Физики определили силу замедления скорости света вокруг бегуна Усейна Болта

Британским ученым удалось установить, насколько замедляется бег света вокруг Усейна Болта во время разбега спортсмена и в те периоды, когда он достигает максимальных скоростей, которые дают ему возможность постоянно побеждать на разного рода соревнованиях и чемпионатах, и в частности, на Олимпиадах.

Любой объект, который движется от нас или к нам на достаточно большой скорости, покажется нам, за счет эффекта растягивания и сжатия волн, окрашенным в различные цвета. Этот эффект открыл австрийский физик Христиан Допплер в 1842 году. Благодаря данному эффекту, который получил название допплеровского свечения, объекты и звезды, которые движутся к нам, кажутся более синими, а те светила и галактики, которые от нас удаляются – более красными. Этот же эффект оказывает влияние и на другие колебания, в частности, ультрафиолет, рентген и звук.

Бенджамину Гриффитсу и его коллегам из Лестерского университета стало интересно, сможет ли самый быстрый человек на планете Усейн Болт разогнаться до такой скорости, при которой его желтая майка изменила бы цвет, став более красной при движении от камеры, и более синей при движении к ней. Чтобы провести необходимые расчеты исследователи взяли данные, записанные представителями Международной ассоциации федераций легкой атлетики, о скорости движения и ускорении спортсмена, которые были сделаны в ходе забегов на одной из недавних летних олимпиад. А для того, чтобы расчеты были максимально простыми, ученые проводили вычисления синего и красного смещений Болта на каждые 20 метров, которые ямайский атлет пробегал по стометровой дистанции.

Подобные расчеты имели большое значение, поскольку спортсмен постоянно ускорялся, и каждый такой сегмент пробегал с более высокой скоростью. Так, если первые 20 метров он преодолел за 2,8 секунды, то последние он пробежал всего на 1,66 секунды, при этом достигнув скорости в 43 километра в час.

Как отмечают авторы исследования, такая скорость вполне соответствует допплеровскому свечению в 24 в десять минут пятнадцатой степени метра. К слову, средняя длина воны лучей желтого света равна 580 нанометров, а это почти в 25 миллионов раз больше, нежели синее или красное смещение.

Ученые говорят о том, что глаз человека способен видеть подобные сдвиги в одну или другую сторону на один нанометр, а показатель 24 фемтометра приблизительно в 40 тысяч раз меньше данного значения. Таким образом, можно утверждать, что судьи и зрители не смогут заметить изменений цвета майки атлета, но в то же время, эти смещения могут зафиксировать высокочувствительные фотодетекторы.

И все же, чтобы произошло подобное, Болту необходимо было бы разогнаться до невероятной скорости, равной 1,86 миллиона километров в час. Примерно такова скорость солнечного ветра, но вместе с тем, она недостижима даже для самых быстрых космических аппаратов и прочих рукотворных объектов.

Нужно сказать, что Университет Лестера, в частности, факультет физики и астрономии, каждый год публикует издание Physics Special Topics. Редакторами и авторами являются студенты четвертого курса. Все материалы проходят обязательное рецензирование и получают оценку преподавателей, а также необходимы для получения диплома.

Как правило, начинающие британские ученые отдают предпочтение необычным темам. Так, к примеру, в 2013 году они попытались выяснить, можно ли отапливать помещение тем теплом, которое выделяют в ходе напряженных дискуссий члены британского парламента, а кроме того, они установили, что персонажам из «Пиратов Карибского моря» Джеку Воробью и Уиллу Тернеру, идущим под водой под перевернутой лодкой, воздуха хватило бы на целых три часа. В 2015 году молодые ученые интересовались свойствами мечей джедайев, вероятностью того, что астероид, погубивший динозавров, был сбит лазером и прочими фантастическими сценариями.