да порасне от бебе, защото Всемогъщият го разкри като възрастен. Също така се твърди, че Вселената вече е еволюирала и следователно може би светлината е била създадена по пътя. Разбира се, Вселената наистина е създадена, за да функционира веднага след първата седмица и много аспекти от нея всъщност са се появили вече „зрели“. Единственият проблем с предположението, че светлината е произведена по време на транзит, е, че ние всъщност виждаме какво се случва в космоса. Например, можем да видим, че звездите променят яркостта си и се движат. Понякога ставаме свидетели на избухване на звезди. Ние виждаме тези неща, защото тяхната светлина е достигнала до нас.

Но ако Бог е създал светлинните лъчи, които вече са по пътя им, тогава това би трябвало да означава, че нито едно от събитията, които виждаме в космоса (на разстояние от 6000 светлинни години), всъщност не се е случило. Това би означавало, че всички експлозивни звезди или никога не са експлодирали, или изобщо не са съществували, тоест Бог, така да се каже, просто е рисувал картини на измислени събития. Изглежда нехарактерно за Върховния да си прави такива илюзии. Той ни даде очи, за да можем наистина да изследваме истинската вселена, поради което трябва да вярваме, че събитията, които виждаме в космоса, наистина са се случили. Поради тази причина повечето учени по креация смятат, че светлината, която е възникнала в транзитен режим, не е такава По най-добрия начинотговори на далечните аргументи на звездите. Позволете ми да предположа, че отговорът на далечната звездна светлина се крие в някои от неясните предположения, които правят светските астрономи.

Предположения и аргументи за времето на пътуване на звездната светлина

Далечна звездна светлина

Всеки опит за научна оценка на възрастта на нещо непременно води до редица предположения. Това могат да бъдат предположения за начални условия, стабилност на скоростта, замърсяване на системата и много други. И ако поне едно от тези предположения не е вярно - това също е оценка на възрастта. Понякога хората правят грешни предположения поради грешния си мироглед. Аргументът за далечната звездна светлина включва няколко хипотези, които са съмнителни - всяка една от тях прави това доказателство несъстоятелно. Нека да разгледаме някои от тези предположения.

Постоянството на скоростта на светлината

Обикновено се приема, че скоростта на светлината е спрямо времето. При днешната нормална скорост на светлината (във вакуум) би отнела около година, за да измине разстояние от 6 трилиона км. мили. Но винаги ли е било така? Ако погрешно преценим, че съвременното измерване на скоростта винаги е било такова, тогава не преценяваме и възрастта, която е много по-стара от сегашната. Но някои хора спекулират, че скоростта на светлината е била много по-висока в миналото. Ако е така, тогава светлината може да пътува през Вселената само за малка част от времето, необходимо днес. Някои учени смятат, че това е отговорът на проблема с далечната звездна светлина в младата Вселена.

Скоростта на светлината обаче не е "произволен" параметър. С други думи, промяната на скоростта на светлината ще промени други неща, като съотношението енергия към маса във всяка система. Някои твърдят, че скоростта на светлината никога не е била много по-различна от днешната, защото е свързана с други константи на природата. С други думи, животът не би бил възможен, ако светлината пътуваше с различна скорост.

Това е основателна загриженост. Начинът, по който общите константи са свързани, е отчасти ясен. Следователно влиянието на промяната на скоростта на светлината върху Вселената и живота на Земята не е напълно известно. Някои групи учени активно изследват въпроси, свързани със скоростта на светлината. Други учени специалисти твърдят, че предположението за постоянна скорост на светлината най-вероятно е разумно и решението на проблема с далечната звездна светлина е скрито другаде.

Хипотеза за твърдост на времето

Мнозина вярват, че времето тече с еднаква скорост при всякакви условия. Това предположение наистина изглежда много разумно, но всъщност е погрешно. И има няколко различни начини, в който нестабилната природа на времето може да позволи на далечна звездна светлина да достигне Земята в рамките на библейския времеви диапазон.

Алберт Айнщайн открива, че скоростта, с която тече времето зависи от движението и гравитацията. Например, когато обект се движи много бързо, близка до скоростта на светлината, времето му се забавя. Това се нарича „удължаване на времето“. Така че, ако можем да ускорим времето почти до скоростта на светлината, тогава часовникът ще работи твърде бавно. И когато достигнат скоростта на светлината, ще спрат напълно. Това не е проблем с часовниците - ефектът ще се прояви независимо от конкретния дизайн, тъй като самото време ще се забави. По същия начин движението на времето ще се забави с гравитацията. Например, часовниците на морското равнище ще работят малко по-бавно, отколкото на планина, тъй като морското равнище е по-близо до източника на гравитация.

