Доведено, що світло електромагнітна хвиля. Вчені довели, що Всесвіт розширюється за допомогою червоного світла. Закон відображення світла

1920-го року Едвін Хаббл отримав дві речі, що дозволили йому революціонізувати те, як люди бачили Всесвіт. Однією річчю був найбільший на той момент телескоп у світі, а інший – цікава знахідка його колеги-астронома Весто Слайфера, який побачив у туманності – те, що ми тепер називаємо галактиками – і був заінтригований їх свіченням, що було набагато червонішим, ніж можна було припустити. Він пов'язав це з червоним усуненням.

Уявіть, що ви та інша людина стоїте біля довгої мотузки, і кожну секунду ви її смикаєте. У цей час по мотузці йде хвиля, що дає іншій людині знати, що мотузок смикнувся. Якби ви швидким кроком пішли геть від цієї людини, відстань, яку ви покриваєте, хвилі кожну секунду довелося б долати, і, з погляду іншого, мотузок буде смикатися вже раз на 1,1 секунди. Чим швидше ви йдете, тим більше часу пройде для іншої людини між ривками.

Те саме відбувається з хвилями світла: що далі джерело світіння перебуває від спостерігача, то рідше стають піки хвиль, і це зрушує в червону частину світлового спектра. Слайфер дійшов висновку, що туманності здаються червоними, тому що рухаються геть від Землі.


Едвін Хаббл

Хаббл узяв новий телескоп і почав шукати червоне зміщення. Він виявив його повсюдно, але одні зірки здавалися певною мірою «червонішими» за інші: деякі зірки і галактики лише злегка зміщувалися в бік червоного, але іноді червоне зміщення було максимальним. Зібравши велику кількість даних, Хабл побудував діаграму, що показує, що червоне зміщення об'єкта залежить від його віддаленості від Землі.

Таким чином, у XX-му столітті було доведено, що Всесвіт розширюється. Більшість вчених, дивлячись на дані, припустили, що розширення сповільнюється. Деякі вважали, що Всесвіт поступово розширюватиметься до якоїсь межі, яка є, але якої вона, проте, ніколи не досягне, а інші думали, що після досягнення цієї межі Всесвіт почне стискатися. Однак астрономи знайшли спосіб вирішити питання: для цього їм знадобилися нові телескопи та невелика допомога Всесвіту у вигляді наднових типу 1А.


Оскільки ми знаємо, як яскравість змінюється в залежності від відстані, то знаємо і те, як далеко від нас знаходяться ці наднові і скільки років світло подорожувало, перш ніж ми змогли його побачити. І коли ми дивимося на червоне усунення світла, ми знаємо, наскільки Всесвіт розширився за цей час.

Коли астрономи дивилися на далекі та давні зірки, вони помітили, що відстань не збігалася зі ступенем розширення. Світло від зірок йшло до нас довше, ніж очікувалося, начебто розширення в минулому відбувалося повільніше - таким чином було встановлено, що розширення Всесвіту прискорюється, а не сповільнюється.

Найбільші наукові відкриття 2014 року

10 головних питань про Всесвіт, відповіді на які вчені шукають прямо зараз

Чи були американці на Місяці?

Росія не має можливостей для освоєння людиною Місяця

10 способів, якими відкритий космос може вбити людину

Подивіться на цей вражаючий вихор сміття, яким оточена наша планета

Слухайте звучання космосу

Сім чудес Місяця

10 речей, які люди навіщось відправляли до стратосфери

Якщо вам потрібні докладніші докази того, наскільки суб'єктивне наше сприйняття кольору, згадайте веселку. Більшість людей знають, що спектр світла містить сім основних кольорів: червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій та фіолетовий. У нас навіть є зручні прислів'я та приказки про мисливців, які бажають знати місцезнаходження фазану. Подивіться на гарну веселку і спробуйте розглянути усі сім. Не вдалося навіть Ньютону. Вчені підозрюють, що вчений розділив веселку на сім кольорів, оскільки число «сім» було дуже важливим для стародавнього світу: сім нот, сім днів тижня тощо.

Робота Максвелла в галузі електромагнетизму завела нас далі і показала, що видиме світло було частиною широкого спектра радіації. Також стала зрозумілою справжня природа світла. Протягом століть вчені намагалися зрозуміти, яку насправді форму набуває світ на фундаментальних масштабах, поки рухається від джерела світла до наших очей.

Деякі вважали, що світло рухається у формі хвиль чи брижів, через повітря або загадковий «ефір». Інші думали, що ця хвильова модель є помилковою, і вважали світло потоком крихітних частинок. Ньютон схилявся до другої думки, особливо після серії експериментів, які він провів зі світлом та дзеркалами.


Він зрозумів, що промені світла підпорядковуються суворим геометричним правилам. Промінь світла, відбитий у дзеркалі, веде себе подібно до кульки, кинутої прямо в дзеркало. Хвилі не обов'язково рухатимуться по цих передбачуваних прямих лініях, припустив Ньютон, тому світло повинне переноситися деякою формою крихітних безмасових частинок.

Проблема в тому, що були однаково переконливі докази того, що світло є хвилею. Одна з найнаочніших демонстрацій була проведена в 1801 році. Томас Юнг, в принципі, можна провести самостійно вдома.

Візьміть лист товстого картону і акуратно проробіть у ньому два тонкі вертикальні розрізи. Потім візьміть джерело «когерентного» світла, яке випромінюватиме світло лише певної довжини хвилі: лазер відмінно підійде. Потім направте світло на дві щілини, щоб проходячи їх, він падав на іншу поверхню.

Ви очікуєте побачити на другій поверхні дві яскраві вертикальні лінії на тих місцях, де світло пройшло через щілини. Але коли Юнг провів експеримент, він побачив послідовність світлих і темних ліній, як на штрих-коді.


