Lumrapido

Lumrapido, kies kutima simbolo estas c (kaj ankaŭ c₀), estas baza fizika konstanto. Ĝi estas la rapido de lumo kaj de ĉiu speco de elektromagneta radiado en vakuo, la rapido de senmasaj partikloj kaj la maksimuma ebla rapido de transportiĝo de energio kaj de informo. Ĝi egalas ekzakte al 299 792 458 metroj en sekundo^[1]. Ofte oni citas la proksimuman valoron 300 000 kilometroj en sekundo.

En speciala relativeco, c kunigas spacon kaj tempon en spactempon, kaj ĝi aperas en la fama ekvacio, kiu egalvalorigas mason kaj energion E = mc². En ĉiu inercia referenckadro, sendepende de relativaj rapidoj de la elsendanto kaj la observanto, c estas la rapido de ĉiu senmasa partiklo kaj de fizika kampo ligita al tia, inkluzive de ĉia elektromagneta radiado en vakua spaco. La teorio antaŭdiras ke ĝi estas ankaŭ la rapido de gravito kaj de gravitaj ondoj. Ĝi estas la maksimuma limo de rapido por moviĝo de energio, materio kaj informo, ĉar superi ĝin "signifus detruon de la esenca rilato inter kaŭzo kaj efiko." Tio, ke lumrapido ne estas senlima, limigas ankaŭ la funkcian rapidecon de elektronikaj aparatoj.

La rapido de lumo pasanta en travidebla substanco, ekzemple vitro aŭ aero, estas malpli ol c. La kvociento de c per la rapido v de lumo en la trairata substanco estas nomata la refrakta indico n de la substanco (n = c / v). Ekzemple, por videbla lumo tipa refrakta indico de vitro estas ĉirkaŭ 1.5, kaj lumo en vitro do pasas je c / 1.5 ≈ 200 000 km/s. La refrakta indico de aero por videbla lumo estas ĉirkaŭ 1.0003, kaj la lumrapido en aero nur malmulte diferencas de c.

Tre longe dum la homa historio oni ne sciis, ĉu lumo atingas sian celon tuj, ĉu nur rapidege. La unua, kiu demonstris ke lumrapido ne estas senlima, estis Ole Rømer en la 17-a jarcento. Li pruvis la finiecon per studoj pri la ŝajna moviĝado de Io, luno de Jupitero. Post mezuradoj dum jarcentoj, ĉiam pli kaj pli precizaj, en 1975 eblis diri, ke la lumrapido egalas al 299 792 458 m/s kun relativa mezureraro je 4 miliardonoj. En 1983 oni redifinis metron per la lumrapido kaj tiel fiksis ankaŭ la ekzaktan valoron de c esprimitan per metroj en sekundo.

1. ↑ (france)«Rezolucio 1 de la 17-a kunveno de CGPM (1983) – Difino de metro», en la retejo de Buroo Internacia pri Pezoj kaj Mezuroj, bipm.org. ; versio (PDF) , p. 97}.