Изглежда трудно да се повярва, че скоростта или силата на гравитацията може да повлияе на отрязъка от време, тъй като нашата ежедневен опитне може да го открие. Съгласете се, когато отидем при превозно средство, времето, както ни се струва, тече със същата скорост, както когато стоим неподвижни. Но в действителност това се случва само защото се движим много бавно в сравнение със скоростта на светлината и гравитацията на Земята е толкова слаба, че ефектът от забавянето на времето също е съответно много малък. Въпреки това, надеждността на ефекта на забавяне на времето е измерена с атомни часовници.

Тъй като времето може да тече с различни индикатори от различни гледни точки, събития, които продължават дълго време и се измерват от един човек, ще отнемат много малко време в сравнение с това как ще бъдат, когато друг човек направи същото измерване. Това важи и за далечните звезди. Светлината, която отнема милиарди години, за да достигне Земята (измерена от часовници в дълбокия космос), може да достигне нейната повърхност само за хиляди години, измерена от часовниците на Земята. Това би се случило естествено, ако Земята беше в гравитационен кладенец, който ще обсъдим по-долу.

Много светски астрономи приемат, че Вселената е безкрайно голяма и има безкраен брой галактики. Това никога не е доказано и няма доказателства, които да ни доведат до това заключение. Така че това от своя страна е скок на „сляпа“ вяра. Но ако вместо този аргумент въведем друго предположение, това ще доведе до съвсем ново заключение. Да приемем, че нашата слънчева система се намира близо до центъра на окончателното разпределение на галактиките. И въпреки че на този моменттова е невъзможно да се докаже, такава хипотеза е напълно съвместима с доказателствата, защото е напълно разумна възможност.

В този случай Земята ще бъде в гравитационен кладенец. Този термин означава, че се нуждае от енергия, за да извлече нещо от нашата среда в по-дълбоко пространство. В този гравитационен кладенец няма да "усещаме" никаква допълнителна сила на гравитацията, но на Земята (или където и да е в нашата слънчева система) времето ще тече по-бавно, отколкото другаде във Вселената. Смята се, че този ефект е малко доказан днес, но може да е бил много по-силен в миналото. (Ако Вселената се разширява, както вярват повечето астрономи, тогава физиката казва, че ако светът беше по-малък, подобни ефекти биха били по-силни.) В такъв случай часовниците на Земята биха отбелязвали времето много по-бавно от часовниците в дълбокия космос. Така светлината от най-далечните галактики ще пристигне на Земята само след няколко хиляди години, измерени от часовниците на Земята. Тази идея определено е интригуваща. И въпреки че има още няколко математически подробности, които трябва да бъдат разработени, подобно предположение със сигурност е разумно.

Предположение за синхронизация

Друг начин, по който относителността на времето е важна, засяга темата за синхронизацията: как часовниците са настроени така, че да отчитат едно и също време в синхрон. Относителността показва, че синхронизацията не е абсолютна. С други думи, ако един човек измерва два синхронизирани часовника, другият човек (движещ се с втора скорост) няма непременно да измерва тези два синхронизирани времеви импулса. Както при забавянето на времето, този ефект е контраинтуитивен, защото е твърде малък за измерване. повечетонашето ежедневно преживяване.

Представете си, че самолет излита от определен град в 16:00 за двучасов полет. Когато обаче самолетът кацна, на часовника беше 16:00. Тъй като самолетът пристигна по същото време, когато замина, можем да го наречем незабавно пътуване. Как е възможно? Отговорът се крие в часовите зони. Ако самолетът е тръгнал от Кентъки в 16:00 местно време, тогава той ще пристигне в Колорадо в 16:00, но в реално местно време. Разбира се, пътниците в самолет преживяват двучасово пътуване. И така, пътуването отнема 2 часа, измерено в местно време. Въпреки това, докато самолетът пътува на запад (и осигурява достатъчно бърз път), той винаги естествено ще пристига по същото време, когато е тръгнал, измерено по местно време.

Съществува космически еквивалент на местно и универсално време. Светлината, движеща се спрямо Земята, е като самолет, летящ на запад, докато самата Земя винаги остава в едно и също космическо местно време. Въпреки че повечето астрономи днес използват предимно космическото универсално време (в което 100 светлинни години се равняват на 100 години), исторически космическото местно време винаги е било стандартно. И така може да се окаже, че Библията използва космическо местно време, когато съобщава за събития.

