Un experiment confirmă un efect prezis acum 66 de ani
Un experiment recent a reușit să vizualizeze un efect prezis acum 66 de ani, cunoscut sub numele de efectul Penrose-Terrell. Acest fenomen bizar, anticipat de fizicienii James Terrell și Roger Penrose în 1959, ilustrează cum obiectele care se deplasează la viteze apropiate de cea a luminii pot părea nu doar deformate, ci și rotite optic din perspectiva unui observator extern.
Conform teoriei speciale a relativității a lui Einstein, un obiect care se deplasează cu viteze apropiate de viteza luminii pare să se micșoreze în direcția deplasării pentru un observator aflat în repaus. Profesorul Peter Schattschneider, de la Universitatea Tehnică din Viena, oferă un exemplu: „Să presupunem că o rachetă trece pe lângă noi cu 90% din viteza luminii. Pentru noi, ea nu mai are aceeași lungime ca înainte de a decola, ci este de 2,3 ori mai scurtă.”
Terrell și Penrose au demonstrat că, din cauza modului în care lumina ajunge la ochii observatorului, obiectele în mișcare rapidă nu doar că par contractate, dar și rotite. Această rotație este o iluzie optică generată de diferențele de timp în care lumina de la diferite puncte ale obiectului ajunge la observator. „Dacă ai vrea să fotografiezi racheta în timp ce zboară pe lângă tine, ar trebui să ții cont de faptul că lumina de la diferite puncte ale obiectului ajunge la cameră în momente diferite”, explică Schattschneider.
Pentru a face vizibil acest efect, echipa de cercetători a recreat o „versiune încetinită” a vitezei luminii. Studenții Victoria Helm și Dominik Hornof au folosit o combinație de impulsuri laser extrem de scurte și o cameră de mare viteză. „Am mișcat un cub și o sferă prin laborator și am folosit camera pentru a înregistra reflexiile impulsurilor laser de la diferite puncte ale obiectelor, în momente diferite”, explică cei doi.
Folosind această metodă, echipa a simulat modul în care ar arăta un cub aflat în mișcare cu 80% din viteza luminii și o sferă cu 99,9% din viteza luminii. Imaginile obținute au fost combinate într-un scurt videoclip care redă ceea ce ar percepe un observator într-un astfel de context.
Un experiment confirmă o teorie de acum 66 de ani
Rezultatul experimentului a fost conform așteptărilor cercetătorilor. Conform afirmațiilor lui Schattschneider, „cubul pare răsucit, iar sfera rămâne o sferă, dar cu polul nord într-o altă poziție”. Această observație este semnificativă, având în vedere că teoreticienii au prezis acest efect cu 66 de ani în urmă.
Studiul a fost publicat în revista Communications Physics, aducând o contribuție importantă la înțelegerea fenomenelor fizice corelate cu geometria obiectelor tridimensionale.