Коли світло проходить через тонкі щілини, воно поводиться подібно до водяних хвиль, які проходять через вузький отвір: вони розсіюються і поширюються у формі напівсферичної брижів.

Коли це світло проходить через дві щілини, кожна хвиля гасить іншу, утворюючи темні ділянки. Коли ж бриж сходиться, вона доповнюється, утворюючи яскраві вертикальні лінії. Експеримент Юнга буквально підтвердив хвильову модель, тому Максвелл вдягнув цю ідею у тверду математичну форму. Світло – це хвиля.


Але потім відбулася квантова революція.

У другій половині дев'ятнадцятого століття, фізики намагалися з'ясувати, як і чому деякі матеріали абсорбують і випромінюють електромагнітне випромінювання краще за інших. Варто зазначити, що тоді електросвітлова промисловість тільки розвивалася, тому матеріали, які можуть випромінювати світло, були серйозною штукою.

До кінця дев'ятнадцятого століття вчені виявили, що кількість електромагнітного випромінювання, яке випускається об'єктом, змінюється в залежності від його температури, і виміряли ці зміни. Але ніхто не знав, чому так відбувається. 1900 року Макс Планк вирішив цю проблему. Він з'ясував, що розрахунки можуть пояснити ці зміни, але якщо припустити, що електромагнітне випромінювання передається крихітними дискретними порціями. Планк називав їх «кванта», множину латинського «квантум». Через кілька років Ейнштейн взяв його ідеї за основу та пояснив інший дивовижний експеримент.

Фізики виявили, що шматок металу стає позитивно зарядженим, коли опромінюється видимим або ультрафіолетовим світлом. Цей ефект було названо фотоелектричним.

Атоми у металі втрачали негативно заряджені електрони. Зважаючи на все, світло доставляло достатньо енергії металу, щоб той випустив частину електронів. Але чомусь електрони так робили, було незрозуміло. Вони могли переносити більше енергії, просто змінивши колір світла. Зокрема, електрони, випущені металом, опроміненим фіолетовим світлом, переносили більше енергії, ніж електрони, випущені металом, опроміненим червоним світлом.

Якби світло було просто хвилею, це було б безглуздо.


Зазвичай ви змінюєте кількість енергії у хвилі, роблячи її вищою – уявіть собі високу цунамі руйнівної сили – а не довшу чи коротшу. У ширшому сенсі, найкращий спосіб збільшити енергію, яку світло передає електронам, це зробити хвилю світла вищим: тобто зробити світло яскравішим. Зміна довжини хвилі, а отже і світла, не мала нести особливої ​​різниці.

Ейнштейн зрозумів, що фотоелектричний ефект простіше зрозуміти, якщо уявити світло у термінології планківських квантів.

Він припустив, що світло переноситься крихітними квантовими порціями. Кожен квант переносить порцію дискретної енергії, що з довжиною хвилі: що коротше довжина хвилі, то щільніша енергія. Це могло б пояснити, чому порції фіолетового світла із відносно короткою довжиною хвилі переносять більше енергії, ніж порції червоного світла, із відносно великою довжиною.

Також це пояснило б, чому просте збільшення яскравості світла не надто впливає на результат.

Світло яскравіше доставляє більше порцій світла до металу, але це змінює кількість енергії, що переноситься кожною порцією. Грубо кажучи, одна порція фіолетового світла може передати більше енергії одному електрону ніж багато порцій червоного світла.

Ейнштейн назвав ці порції енергії фотонами і нині їх визнали фундаментальними частинками. Видиме світло переноситься фотонами, інші види електромагнітного випромінювання на кшталт рентгенівського, мікрохвильового та радіохвильового – теж. Іншими словами, світло – це частка.


На цьому фізики вирішили покласти край дебатам на тему того, з чого складається світло. Обидві моделі були настільки переконливими, що відмовлятися від однієї не було сенсу. На подив багатьох нефізиків, вчені вирішили, що світло поводиться одночасно як частка і як хвиля. Іншими словами, світло – це феномен.

При цьому у фізиків не виникло проблем із роздвоєнням особистості світла. Це певною мірою зробило світло корисним подвійно. Сьогодні, спираючись на роботи світил у прямому значенні слова – Максвелла та Ейнштейна, – ми вичавлюємо зі світла все.

Виявляється, що рівняння, що використовуються для опису світло-хвилі та світла-частинки, працюють однаково добре, але в деяких випадках одне простіше використовувати, ніж інше. Тому фізики перемикаються між ними, приблизно як ми використовуємо метри, описуючи власне зростання, і переходимо на кілометри, описуючи подорож на велосипеді.

Деякі фізики намагаються використати світло для створення шифрованих каналів зв'язку, для грошових переказів, наприклад. Для них є сенс думати про світло як про частинки. Виною всьому дивна природа квантової фізики. Дві фундаментальні частинки, як пара фотонів, можуть бути «заплутані». Це означає, що вони матимуть спільні властивості незалежно від того, наскільки далекі будуть один від одного, тому їх можна використовувати для передачі між двома точками на Землі.

Ще одна особливість цієї заплутаності в тому, що квантовий стан фотонів змінюється, коли їх зчитують. Це означає, що якщо хтось спробує підслухати зашифрований канал, теоретично, він відразу видасть свою присутність.

Інші, як Гулільмакіс, використовують світло в електроніці. Їм корисніше уявляти світло у вигляді серії хвиль, які можна приручити та контролювати. Сучасні пристрої під назвою "синтесайзери світлового поля" можуть зводити світлові хвилі в ідеальній синхронності один з одним. В результаті вони створюють світлові імпульси, які більш інтенсивні, короткочасні та спрямовані, ніж світло звичайної лампи.

За останні 15 років ці пристрої навчилися використовувати для приручення світла з надзвичайним ступенем. У 2004 році Гулільмакіс та його колеги навчилися виробляти неймовірно короткі імпульси рентгенівського випромінювання. Кожен імпульс тривав всього 250 аттосекунд, або 250 квінтильйонних секунд.