Тъй като Бог създаде звездите на ден 4, тяхната светлина напусна звездата на ден 4 и достигна земното кълбо на ден 4 от космическото местно време. Светлината от всички галактики ще достигне Земята на 4-ия ден, ако я измерваме според космическото местно време. Някои може да отрекат, като твърдят, че светлината ще пътува милиарди години (тъй като пътник в самолет преживява полет от 2:00). Въпреки това, според теорията на относителността на Айнщайн, светлината не изпитва хода на времето, така че пътуването ще бъде мигновено. Сега, тази идея може или не може да е причината далечната звездна светлина да може да достигне Земята в библейския времеви мащаб, но досега никой не е успял да докаже, че Библията не използва космическото местно време. Така че това е една интригуваща възможност.

Предположение за натурализъм

Едно от най-неуместните предположения в повечето аргументи срещу Библията е предположението за натурализма. Натурализмът е вярата, че природата е "всичко, което е". Привържениците на натурализма приемат, че всички явления могат да бъдат обяснени от гледна точка на природните закони. Това не само е сляпо предположение, но е и недвусмислено антибиблейско. Библията изяснява, че Бог не е обвързан от природните закони (в края на краищата те са Неговите закони). Разбира се, Той може да използва законите на природата, за да изпълни волята Си, което обикновено прави. Всъщност природните закони могат да се разглеждат като това как Бог постоянно поддържа вселената. Но Неговата същност е свръхестествена и способна да действа отвъд границите на естествения закон.

Това със сигурност се е случило по време на Седмицата на сътворението. Бог създаде вселената по чудесен начин. Той го създаде от нищото, без да използва абсолютно никакъв материал за него (Евреи 11:3). Днес Бог не се занимава със създаването на нови звезди или нови видове същества. Това е така, защото Той завърши сътворението преди седмия ден. Днес Бог поддържа вселената по начин, различен от този, който я е създал. Натуралистът обаче погрешно приема, че Вселената е създадена по същия начин, по който функционира днес. Разбира се, би било абсурдно да се прилага това предположение към повечето други неща. Например фенерчето работи, като превръща електричеството в светлина, но работи поради други закони.

Тъй като звездите са създадени по време на Седмицата на Сътворението и Бог ги е създал, за да ги зърнем, начинът, по който далечната светлина е дошла на Земята, най-вероятно е бил свръхестествен. Не можем да приемем, че предишните Божии действия са разбираеми от гледна точка на съвременния научен механизъм, защото науката може само да изследва как Той поддържа света днес. Не е рационално да се твърди, че едно свръхестествено действие не е вярно на основание, че не може да се обясни с естествените процеси, които се наблюдават днес.

За нас е напълно приемливо да попитаме: „Бог използвал ли е естествени процеси, за да донесе звездна светлина на Земята в библейско време? И ако е така, какъв механизъм е включен?“ Но ако естественият механизъм не е очевиден, тогава той със сигурност не е доказателство срещу свръхестественото сътворение. Така че невярващият участва в фина форма на кръгови разсъждения, когато използва допускането на натурализма, за да заяви тържествено, че далечната звездна светлина опровергава библейския период от време.

Време за пътуване на светлината: Аргументът за саморегулиране

Много привърженици на Големия взрив използват горните предположения, за да твърдят, че библейската времева линия не може да бъде правилна поради проблема със светлинното време. Но този аргумент е самоунищожителен. Това не е малка грешка, защото големият взрив има проблема с лесната си динамика на движение. В този модел светлината трябва да измине разстояние, много по-голямо от възможното в рамките на същинския период от време на големия взрив от около 14 милиарда години. Това е сериозен проблем за големия взрив, който се нарича "проблем на хоризонта". По-долу са подробностите.

Проблем с хоризонта

В модела на Големия взрив Вселената започва в безкрайно малка среда, наречена сингулярност, която след това се разширява бързо. Според модела на Големия взрив, когато Вселената е все още много малка, тя развива различни температури на различни места. Да предположим, че точка А е гореща, а точка Б е студена. Днес Вселената се е разширила и точки A и B вече са широко разделени.

Вселената обаче има изключително еднаква температура на голямо разстояние - далеч отвъд най-известните галактики. С други думи, днес точките А и Б имат почти еднакви температури. Знаем това, защото виждаме електромагнитно излъчване, идващо от всички посоки на космоса под формата на микровълни. Това се нарича "космически микровълнов фон" (CMB). Честотите на излъчване имат характерна температура от 2,7 K (-455°F) и са изключително еднакви във всички посоки. Температурата се отклонява само с една част от 105.

