Физики из Венского университета впервые смогли воспроизвести оптическую иллюзию, известную как эффект Террелла-Пенроуза, для объектов, движущихся со скоростью, близкой к скорости света.
Об этом сообщает ProIT
Одним из ключевых предсказаний специальной теории относительности Альберта Эйнштейна является лоренцево сокращение, которое утверждает, что объект, движущийся близко к световой скорости, сокращается по сравнению со своей длиной в состоянии покоя, а время для такого объекта замедляется. Однако в 1959 году физики Джеймс Террелл и Роджер Пенроуз независимо друг от друга указали, что объект со скоростью, близкой к световой, выглядит не сжатым, а немного повернутым из-за оптического эффекта, который до сих пор удавалось воспроизвести лишь в симуляциях.
Теперь австрийским ученым удалось впервые реализовать эту оптическую иллюзию на практике. Важно отметить, что физически объект не деформируется и не изменяет формы. Иллюзия возникает из-за разного расстояния, которое свет проходит от разных концов объекта до наблюдателя. Для воспроизведения эффекта Террелла-Пенроуза физики использовали неподвижный куб, напечатанный на 3D-принтере, и аналогичную сферу, которые освещали лазерными импульсами. Благодаря сверхскоростной камере и лазерным импульсам ученые смогли имитировать снижение скорости света до 2 метров в секунду.
Импульсы выпускались последовательно, при этом изменялось время задержки. Макеты во время экспозиции сдвигались на небольшое расстояние, которое объект прошел бы между импульсами, если бы двигался со скоростью, близкой к световой. Отраженный свет от различных частей куба и сферы фиксировался с помощью камеры, поэтапно воспроизводя восприятие движущегося объекта.
«Мы перемещали куб и сферу по лаборатории и использовали высокоскоростную камеру для записи лазерных вспышек, отраженных от различных точек на этих объектах в разное время. Если правильно рассчитать время, можно создать ситуацию, которая даст те же результаты, как будто скорость света не превышала 2 метра в секунду», — объясняет профессор Петер Шатшнайдер из Венского университета.
По итогам эксперимента физики получили серию фотографий и анимаций, которые имитируют восприятие объекта, движущегося со скоростью, близкой к световой. Эти изображения были объединены в один кадр, соответствующий единому моменту времени для наблюдателя.
Этот эксперимент стал первым случаем физического моделирования эффектов, которые возникают при движении объекта со скоростью, близкой к световой, что открывает новые возможности для визуализации других необычных эффектов, которые ранее подтверждались лишь теоретически или в симуляциях.
Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Physics.
