Sneller Dan Het Licht! Incredible Illusion Maakt Images 'Time Travel'

{h1}

Door de illusie te creëren dat licht sneller reist dan met lichtsnelheid, hebben onderzoekers aangetoond dat voorwerpen in de loop van de tijd achteruit lijken te kunnen gaan.

Met behulp van een raar fenomeen waarin lichtdeeltjes sneller lijken te vliegen dan licht, hebben wetenschappers aangetoond dat lichtgolven in de tijd achteruit lijken te kunnen reizen.

Het nieuwe experiment toont ook andere bizarre effecten van licht, zoals paren beelden die elkaar vormen en vernietigen.

Alles bij elkaar genomen, bewijzen de resultaten uiteindelijk een eeuwenoude voorspelling van de Britse wetenschapper en polychrist Lord Rayleigh. Het fenomeen, dat tijdomkering wordt genoemd, kan onderzoekers in staat stellen ultrasnelle camera's te ontwikkelen die rond hoeken kunnen kijken en door muren heen kunnen kijken. [In afbeeldingen: de 11 mooiste vergelijkingen ter wereld]

Backtracking geluidsgolven

Lord Rayleigh - de briljante Britse fysicus die het edelgas argon ontdekte en uitlegde waarom de lucht blauw is - maakte ook bijna een eeuw geleden een bizarre voorspelling over geluidsgolven. Rayleigh redeneerde dat, omdat de snelheid van het geluid gefixeerd is, een object dat sneller beweegt dan dat terwijl het geluid wordt uitgespuugd, zou resulteren in geluidsgolven die in de tegenovergestelde richting van het object lijken te bewegen en dus lijken te zijn omgekeerd in de tijdoriëntatie. Bijvoorbeeld, een fonograaf op een vliegtuig dat op Mach 2 rijdt, of twee keer de snelheid van het geluid, lijkt de muziek achterwaarts te spelen.

Geen enkele wetenschap twijfelde echt aan dit idee, maar er was geen gemakkelijke manier om het te testen.

"Met behulp van geluid is het iets dat echt moeilijk te verifiëren en te horen is", zegt co-auteur Daniele Faccio, een natuurkundige aan de Heriot-Watt University in Schotland.

Geluid reist met 761.2 mph (1.225 km / h), maar dat betekent dat, om een ​​clip van muziek van 3 seconden achterwaarts te horen, een supersonische jet die op Mach 2 (of tweemaal de snelheid van het geluid) rijdt, de muziek meer zou gaan afspelen dan een mijl van de locatie van de luisteraar. De verstrooiing en absorptie van de geluidsgolven in de lucht zou de muziek tegen die tijd volledig onhoorbaar maken, zei Faccio.

Lichtomkering

Maar Faccio en zijn collega's beseften dat als de voorspellingen van Rayleigh waar zouden zijn, hetzelfde effect zou optreden bij andere soorten golven, zoals lichtgolven. Het licht reist veel, veel sneller dan geluid, met een snelheid van 670 miljoen mph (1,1 miljard km / h). En de golflengten zelf zijn klein, wat betekent dat de tijdomkering kan worden aangetoond in een kamer van normale grootte.

De onderzoekers waren ook geïnteresseerd in het bestuderen van dit idee, omdat ze ultrasnelle camera's ontwikkelden die rond de hoeken konden kijken en het fenomeen hun algoritmen kon beïnvloeden.

Er was slechts één probleem met het testen van Rayleigh's voorspelling met licht: niets kan sneller reizen dan de snelheid van het licht.

Om een ​​sneller-dan-lichtbron te maken, gebruikte het team een ​​vreemd fenomeen, belichtingsfronten, dat eerder werd beschreven in een reeks fascinerende gedachte-experimenten.

De truc achter verlichtingsfronten is dat, hoewel een beeld sneller kan bewegen dan licht, de fotonen zelf nooit de lichtsnelheid overschrijden.

Dit is hoe verlichtingsfronten werken. Stel je voor dat je een laseraanwijzer neemt en het punt over een enorme en verre muur veegt. Terwijl de fotonen die van de laserpointer naar de muur reizen met hun normale snelheid bewegen, omdat het licht schuin de muur raakt, beweegt de punt op de muur (het verlichtingsfront) altijd sneller dan dat. [Science Fiction of feit? De plausibiliteit van 10 sci-fi-concepten]

Invriezende fotonen in de lucht

Vervolgens moest het team echter een manier vinden om de snelle paden van afbeeldingen vast te leggen terwijl ze over een muur zoomden.