Використовуючи ці крихітні імпульси як спалах фотоапарата, вони змогли зробити знімки окремих хвиль видимого світла, які коливаються набагато повільніше. Вони буквально зробили знімки світла, що рухається.

"Ще з часів Максвелла ми знали, що світло - це електромагнітне поле, що осцилює, але ніхто навіть і подумати не міг, що ми можемо зробити знімки осцилюючого світла", - говорить Гулільмакіс.


Спостереження за цими окремими хвилями світла стало першим кроком у напрямку управління і зміни світла, говорить він, подібно до того, як ми змінюємо радіохвилі для перенесення радіо- та телевізійних сигналів.

Сто років тому фотоелектричний ефект показав, що видиме світло впливає на електрони у металі. Гулільмакіс каже, що має бути можливість точно контролювати ці електрони, використовуючи хвилі видимого світла, змінені таким чином, щоб взаємодіяти з металом чітко певним чином. «Ми можемо керувати світлом та за його допомогою керувати матерією», - каже він.

Це може зробити революцію в електроніці, призвести до нового покоління оптичних комп'ютерів, які будуть меншими і швидшими за наші. «Ми зможемо рухати електронами як заманеться, створюючи електричні струми всередині твердих речовин за допомогою світла, а не як у звичайній електроніці».

Ще один спосіб описати світло: це інструмент.

Втім, нічого нового. Життя використовувало світло ще з того часу, коли перші примітивні організми розвинули світлочутливі тканини. Очі людей уловлюють фотони видимого світла, ми використовуємо їх для вивчення навколишнього світу. Сучасні технології ще далі запроваджують цю ідею. У 2014 році з хімії було присуджено дослідникам, які побудували настільки потужний світловий мікроскоп, що він вважався фізично неможливим. Виявилося, що якщо постаратися, світло може показати нам речі, які ми думали, ніколи не побачимо.

Критики біблійного творіння іноді використовують далеке світло, як аргумент проти молодого всесвіту. Але коли ми ретельно все розглянемо, побачимо, що він не працює.

Критики біблійного творіння іноді використовують далеке зоряне світло як доказ проти молодого Всесвіту. Аргумент подається приблизно так: існують галактики, які знаходяться на такій відстані, що світло з їхніх зірок зможе дійти до нас лише за мільярди років. А якщо ми бачимо ці галактики, то це означає, що зоряне світло вже прибуло до Землі. Отже, Всесвіту має бути щонайменше мільярди років - набагато більше, ніж 6000, зазначених у Біблії.

Багато прихильників великого вибуху вважають такий підрахунок чудовим аргументом проти біблійної шкали часу. Але коли ми уважно розглянемо цей доказ, то побачимо, що він не працює. Всесвіт нескінченно великий і містить дуже віддалені галактики, але це ще зовсім не означає, що йому вже мільярди років.

Питання далеких зірок змусило деяких людей задуматися про космічні відстані. "Чи ми знаємо, що галактики настільки далеко? Можливо, вони набагато ближче, тому світло насправді не просувається так далеко". Однак методи, які використовують астрономи для виміру космічних відстаней, зазвичай логічні та науково обґрунтовані. Вони покладаються на еволюційні припущення минуле. Більше того, вони входять до складу спостережної науки (на відміну від історичної науки чи природознавства) і нині є випробуваними та повторюваними. Ви можете скільки завгодно повторювати експеримент, щоб визначити відстань до зірки або галактики, але щоразу отримаєте приблизно однакову відповідь. Тому ми маємо підстави вважати, що космос справді дуже великий. Фактично, дивовижний розмір Всесвіту приносить славу Богові (Псалом 19:1).

Деякі християни припускають, що Бог створив пучки світла з далеких зірок на шляху до Землі. Зрештою, Адамові не потрібно було жодного часу для того, щоб вирости з немовляти, бо Всевишній явив його дорослим. Також стверджується, що Всесвіт був уже розвинений, і тому, можливо, світло було створено в дорозі. Звичайно, Всесвіт дійсно був створений для функціонування відразу після першого тижня, і багато його аспектів насправді виникли вже "зрілими". Єдина проблема при припущенні, що світло утворилося в режимі транзиту, полягає в тому, що реально бачимо, які процеси відбуваються в космосі. Наприклад, нам видно, що зірки змінюють яскравість та рухаються. Іноді стаємо свідками того, як зірки вибухають. Ми бачимо ці речі, бо до нас дійшло їхнє світло.

Але якщо Бог створив світлові пучки вже на їхньому шляху, то це мало б означати, що жодна з подій, які ми бачимо у просторі (на відстані 6000 світлових років), фактично не відбулося. Це означало б, що всі вибухонебезпечні зірки або ніколи не вибухали, або взагалі не існували, тобто Бог просто малював картини вигаданих подій. Видається нехарактерним для Всевишнього робити подібні ілюзії. Він дав нам очі, щоб ми могли реально дослідити справжній всесвіт, і саме тому треба вірити в те, що події, які ми бачимо в космосі, сталися насправді. З цієї причини більшість вчених, прихильників створення, вважають, що світло, що виникло в режимі транзиту, - не найкращий спосіб відреагувати на далекі аргументи зірок. Дозвольте мені припустити, що відповідь на далеке зоряне світло полягає у деяких невизначених припущеннях, які роблять світські астрономи.

Припущення та докази про час пересування зоряного світла

Віддалене зоряне світло

Будь-яка спроба науково оцінити вік чогось обов'язково призведе до низки припущень. Це можуть бути припущення щодо початкових умов, стабільності ставок, забруднення системи та багато іншого. І якщо хоч одне з цих припущень не буде правильним - це також оцінка віку. Іноді в тому, що люди припускають хибні припущення, винна їх хибна думка. Аргумент далекого зоряного світла включає кілька гіпотез, які є сумнівними – кожна з них робить цей доказ необґрунтованим. Давайте розглянемо деякі з цих припущень.

