Czy światło może się zmęczyć? Brzmi dziwnie, ale to pytanie zadała pewnego wieczoru żona astrofizyka, patrząc na obraz odległej galaktyki — Wiatraczka — uchwycony w ich ogrodzie w San Diego. Światło tej galaktyki przebyło 25 milionów lat świetlnych, by dotrzeć do ich teleskopu. Ale jak to możliwe, że nie utraciło energii w tak długiej podróży?

Światło to fala elektromagnetyczna, która — w odróżnieniu od zwykłej materii — nie ma masy. Dzięki temu może poruszać się z maksymalną prędkością we wszechświecie: około 300 tysięcy kilometrów na sekundę. W ciągu jednej sekundy światło obiega Ziemię ponad siedem razy. Ale mimo tej zawrotnej prędkości, odległości w kosmosie są tak ogromne, że światłu ze Słońca zajmuje ponad osiem minut, by dotrzeć na Ziemię, a z najbliższej gwiazdy po Słońcu – Alfa Centauri – aż ponad cztery lata.

Jeśli światło nie natrafi po drodze na pył lub materię, nie traci energii. Większość przestrzeni kosmicznej to próżnia, więc światło może poruszać się bez zakłóceń niemal w nieskończoność. Ale z perspektywy samego fotonu podróż wygląda zupełnie inaczej — przez zjawisko dylatacji czasu. Według fizyki relatywistycznej, dla poruszającego się z prędkością światła czasu po prostu nie ma. Dla fotonu moment wyemitowania i dotarcia do celu dzieje się… jednocześnie.

To znaczy, że z jego punktu widzenia podróż z galaktyki Wiatraczek do ogrodu w San Diego zajęła zero sekund, a dystans został „spłaszczony” przez zjawisko kontrakcji przestrzeni. Z naszej ziemskiej perspektywy światło pokonało niewyobrażalny dystans przez miliony lat, a dla fotonu był to błysk.

Tym samym światło nie potrzebuje odpoczynku ani energii, by kontynuować swój bieg. A każde takie „spotkanie” — nawet w domowym ogródku — to nie tylko fascynujący moment naukowy, ale i piękny przykład tego, jak głęboka może być codzienna rozmowa o kosmosie.

Źródło: Science Alert