Vai gaisma vienmēr pārvietojas ar tādu pašu ātrumu?

Gaismas ātrums vakuumā ir 299,792,458 670,615,343 XNUMX metri sekundē jeb XNUMX XNUMX XNUMX jūdzes stundā. To apzīmē ar mainīgo c, kas apzīmē latīņu celeritas, kas nozīmē ātrumu. Fiziķi ir vienisprātis, ka, pieņemot vispārējo relativitātes teoriju, Einšteina dominējošo fizikas teoriju, gaismas ātrums vakuumā ir jāpieņem kā konstante. Tāpēc fizikas aprindās ar lielām aizdomām raugās uz jebkuru eksperimentu, kas liek domāt, ka gaismas ātrums vakuumā laika gaitā mainās.

Tomēr ir plaši zināms, ka gaismas ātrums ir mainīgs, kad tā nepārvietojas caur vakuumu. Gaismas ātruma attiecību caur noteiktu vidi un caur vakuumu sauc par vides refrakcijas koeficientu vai optisko blīvumu. Dažiem medijiem ir tik augsts refrakcijas indekss, ka tie var palēnināt gaismu līdz staigājoša cilvēka ātrumam vai pat īslaicīgi apstādināt to.

Piemēram, gaismas ātrums caur gaisu ir ļoti tuvu tā ātrumam vakuumā. Atkarībā no caurspīdīgā materiāla blīvuma tas var palēnināt apgaismojumu lielākā vai mazākā mērā. Ūdens un stikls var palēnināt to attiecīgi līdz 3/4 un 2/3 no c. Dažādi viļņu garumi arī pārvietojas ar dažādu ātrumu, izmantojot dažādus medijus. Piemēram, zilā gaisma, ejot cauri prizmai, pārvietojas ar atšķirīgu ātrumu nekā sarkanā, izraisot abu atdalīšanu procesā, ko sauc par dispersiju.

Patiesībā gaismas ātrums faktiski nekad nepalēninās. Tas tikai aizkavējas, jo starptelpas atomi absorbē un atkārtoti izstaro fotonus. Kad gaismas stars iziet no caurspīdīgas vides vakuumā, tas turpina kustēties tādā pašā ātrumā kā sākotnēji, bez papildu enerģijas. Tas parāda, ka palēnināšanās ir tikai iluzora.

Vismaz divi mediji spēj ārkārtīgi palēnināt gaismu: Einšteina-Bose kondensāti un karstā rubīdija gāze. Tie abi ir izmantoti, lai pilnībā apturētu gaismu. Pirmo reizi tas tika panākts uz laiku eksperimentos, kas tika veikti 2001. gadā.