Постійність швидкості світла

Як правило, передбачається, що швидкість світла співвідносна до часу. За сьогоднішньої норми швидкості світла (у вакуумі) знадобиться близько року, щоб покрити відстань у 6 трлн. миль. Але чи завжди це було так? Якщо ми помилково розсудимо, що сучасний вимір швидкості був таким завжди, то ми також неправильно оцінимо і вік, який набагато більший за сьогодення. Але деякі люди припускають, що швидкість світла в минулому була набагато більшою. Якщо це так, то світло може пройти через Всесвіт лише за час того часу, який потрібний сьогодні. Деякі вчені вважають, що це – відповідь на проблему далекого зоряного світла у молодому Всесвіті.

Однак швидкість світла не є "довільним" параметром. Іншими словами, зміна швидкості світла призведе до зміни інших речей, таких як ставлення енергії до маси у будь-якій системі. Деякі стверджують, що світлова швидкість ніколи не відрізнялася від сьогоднішньої, тому що це пов'язано з іншими константами природи. Іншими словами, життя не було б можливим, якби світло рухалося з іншою швидкістю.

Це законне занепокоєння. Спосіб, із яким пов'язані універсальні константи, частково зрозумілий. Отже, вплив зміни швидкості світла на Всесвіт і життя Землі перестав бути повністю відомим. Деякі групи вчених активно досліджують питання, пов'язані зі швидкістю світла. Інші вчені-фахівці стверджують, що припущення про сталість швидкості світла, найімовірніше, є розумним, а вирішення питання далекого зоряного світла заховано в іншому місці.

Гіпотеза жорсткості часу

Багато хто вважає, що час тече з однаковою швидкістю за будь-яких умов. Це припущення дійсно здається дуже розумним, але насправді воно помилкове. І існує кілька різних способів, у яких нестійка природа часу могла б дозволити далекому зоряному світлу досягти Землі в межах біблійного діапазону часу.

Альберт Ейнштейн виявив, що швидкість, з якою минає час, залежить від руху та сили тяжіння. Наприклад, коли об'єкт рухається дуже швидко, близько швидкості світла, його час сповільнюється. Це називається "уповільненням часу". Отже, якби ми могли прискорити час майже до швидкості світла, то годинник би тоді біг надто повільно. А при досягненні швидкості світла вони взагалі зупинилися б. Це не проблема з годинником - ефект відбудеться незалежно від конкретної конструкції, оскільки саме час уповільнюватиметься. Аналогічно цьому рух часу сповільниться і при гравітації. Наприклад, годинник на рівні моря йтиме трохи повільніше, ніж на горі, оскільки рівень моря ближче до джерела сили тяжіння.

Здається, важко повірити, що швидкість або сила тяжіння можуть впливати на проміжок часу, оскільки наш повсякденний досвід цього не може виявити. Погодьтеся, коли ми їдемо у транспортному засобі, час, як нам здається, протікає з тією самою швидкістю, що й тоді, коли ми стоїмо на місці. Але насправді це відбувається тільки тому, що ми рухаємося дуже повільно порівняно зі швидкістю світла, а земна сила тяжкості настільки слабка, що ефект розтягування часу також дуже крихітний. Однак достовірність ефекту уповільнення часу вимірювалася атомним годинником.

Оскільки час може протікати з різними показниками з різних точок зору, то і події, які тривають довгий час і виміряні однією людиною, займатимуть дуже мало часу порівняно з тим, як це буде, коли такий самий вимір проводитиме інша людина. Це також стосується віддалених зірок. Світло, яке рухатиметься мільярди років для досягнення Землі (виміряне годинником у глибокому космосі), може досягти її поверхні лише за тисячі років, які будуть виміряні годинами на Землі. Це відбувалося б природним чином, якби Земля знаходилася в гравітаційній свердловині, про яку ми поговоримо нижче.

Багато світських астрономів припускають, що Всесвіт нескінченно великий і має нескінченну кількість галактик. Це ніколи не було доведено, і немає жодних доказів, які могли б привести нас до такого висновку. Отже, це, у свою чергу, стрибок "сліпої" віри. Однак, якщо ми замість цього доводу внесемо інше припущення, це призведе до нового висновку. Припустимо, що наша сонячна система розташована неподалік центру кінцевого розподілу галактик. І хоча зараз це довести неможливо, така гіпотеза цілком відповідає доказам, тому що є цілком розумною можливістю.

У такому разі Земля перебуватиме у гравітаційній свердловині. Цей термін означає, що для цього потрібна енергія, щоб витягти щось із нашого середовища в глибший простір. У цій гравітаційній свердловині ми не "відчуватимемо" будь-яку додаткову силу тяжіння, проте на Землі (або в будь-якій точці нашої Сонячної системи) час протікатиме повільніше, ніж в інших місцях Всесвіту. Вважається, що цей ефект сьогодні мало доведений, проте, можливо, у минулому він був набагато сильнішим. (Якщо всесвіт розширюється, як вважає більшість астрономів, тоді фізика стверджує, що, якби світ був меншим, такі ефекти були б сильнішими). У такому разі годинник на Землі відзначав би час набагато повільніше, ніж годинник у глибокому космосі. Таким чином, світло від найдальших галактик прибуде на Землю всього за кілька тисяч років, що вимірюються годинами на Землі. Ця ідея, безперечно, інтригує. І хоча є ще кілька математичних деталей, які вимагають розробки, таке припущення, безумовно, є розумним.

Припущення про синхронізацію

Інший спосіб, в якому важлива відносність часу, стосується теми синхронізації: яким чином встановлюються годинники, щоб вони синхронно читали один і той самий час. Відносність показала, що синхронізація не є абсолютною. Іншими словами, якщо одна людина вимірює двоє синхронізованих годин, інша особа (рухаючись з другою швидкістю) не обов'язково буде вимірювати ці два синхронізовані тимчасові імпульси. Як і при уповільненні часу, цей ефект є нелогічним, тому що він занадто малий, щоб виміряти більшу частину нашого повсякденного досвіду.