Проблемът е следният: как точките А и Б са получили еднаква температура? Това е възможно само чрез обмен на енергия. Това се случва в много системи: например, помислете за кубче лед, поставено в кафе. Ледът се нагрява и кафето се охлажда, обменяйки енергия. По същия начин точка А може да даде енергия на точка Б под формата на електромагнитно излъчване (светлина), което е най-много бърз начинтрансфер на енергия, тъй като нищо не може да пътува по-бързо от светлината. Въпреки това, използвайки предположенията за Големия взрив, включително униформитаризма и натурализма, не е имало достатъчно време за 14 милиарда години светлината да стигне от А до Б - тези точки са твърде далеч една от друга. Това е проблем с изместването - и то сериозен. В края на краищата днес A и B имат почти една и съща температура и трябва да са обменили светлина многократно.

Привържениците на "големия взрив" предложиха редица предположения, с които се опитват да решат проблема със светлинното време. Един от най-популярните се нарича "инфлация". В "инфлационните" модели Вселената има две разширения: нормална и бърза инфлация. Вселената започва с нормална скорост, която всъщност е доста бърза, но бавна в сравнение със следващата фаза. След това за кратко навлиза във фаза на инфлация, където Вселената се разширява с много по-бърза скорост. По-късно Вселената се връща към нормалното си темпо. Всичко това се случва на ранен етап, много преди образуването на звезди и галактики.

Моделът на надуване позволява на точки A и B да обменят енергия (по време на първото нормално разширение) и след това да се отблъскват по време на фазата на надуване, докато огромни разстояниякъдето са днес. Но моделът на инфлацията не е нищо повече от история, която няма никакви доказателства. Това са само спекулации, насочени към изравняване на големия взрив с противоречиви наблюдения. В допълнение, инфлацията добавя допълнителен набор от проблеми и трудности към модела на "големия взрив", като например причината за такава инфлация и елегантен начин да я изключите. Все повече и повече от световните астрофизици отхвърлят инфлацията по една или друга причина. Ясно е, че проблемът с хоризонта остава основен проблем с времето за пътуване за големия взрив.

Критикът може да предположи, че „големият взрив“ е по-добро обяснение на произхода от Библията, тъй като библейското творение има ярка междинна светлина, която няма проблем да се движи. Но подобен аргумент не е рационален, тъй като Големият взрив има свой собствен проблем с движението на светлината. Ако и двата модела включват значителни съмнения, тогава те не могат да се използват в подкрепа на един модел за другия. Ето защо далечната звездна светлина не може да се използва за премахване на Библията в полза на големия взрив.

заключения

Така че видяхме, че критиците на сътворението трябва да използват няколко предположения, за да приложат далечната светлина като аргумент срещу младата вселена. И много от тези хипотези са съмнителни. Знаем ли, че светлината винаги се е движила с днешната скорост? Това може да е разумно, но можем ли да сме абсолютно сигурни в това, особено през Седмицата на Сътворението, когато Бог е действал по свръхестествен начин? Можем ли да сме сигурни, че Библията използва „космически универсално време“, а не най-обикновеното „космическо местно време“, в което светлината моментално достига до Земята?

Знаем, че скоростта на течението на времето не е твърда. И въпреки че светските астрономи са наясно, че времето е относително, те приемат, че този ефект е (и винаги е бил) незначителен, но можем ли да сме сигурни, че това е така? И тъй като звездите са създадени по време на Седмицата на Сътворението, когато Бог е създал всичко свръхестествено, как можем да знаем със сигурност, че далечната звездна светлина е пристигнала на Земята по напълно естествени начини? Освен това, когато привържениците на Големия взрив използват далечна светлина, за да спорят срещу библейското сътворение, те използват аргумент срещу саморегулирането, тъй като Големият взрив има свой собствен проблем с времето. Ако разгледаме всичко по-горе, ще видим, че далечната звездна светлина не винаги е била легитимен аргумент срещу библейските времеви мащаби от няколко хиляди години.

Докато учените по креация изследват възможните решения на проблема с далечните звезди, ние също трябва да имаме предвид множеството доказателства, съответстващи на младостта на Вселената. Виждаме въртящи се спирални галактики, които не могат да съществуват няколко милиарда години, тъй като ще бъдат изкривени до неузнаваемост. Пред очите ни се отварят много горещи сини звезди, които (дори светските астрономи са съгласни) не могат да съществуват милиарди години. В нашата слънчева система сме свидетели на разпадане и разпадане на комети магнитни полета, които също не могат да съществуват милиарди години и информация, която др слънчеви системиимат подобни неща. Разбира се, подобни аргументи включват и предположения за миналото. Ето защо в крайна сметка единственият начин да се знае със сигурност за миналото е чрез надежден исторически запис, направен от очевидец. Точно това имаме в Библията.