Článek
Rychlost světla ve vakuu, přesně 299 792 458 metrů za sekundu, je nejen nejvyšší známou rychlostí ve vesmíru, ale také základním kamenem moderní fyziky. Podle Einsteinovy speciální teorie relativity je to hranice, kterou nelze překročit ani dosáhnout pro žádný objekt s nenulovou klidovou hmotností. Přesto se věda neustále ptá: existuje způsob, jak se k této hranici přiblížit – nebo ji obejít?
Fyzikální omezení podle teorie relativity
Einsteinova teorie tvrdí, že s rostoucí rychlostí roste i energie potřebná k urychlení tělesa. Blíží-li se těleso rychlosti světla, jeho hmotnost roste teoreticky do nekonečna – stejně jako potřebná energie. To znamená, že žádný objekt s hmotností, byť sebemenší, nemůže dosáhnout rychlosti světla.
Světlo (foton) je výjimkou, protože nemá klidovou hmotnost. Pohybuje se touto rychlostí přirozeně, a to právě proto, že nevyžaduje energii k akceleraci z klidu – nikdy totiž v klidu nebylo.
Jak se tedy přiblížit rychlosti světla?
1. Ionové a plazmové pohony
Současné kosmické lodě využívají chemický pohon, který dosahuje jen zlomku potřebné rychlosti. Nadějí do budoucna jsou iontové pohony, které využívají elektricky nabité částice a mohou dosáhnout vyšších rychlostí při velmi nízké spotřebě paliva. Jejich zrychlení je však extrémně pomalé.
2. Solární plachty
Solární plachty fungují na principu fotonového tlaku – světlo (sluneční nebo laserové) tlačí na obrovskou plochu tenké fólie. Projekty jako Breakthrough Starshot plánují miniaturní sondy urychlené laserem na až 20 % rychlosti světla.
3. Fúzní a antihmotové motory
Teoretické koncepty jako fúzní pohon nebo antihmotové reaktory by mohly nabídnout výrazně vyšší energetickou účinnost. Antihmota má obrovskou hustotu energie – 1 gram antihmoty by mohl uvolnit energii odpovídající 43 kilotunám TNT. Ale její výroba a skladování je zatím mimo naše technické možnosti.
Překročení rychlosti světla? Zatím jen teorie
1. Warp pohon (Alcubierrova bublina)
Mexický fyzik Miguel Alcubierre navrhl v roce 1994 koncept tzv. warp pohonu – vesmírná loď by se nehnula „tradičně“, ale zakřivila by prostor kolem sebe. Teoreticky by mohla „cestovat rychleji než světlo“ bez porušení zákonů fyziky, protože by se sama pohybovala v oblasti prostoru, nikoli skrz něj. Problém? Vyžaduje exotickou hmotu se zápornou energií, která zatím nebyla prokázána.
2. Červí díry
Další teoretická možnost spočívá v tzv. Einstein-Rosenových mostech – červích dírách. Ty by mohly propojit vzdálené body ve vesmíru tak, že by cesta „zkrátila“ vzdálenost, ačkoli by nešlo o skutečné překročení rychlosti světla. Stabilní červí díry však dosud nebyly objeveny ani vytvořeny.
Proč je rychlost světla důležitá
Limit rychlosti světla neznamená jen fyzikální hranici. Určuje i to, jak rychle se informace šíří. Znamená, že vidíme vesmír tak, jak vypadal v minulosti – světlo ze vzdálených galaxií k nám putuje miliony až miliardy let. Rychlost světla je tedy i hranicí našeho poznání.
Závěr: Fyzikální limit, nebo technologická výzva?
Rychlost světla zůstává jedním z největších limitů vesmíru, jak ho známe. Překonání této hranice zatím naráží na základní fyzikální zákony. Ale historie ukazuje, že hranice lidstva nejsou vždy absolutní – někdy jsou jen dočasné. A právě proto fyzici i inženýři pokračují v hledání – mezi rovnicemi, teoriemi a hvězdami.