Уявіть собі, що літак залишає певне місто о 16:00 для двогодинного польоту. Однак, коли літак приземлився, на годиннику було 16:00. Оскільки літак прибув у той самий час, коли й вилетів, ми могли б назвати це миттєвою подорожжю. Як це можливо? Відповідь у часових поясах. Якщо літак залишив Кентуккі о 16:00 за місцевим часом, то в Колорадо він прибуде також о 16:00, але вже за місцевим часом. Звісно, ​​пасажири на літаку зазнають двогодинної поїздки. Отже, поїздка займає 2 години, що вимірюється за місцевим часом. Однак, поки літак подорожує на захід (і забезпечує досить швидкий шлях), він завжди природно прилетить у той самий час, коли і вилетів, як це виміряно за місцевим часом.

Існує космічний еквівалент локального та універсального часу. Світло, що рухається по відношенню до Землі, схоже на літак, що летить на захід, а сама Земля завжди залишається в одному космічному місцевому часі. Хоча більшість астрономів сьогодні переважно користуються космічним універсальним часом (у якому 100 світлоліт налічує 100 років), історично космічний місцевий час був завжди стандартним. І так можливо, що Біблія використовує космічний місцевий час під час повідомлення подій.

Оскільки Бог створив зірки на 4-й день, їхнє світло залишило зірку в День 4-й і досягло земної кулі на 4-й день космічного місцевого часу. Світло від усіх галактик досягне Землі на 4-й день, якщо ми будемо вимірювати його відповідно до космічного місцевого часу. Хтось може заперечувати, доводячи, що світло рухатиметься мільярди років (оскільки пасажир на літаку переживає два години польоту). Однак, згідно з теорією відносності Ейнштейна, світло не відчуває проходження часу, тому переміщення буде миттєвим. Тепер ця ідея може бути чи не бути причиною того, що далеке зоряне світло може досягти Землі в біблійному масштабі часу, але поки що ніхто не зміг довести, що Біблія не використовує космічний місцевий час. Отже, це можливість, що інтригує.

Припущення натуралізму

Одним із найбільш недоречних припущень у більшості аргументів проти Біблії є припущення натуралізму. Натуралізм - віра в те, що природа, це "все, що є". Прибічники натуралізму припускають, що це явища можна пояснити з погляду природних законів. Це не тільки сліпе припущення, але також однозначно антибіблейське. Біблія дає зрозуміти, що Бог не пов'язаний з природними законами (адже вони, зрештою, є Його законами). Звичайно, Він може використовувати закони природи для виконання Своєї волі, що зазвичай робить. Насправді природні закони можна розглядати у вигляді того, як Бог постійно підтримує Всесвіт. Але Його сутність надприродна та здатна діяти за межами природного закону.

Це, безумовно, сталося під час Тижня створення. Бог створив всесвіт чудовим чином. Він створив її з нічого, не використовуючи для цього жодного матеріалу (Євреїв 11: 3). Сьогодні Бог не займається створенням нових зірок чи нових видів істот. Це тому, що Він завершив створення до сьомого дня. Сьогодні Бог підтримує Всесвіт відмінним способом від того, яким Він його творив. Однак натураліст помилково припускає, що Всесвіт був створений такими ж прийомами, якими він діє сьогодні. Звичайно, було б абсурдно застосовувати це припущення до більшості інших речей. Наприклад, ліхтарик працює, перетворюючи електрику на світло, але він працює завдяки іншим законам.

Оскільки зірки були створені під час тижня Створення, і Бог зробив їх, щоб ми бачили їхній відблиск, то спосіб, яким далеке світло зійшло на Землю, швидше за все, був надприродним. Ми не можемо припустити, що попередні Божі дії зрозумілі з погляду сучасного наукового механізму, тому що наука може досліджувати лише те, як Він сьогодні підтримує світ. Нераціонально стверджувати, що надприродний акт не є істинним на тій підставі, що це не може бути пояснено природними процесами, що спостерігаються сьогодні.

Для нас цілком прийнятно запитати: "Чи Бог використав природні процеси, щоб зоряне світло було доставлене на Землю в біблійний час? І якщо так, то який механізм задіяний?" Але якщо природний механізм не очевидний, це точно не доказ проти надприродного сотворения.Отже, невіруюча людина займається тонкою формою кругових міркувань, коли використовує припущення про натуралізм для урочистої заяви, що далеке зоряне світло спростовує біблійний період.

Світловий час пересування: аргумент "Саморегулювання"

Багато прихильників великого вибуху використовують наведені вище припущення, щоб стверджувати, що біблійний графік часу не може бути правильним через проблему, пов'язану зі світловим часом. Але такий аргумент заперечує сам себе. Це велика помилка, тому що великий вибух має проблему своєї легкої динаміки переміщення. У цій моделі світло має проходити відстань, значно більше, ніж це можливо в межах власного періоду великого вибуху - близько 14 млрд. років. Це серйозна проблема для великого вибуху, яка називається "проблемою горизонту". Нижче наведено деталі.

Проблема горизонту

У моделі великого вибуху Всесвіт починається в нескінченно малому навколишньому середовищі, що називається сингулярністю, яка потім швидко розширюється. Згідно з моделлю великого вибуху, коли Всесвіт все ще дуже малий, він розвиває розбіжні температури в різних місцях. Припустимо, що точка А гаряча, а точка В – холодна. Сьогодні Всесвіт розширився, а точки A та B тепер широко розділені.

Однак Всесвіт має надзвичайно рівномірну температуру на великій відстані – далеко за межами найвідоміших галактик. Інакше висловлюючись, сьогодні точки A і B мають майже тотожну температуру. Ми знаємо це, тому що бачимо електромагнітне випромінювання, що надходить у всіх напрямках простору у вигляді мікрохвиль. Це називається "космічним мікрохвильовим тлом" (CMB). Частоти випромінювання мають характерну температуру 2,7 К (-455°F) та є надзвичайно однорідними у всіх напрямках. Температура відхиляється тільки одну частину в 105.

