Ánh sáng khi di chuyển trong không gian có bị hao mòn không?
Ánh sáng di chuyển trong không gian không hao mòn dù sau 25 triệu năm trên đường.
Giao tiếp đầu tiên về lý do tại sao ánh sáng không bị hao mòn khi di chuyển qua không gian bắt đầu từ câu chuyện giữa tác giả, Jarred Roberts, và vợ ông, Cristina. Khi họ cùng quan sát qua kính viễn vọng và phát hiện hình ảnh của Galaxie Pinwheel từ khoảng cách 25 triệu năm ánh sáng, thắc mắc về việc liệu ánh sáng có bị hao mòn hay không được nảy lên. Điều này đưa đến một bài giảng khoa học lý thú về bản chất của ánh sáng và hành trình không gian rộng lớn của nó.
Ánh sáng, theo Jarred Roberts, là sóng điện từ liên hợp giữa sóng điện và từ, không mang khối lượng. Do tính chất này, ánh sáng có thể di chuyển với tốc độ tối đa trong chân không là 300.000 km/giây, tốc độ không có gì trong vũ trụ có thể đạt tới khi mang khối lượng. Điều này cho phép nó không chỉ di chuyển không ngừng mà còn đảm bảo rằng nó không bị mệt mỏi hoặc hao hụt năng lượng khi không có vật cản trên đường đi.
Một khía cạnh thú vị khác là hiện tượng 'giãn thời gian', nơi mà thời gian trôi khác nhau tuỳ theo tốc độ di chuyển. Vì vậy, đối với một photon ánh sáng, thời gian gần như đứng yên trong khi từ góc nhìn của chúng ta trên Trái Đất, quãng thời gian từ khi ánh sáng rời Galaxie Pinwheel đến khi tới được đến kính viễn vọng của họ là 25 triệu năm. Từ quan điểm của photon, hành trình này dường như là cùng lúc, và chỉ là một giây nhỏ giữa phát xạ và hấp thụ.
Một số ánh sáng có thể mất năng lượng khi va chạm với hạt bụi hoặc vật cản vật lý khác trong không gian. Nhưng vì vũ trụ chủ yếu trống rỗng và có rất ít các chướng ngại, hầu hết ánh sáng không hề chịu ảnh hưởng nào. Vấn đề này làm nổi bật sự vĩ đại và rộng lớn của không gian, nơi ánh sáng có thể tiếp tục mà không bị cản trở.
Tuy nhiên, ánh sáng và tốc độ của nó có sự liên quan mật thiết với không-thời gian. Khi tốc độ đến gần tốc độ ánh sáng, các khái niệm về không gian và thời gian đều thay đổi, làm cho quãng đường di chuyển ngắn lại từ quan điểm của vật thể di chuyển. Điều này giải thích tại sao ánh sáng từ một nguồn rất xa vẫn có thể chạm tới chúng ta mà gần như không bị mất mát năng lượng.
Nguồn: Gizmodo, The Conversation