"Het belangrijkste stuk apparatuur was de camera waarmee we in wezen licht in beweging kunnen bevriezen", vertelde Faccio aan WordsSideKick.com. [Video: Hoe licht te bevriezen]

Om tijdomkering in de act te vangen, creëerde het team een ​​verlichtingsfront door een enkele lichtlijn op een scherm te projecteren en die lijn sneller over het scherm te bewegen dan de lichtsnelheid. Tegelijkertijd veroverden ze het gereflecteerde licht in beweging met behulp van een supersnelle camera. De camera snauwde foto's in een paar picoseconden, of biljoenensten van een seconde, gedurende welke tijd fotonen slechts een paar voet reizen.

En ja hoor, de camera legde de lijn op de muur vast in de tegenovergestelde richting van de manier waarop ze de lijn bewogen, alsof hij achteruit in de tijd was gereisd.

Zelfvernietigende tweeling

In een tweede experiment verifieerde het team een ​​nog meer bizar effect, genaamd paarvorming en annihilatie. (Robert Nemiroff, een natuurkundige aan de Michigan Technological University, voorspelde dit effect voor astronomische objecten in een studie die in mei 2015 online was gepubliceerd in het preprint-tijdschrift arXiv.)

Faccio en zijn collega's hadden een verlichte voortrein over een gebogen scherm. Omdat de snelheid van de geprojecteerde lijnen de lichtsnelheid overschreed, werd een paar lijnen gemaakt en de twee lijnen werden van elkaar verwijderd. Met behulp van een andere kromming, het paar lijnen verplaatst naar elkaar, samengevoegd en vervolgens vernietigde elkaar, de onderzoekers gemeld vrijdag (15 april) in het tijdschrift Science Advances.

De bevindingen kunnen implicaties hebben voor de hoekcamera's van de onderzoekers. Dit soort 'supersight' vereist dat wetenschappers de paden analyseren die lichtdeeltjes nemen wanneer ze stuiteren en verschillende objecten verstrooien.Normaal gaat het licht zo snel dat voor het menselijk oog het licht dat van veel verschillende locaties komt, ogenblikkelijk lijkt te verschijnen, waardoor het onmogelijk is om deze verschillende lichtpaden op te lossen en achter hoeken te "zien".

Maar omdat hogesnelheidscamera's het bewegende licht kunnen vastleggen, kunnen onderzoekers de vorm van voorwerpen reconstrueren die zich mogelijk niet in de directe gezichtslijn bevinden. De wiskundige berekening van deze paden zou echter rekening moeten houden met de mogelijkheid dat sommige van de lichtstralen die ze zien in de tijd zijn omgekeerd, omdat ze afkomstig zijn van een verlichtingsfront, zei Faccio.

De nieuwe bevindingen zijn van toepassing op elk type golf, zei Faccio. Er kunnen bijvoorbeeld bepaalde gevallen zijn waarbij een seismische golf van een schuin stuk rots diep onder het aardoppervlak botst, wijzend op aardbevingsactiviteit in één richting, terwijl het feitelijk in de tegenovergestelde richting plaatsvond, zei Faccio.

De nieuwe paper heeft ook enkele andere interessante implicaties, zei Nemiroff, die niet betrokken was bij de huidige studie.

"Ik ben er niet zeker van dat Lord Rayleigh noch [de auteurs van het artikel] zich ervan bewust waren dat de sonische knallen het geluidsequivalent zijn van verlich- ting-frontpaircreaties," vertelde Nemiroff WordsSideKick.com in een e-mail. "Met licht zie je eerst een flits wanneer een paargebeurtenis wordt gemaakt, maar met geluid hoor je een hausse."

Volg Tia Ghose op Twitter and Google+. Volgen WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel op WordsSideKick.com.


Video Supplement: Moving Illusions.




Onderzoek


Langley, Samuel Pierpont
Langley, Samuel Pierpont

Als Je Niest Met Je Ogen Open, Zullen Je Ogen Uit Je Schedel Springen?
Als Je Niest Met Je Ogen Open, Zullen Je Ogen Uit Je Schedel Springen?

Science Nieuws


Dit Was 'S Werelds Grootste Vogel. Het Woog Evenveel Als Een Dinosaurus.
Dit Was 'S Werelds Grootste Vogel. Het Woog Evenveel Als Een Dinosaurus.

Hoe Verandering Van Seizoenen Dieren En Mensen Beïnvloedt
Hoe Verandering Van Seizoenen Dieren En Mensen Beïnvloedt

Stealth-Modus: Orka'S Gaan Duister Om Roofvis Te Worden
Stealth-Modus: Orka'S Gaan Duister Om Roofvis Te Worden

Zouden Mensen Die Op Mars Zijn Geboren Langer Groeien Dan Aardbewoners?
Zouden Mensen Die Op Mars Zijn Geboren Langer Groeien Dan Aardbewoners?

Trias Tijdelijke Feiten: Klimaat, Dieren En Planten
Trias Tijdelijke Feiten: Klimaat, Dieren En Planten


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com