Проблема полягає в наступному: як точки A та B отримали однакову температуру? Це можливе лише завдяки обміну енергією. Таке відбувається у багатьох системах: наприклад, розглянемо кубик льоду, поміщений у каву. Лід нагрівається, а кава охолоджується, обмінюючись енергією. Аналогічно, точка А може дати енергію точки B у вигляді електромагнітного випромінювання (світла), що є найшвидшим способом передачі енергії, оскільки ніщо не може рухатися швидше, ніж світло. Однак, користуючись припущеннями прихильників "великого вибуху", включаючи уніформізм та натуралізм, не було достатньо часу в 14 млрд. років для одержання світла від А до В - ці точки надто далеко одна від одної. Це проблема, пов'язана з переміщенням, і вона є серйозною. Зрештою, сьогодні А та В мають майже однакову температуру, і тому вони мали обмінюватися світлом кілька разів.

Прихильники "великого вибуху" запропонували низку припущень, які намагаються вирішити проблему світлового часу. Одне з найпопулярніших називається "інфляцією". В "інфляційних" моделях Всесвіт має два розширення: нормальний та швидкий рівень інфляції. Всесвіт починається з нормальної швидкості, яка насправді досить швидка, але повільна порівняно з наступною фазою. Потім вона коротко входить у фазу інфляції, де Всесвіт розширюється набагато швидше. Пізніше Всесвіт повертається до нормального темпу. Все це відбувається на ранньому етапі, задовго до утворення зірок та галактик.

Модель інфляції дозволяє точкам А і В обмінюватися енергією (протягом першого нормального розкладання), та був відштовхуватися під час фази інфляції до величезних відстаней, де вони перебувають сьогодні. Але модель інфляції – не що інше, як розповідь про те, що взагалі не має підтверджень. Це лише спекуляція, спрямовану вирівнювання великого вибуху до суперечливих спостережень. Крім того, інфляція додає додатковий комплект проблем та труднощів моделі "великого вибуху", таких як причина виникнення такої інфляції та витончений спосіб її вимкнути. Все більше світових астрофізиків відкидає інфляцію з цієї чи іншої причини. Зрозуміло, що проблема обрію залишається серйозною проблемою часу переміщення для великого вибуху.

Критик може припустити, що "великий вибух" є кращим поясненням витоків, ніж Біблія, оскільки біблійний витвір має яскраве проміжне світло, яке не має проблем із переміщенням. Але такий аргумент не раціональний, оскільки великий вибух має власну проблему руху світла. Якщо обидві моделі включають істотні сумніви, то вони не можуть бути використані для підтримки однієї моделі іншої. Саме тому далеке зоряне світло не може бути використане, щоб усунути Біблію на користь великого вибуху.

Висновки

Отже, ми бачили, що критики створення повинні використовувати кілька припущень, щоб застосовувати віддалене світло як аргумент проти молодого Всесвіту. І багато з цих гіпотез є сумнівними. Чи знаємо ми, що світло завжди поширювалося із сьогоднішньою швидкістю? Можливо, це розумно, але чи можемо ми в цьому бути абсолютно впевнені, особливо під час Тижня Створення, коли Бог діяв надприродним шляхом? Чи можемо ми бути впевненими в тому, що Біблія використовує "космічний універсальний час", а не найпоширеніший "космічний місцевий час", у якому світло миттєво досягає Землі?

Ми знаємо, що швидкість потоку часу не є жорсткою. І хоча світські астрономи добре знають, що час є відносним, вони припускають, що цей ефект є (і завжди був) дуже малим, але чи можемо ми бути впевненими, що це так? А оскільки зірки були створені під час Тижня Створення, коли Бог усе творив надприродно, тому що ми можемо точно знати, що віддалене зоряне світло прибуло на Землю цілком природними способами? Крім того, коли прихильники великого вибуху використовують віддалене світло, щоб сперечатися проти біблійного творіння, вони використовують аргумент, що спростовує саморегулювання, оскільки великий вибух має власну проблему часу. Якщо ми розглянемо все вищезгадане, то побачимо, що віддалене зоряне світло не завжди було законним аргументом проти біблійних тимчасових масштабів протягом кількох тисяч років.

Оскільки вчені, прихильники створення, вивчають можливі шляхи вирішення проблематики далеких зірок, ми також повинні пам'ятати про сукупність доказів, які узгоджуються з молодістю Всесвіту. Ми бачимо обертальні спіральні галактики, які можуть існувати кілька мільярдів років, оскільки будуть спотворені до невпізнанності. Перед нашими очима відкривається безліч гарячих блакитних зірок, які (з чим навіть погоджуються світські астрономи) не можуть існувати мільярди років. У нашій власній сонячній системі ми стаємо свідками, як розпадаються комети та розкладаються магнітні поля, які також не можуть існувати мільярди років та відомості, що інші сонячні системи мають подібні речі. Звичайно, такі аргументи також включають припущення про минуле. Ось чому, зрештою, єдиним способом знати про минуле, напевно, є надійний історичний запис, зроблений очевидцем. Це саме те, що ми маємо у Біблії.

Про що розповідає світло Суворов Сергій Георгійович

Хвильові властивості світла. Досвід Юнга

Ньютонівська корпускулярна гіпотеза світла панувала дуже довго - понад півтораста років. Але на початку XIX століття англійський фізик Томас Юнг (1773-1829) і французький фізик Огюстен Френель (1788-1827) зробили такі досліди, які переконали фізиків, що світло це не корпускули (частки), а хвилі.

