Zaczniemy może od tego, czym jest światło. Oczywiście nie będziemy się skupiać nad tym, co widzi każdy. Mówiąc światło, mam na myśli promieniowanie optyczne, czyli fale widzialne oraz podczerwień i ultrafiolet.
Fale widzialne to też dziwne zagadnienie, gdyż, jak łatwo się domyśleć, każdy człowiek widzi inaczej. Dolny zakres to około 380-400 nanometrów a górny to około 700-780 nanometrów. Tak więc czasami przeczytacie, że zakres widzialny to 380-780 nm, a czasami 400-700 nm i ciężko się do tego przyczepić.
A cóż to jest owo promieniowanie optyczne, tak konkretnie? Nazwiemy to promienowaniem podlegającym prawom optyki geometrycznej i falowej. Zakres długości przyjmujemy od 10 nanometrów aż do jednego milimetra. Światło postrzegamy (no, może niekoniecznie taki na przykład ja, ale mówimy o nauce) dualnie (jest to tzw. dualizm korpuskularno-falowy), zarówno jako falę elektromagnetyczną i jako strumień cząstek (fotonów).
Teraz dochodzimy do sedna, czyli do prędkości światła. Zazwyczaj używamy prędkości zaokrąglonej do trzystu tysięcy kilometrów na sekundę. W rzeczywistości, stała c, opisuje prędkość światła w próżni i wynosi 299 792 458 metrów na sekundę.
Ludzie próbowali mierzyć prędkośc światła od kilkuset lat (możliwe, że i wcześniej, ale były to próby z góry skazane na niepowodzenie). Bogiem a prawdą – te próby sprzed kilkuset lat (np. próba Galileusza – pierwsza odnotowana) również były z góry skazane na porażkę. Jednak już w 1676 roku, niejaki Ole Rømer stwierdził, iż światło dla przebycia 3 tysięcy mil francuskich (około 13 tysięcy kilometrów) potrzebuje mniej niż sekundy – oparł się tu na obserwacji Jowisza. I choć nie wyliczył nawet przybliżonej prędkości rzeczywistej – to wskazał, iż jest to prędkość raczej spora.
Pierwszego pomiaru w laboratorium dokonał w 1849 roku Armand Fizeau, fizyk francuski. Od tamtej pory metody pomiaru prędkości światła były stale rozwijane, zwiększała się ich dokładność, czego rezultatem był, co chyba oczywiste, wzrost dokładności. Pomiar naprawdę precyzyjny przeprowadził Albert Michelson, który otrzymał między innymi za to, Nagrodę Nobla w 1907 roku.
Czy światło można przyspieszyć? Niewątpliwie… nie wiemy. Niektórzy twierdzą, że istnieją tachiony – cząsteczki szybsze niż fotony w próżni. Możliwe, choć nie potwierdzono ich istnienia – są, jeżeli są, za szybkie na potwierdzanie. Może kiedyś. Nadświetlność to jednak nie tylko przekraczanie stałej c w próżni. Czasami nazywamy tak wstrzeliwywanie fotonów do obiektu, w którym poruszają się wolniej niż w próżni z prędkością większą od nominalnej dla obiektu (nadal jednak jest to prędkość mniejsza niż c).
Interesującym wydaje się fakt spowalniania światła. W niektórych środowiskach nie trzeba specjalnie się starać – światło w diamencie biegnie z prędkością około 130 tysięcy kilometrów na sekundę – a to przeszło dwukrotnie wolniej niż w próżni. Niezły wynik!
Jeszcze lepszy wynik dało przepuszczenie światła przez sód, w temperaturze -272 stopni Celsjusza. Praktycznie spacerek – światło leciało z prędkością 60 kilometrów na godzinę! Niewiele mniej osiąga sprinter klasy światowej na setkę, a dla samochodu jest to prędkość spacerowa. Poza terenem zabudowanym, rzecz jasna.
W roku 2000 udało się światło zatrzymać (zrobił to zespół naukowców z Uniwersytetu Harvarda), przepuszczając je przez strumień atomów rubidu.