Мал. 11. Досвід Юнга, чи дифракція світла від двох щілин (схема)

Юнг був переконаний, що ньютонові кільця – це результат інтерференції світлових хвиль. Щоб довести, що світло - це хвилі, він вигадав такий досвід. Юнг узяв непрозору платівку і прорізав у ній дві вузькі паралельні щілини. З одного боку він висвітлив ці щілини пучком паралельних одноколірних променів, з другого боку поставив екран (рис. 11). Вчений міркував так. Уздовж променів (на малюнку зліва) йдуть плоскі хвилі світла. Вони падають на щілини. Якщо світло - це хвилі, то за щілинами А 1і А 2відбуватиметься світлова дифракція. щілини А 1і А 2можна як джерела одноколірного світла. Від них праворуч світлові хвилі підуть у вигляді циліндричних (а в розрізі - кругових). Низка хвиль світла, що йдуть від щілини А 1перетнеться з чергою хвиль від щілини А 2. Тому справа повинні також спостерігатись і всі явища інтерференції. У місцях, де «гребінь» однієї низки хвиль зустрінеться зі «впадиною» іншої низки, буде потемніння. А там, де збігатимуться два «гребеня» (а потім дві «впадини»), відбудеться посилення світла. На екрані праворуч мають з'явитися світлі (однокольорові) та темні «інтерференційні» смуги.

Юнг мав рацію. Він зробив задумений досвід і отримав лінії інтерференції. В основі цього досвіду лежить явище дифракції світла. Тому досвід Юнг називають ще дифракцією від двох щілин.

Трохи пізніше новий досвід, що підтверджує хвильову природу світла, зробив Френель. Він змусив джерело світла відбитися від двох нахилених один до одного дзеркал; від обох дзеркал пішли дві однакові черги відбитих світлових хвиль, які почали перетинатися. І в цьому випадку було отримано інтерференційні смуги.

Так було доведено, що світло має хвильові властивості.

Але що це за хвилі, на початку ХІХ століття ніхто не знав. Звісно, ​​ці хвилі не схожі на водяні. Гребенів та западин уздовж світлового променя немає. Фізики вважали, що це якісь пружні хвилі у світовому середовищі – ефірі.

З книги Медична фізика автора Підколзина Віра Олександрівна

21. Механічні властивості біологічних тканин Під механічними властивостями біологічних тканин розуміють два їх різновиди. Одна пов'язана з процесами біологічної рухливості: скорочення м'язів тварин, зростання клітин, рух хромосом у клітинах при їхньому розподілі та ін.

З книги Історія свічки автора Фарадей Майкл

30. Фізичні властивості та параметри мембран Вимірювання рухливості молекул мембрани та дифузія частинок через мембрану свідчить про те, що біліпідний шар веде себе подібно до рідини. Проте мембрана є упорядкованою структурою. Ці два факти припускають, що

З книги Теорія Всесвіту автора Етернус

39. Властивості магнетиків та магнітні властивості тканин людини Молекули парамагнетиків мають відмінні від нуля магнітні моменти. За відсутності магнітного поля ці моменти розташовані хаотично та його намагніченість дорівнює нулю. Ступінь упорядкованості магнітних

Що таке теорія відносності автора Ландау Лев Давидович

ЛЕКЦІЯ V КИСНЕ ЗМІСТЬТЬСЯ У ПОВІТРЯХ. ПРИРОДА АТМОСФЕР. ЇЇ ВЛАСТИВОСТІ. ІНШІ ПРОДУКТИ ГОРЕННЯ СВІЧКИ. Вуглекислота, її властивості Ми вже переконалися, що водень і кисень можна отримати з води, отриманої нами при горінні свічки. Ви знаєте, що водень береться зі свічки, а

З книги Крапля автора Гегузін Яків Євсійович

З книги Еволюція фізики автора Ейнштейн Альберт

З книги Фізика на кожному кроці автора Перельман Яків Ісидорович

Досвід повинен вирішити Що робити з цим протиріччям? Перш ніж висловлювати ті чи інші міркування з цього приводу, звернемо увагу на таку обставину. Протиріччя між поширенням світла та принципом відносності руху ми отримали виключно

З книги Про що розповідає світло автора Суворов Сергій Георгійович

Досвід Плато

Як зрозуміти складні закони фізики. 100 простих та захоплюючих досвідів для дітей та їх батьків автора Дмитрієв Олександр Станіславович

Досвід Релея-Френкеля

З книги На кого впало яблуко автора Кессельман Володимир Самуїлович

Геометрія та досвід Наш наступний приклад буде більш фантастичним, ніж приклад з падаючим ліфтом. Ми маємо підійти до нової проблеми, проблеми зв'язку між загальною теорією відносності та геометрією. Почнемо з опису світу, в якому живуть лише двовимірні, а не тривимірні

З книги автора

Досвід із лампочкою Брат – усе ще в напівтемряві – наполовину відокремив газету від грубки і підніс лампочку цоколем до паперу. Легкий тріск, іскра – і на мить вся лампочка наповнилася ніжним зеленуватим сяйвом. – Ось мій улюблений досвід, – сказав брат, наближаючи лампочку до

З книги автора

Досвід з водяним струменем Ми пустили з крана тонкий водний струмок, що гулко вдаряв об дно раковини. — Зараз я примушу цей струмінь, не торкаючись до нього, текти інакше. Куди хочеш, щоб вона відхилилася: вправо, вліво, вперед? – Вліво, – відповів я. – Добре! Не повертай крана, я

З книги автора

Світло та хімічні властивості атомів З оптичними спектрами атомів ми маємо справу з перших сторінок нашої книжки. Це їх спостерігали фізики на зорі розвитку спектрального аналізу. Це вони були прикметами для розпізнавання хімічних елементів, бо у кожного хімічного

З книги автора

Модуляція світла. Перетворення світла Про активне ставлення людини до природи Могутність розуму людини полягає в її активному відношенні до природи. Людина як споглядає, а й перетворює природу. Якби він тільки пасивно споглядав світло, як щось знайдене в

З книги автора

71 Ще про атмосферний тиск, або Досвід у «Макдоналдсі» Для досвіду нам знадобиться: напій із соломинкою. Ми пам'ятаємо досвід із перевернутою склянкою, з якої не виливалася вода. А подібний досвід, тільки спрощений, можна зробити для своїх друзів під час відвідування будь-кого

З книги автора

Досвід, який не варто повторювати «Хочу повідомити вам новий і страшний досвід, який раджу самим ніяк не повторювати», - писав голландський фізик ван Мушенбрук паризькому фізику Реомюру і повідомляв далі, що коли він узяв у ліву руку скляну банку з наелектризованою

Хвилі, як відомо, властиво поширюватися. Кінетична енергія проходить через речовину, не замінюючи молекули самої речовини. Вона проводить речовину через фази стискування (зближуючи молекули одна з одною) і розрідження (коли молекули одна від одної віддаляються). Саме це відбувається в динаміці, що вібрує від музики.

Коли хвилі вступають у контакт один з одним, на їхньому шляху виникає перешкода. Якщо хвилі знаходяться в одній фазі (стиснення або розрідження) одночасно, відбувається посилення. Якщо хвилі перебувають у різних фазах (одна намагається стиснути речовина, інша розрідити), відбувається придушення хвилі. Саме так працюють навушники, через які не проникає зовнішній шум (шумопридушливі навушники): вони виробляють звукову хвилю, подібну до тієї, яка характерна для небажаного шуму, але в протилежній фазі. Цим забезпечується ефект придушення хвилі молекул повітря стороннього шуму. Коли її енергія досягає вашого вуха, зовнішній крик сприйматиметься вами подібно до шепоту, а відлуння гуркоту могутнього мотора літака долине до вас слабким дзижчанням.

Іншою важливою властивістю хвиль є заломлення (дифракція). Коли хвилі зіштовхуються своєму шляху з перешкодою, вони огинають його, та був вступають друг з одним у взаємодію. У описаному нижче експерименті ми поставимо на шляху світла перешкоди, забезпечивши проходи, які дадуть світловій хвилі можливість переломитися. Різні точки заломлення хвиль демонструють приклади конструктивних та деструктивних перешкод. Ви зможете спостерігати дивовижне поглинання світлом самого себе.

Необхідні матеріали

Три або більше грифелів для механічного олівця (підійдуть діаметром 0,5 або 0,7 міліметра), лазерна указка (червоне світло непогане, але ефект від зеленого буде наочнішим), темна кімната.

Хід експерименту

Потім кімнату. Темрява має бути близькою до абсолютної. Стати на відстані приблизно 1 метр 20 сантиметрів від стіни. Розмістіть три грифелі між великим та вказівним пальцем лівої руки. Для тих, чия основна рука ліва, рекомендується розміщувати грифелі у правій руці. Розмістіть їх так, щоб відстань між ними була вкрай невелика. Таким чином, між грифелями утворюються два невеликі проходи, які і будуть каналами заломлення.

Увімкніть лазерну указку та направте її світло у сформовані грифелями канали та подивіться на відбите від стіни світло. Що ви бачите? У ході експерименту змінюйте положення грифелів та напрямок лазера, а також ширину каналів заломлення. Якщо ви робите все правильно, світловий малюнок на стіні змінюватиметься. Спробуйте використати більше грифелів, щоб створити більше дифракційних каналів. Як додаткові канали змінюють світлову проекцію на стіні?

Спостереження та результати

Світло лазера проявить себе у формі двох паралельних, але зчеплених між собою хвиль. Світлові лінії будуть паралельні одна одній, якщо фаза хвиль збігається. Світло від кишенькового ліхтарика цього ефекту не дасть: промені ніколи не будуть паралельні один одному. Хвилі лазерного світла заломлюються, проходячи через дифракційні канали, утворені олівцевими грифелями, породжуючи проекцію на стіні. При перекритті хвилями один одного вони вступають у взаємодію. У деяких випадках це перекриття буде конструктивним, в інших – деструктивним. При конструктивній взаємодії світло на стіні буде яскравим. В інших випадках хвилі пригнічуватимуть одна одну (деструктивна взаємодія). У таких випадках на світловій проекції з'являться темні проміжки.

Коли світло поводитиметься лише як частка, ви зможете бачити на стіні лише дві точки навпроти каналів заломлення. До сучасного ставлення до природі світла людство йшло довго. Великий англійський вчений Ісаак Ньютон визначав світло як поток частинок. У 19 столітті вчені дійшли висновку, що світло є хвилею. Але оскільки світло поводилося подібно до частинок, висловив припущення про те, що світло насправді є часткою, що називається фотоном. Фізик Макс Планк запанікував, вигукуючи: «теорія світла буде відкинута не на десятиліття, але в століття» у разі, якщо наукове співтовариство погодиться з теорією Ейнштейна. Зрештою, науковими колами було вироблено компромісне визначення: світло одночасно є і часткою (фотоном) і хвилею.

Роздуми про хвильову природу світла кореспондуються з ймовірністю того, що фотон буде у певному місці у певний час. Це дозволяє чіткіше зрозуміти, як можна змусити фотони зайняти на стіні певні позиції, коли їхні хвилі створюють один одному перешкоди. Менш інтуїтивно зрозумілий той факт, що фотони можуть одночасно проходити через два канали, продовжуючи виявляти поведінку, характерну для хвилі, що наштовхується на перешкоди. І як окремі фотони здатні, пройшовши через два канали, прибути в ту саму точку!

Цей нескладний фізичний експеримент, проведений зимовим вечором у родинному колі, дозволить отримати масу приємних емоцій. Наука буває не лише корисною, а й вкрай цікавою. А продовжує неухильно рухатися шляхом науково-технічного прогресу, який задовольняє як матеріальні потреби, а й потреба розумного істоти у нових знаннях.

За мотивами Education.com