W kosmosie wszystko się porusza. Było to pewnie jedno z pierwszych spostrzeżeń człowieka pierwotnego. Podziwiał niebo, ale nie mógł przepuszczać z jak niedorzecznie wielkimi prędkościami pędzą przez przestrzeń planety, komety, czy nawet on sam.

Podobno bez­za­ło­gowy samolot X-43 zdołano roz­pę­dzić do 11 tysięcy km/h. Mógłby okrążyć naszą planetę w zaledwie 3,5 godziny. Nieźle, jednak pręd­ko­ści, które imponują na Ziemi, wydają się wręcz śmiesz­nie niskie w odnie­sie­niu do prze­strzeni kosmicz­nej. Wiele popu­la­ry­za­tor­skich książek i filmów ilu­stru­jąc odbiorcy potęgę wszech­świata, skupia się na nie­bo­tycz­nych masach i roz­mia­rach obiektów, zapo­mi­na­jąc, że olbrzy­mim dystan­som i szo­ku­ją­cym energiom, towa­rzy­szą równie efek­towne pręd­ko­ści. Wyrzućmy więc na moment pospo­lite kilo­me­try na godzinę, zastę­pu­jąc je prak­tycz­niej­szymi kilo­me­trami na sekundę, i spójrzmy na kilka przy­kła­dów kosmicz­nej dynamiki. Żeby wszystko było czytelne, użyjemy pręd­ko­ścio­mie­rza ze skalą od 0 do 300 km/s, tj. tysięcz­nej części pręd­ko­ści światła.

ISS – 27 743 km/h

iss-predkosciomierzNajpierw coś bli­skiego, czyli Mię­dzy­na­ro­dowa Stacja Kosmiczna znaj­du­jąca się zaledwie 400 kilo­me­trów nad naszymi głowami. Ważąca niecałe 500 ton struk­tura, zamiesz­kała przez sześciu loka­to­rów, okrąża naszą planetę aż pięt­na­ście razy na dobę. Jej średnia prędkość względem powierzchni Ziemi wynosi 7,7 km/s, czyli 27 tys. km/h. 

Wyprawa Apollo 10 – 39 896 km/h

saturn5-predkosciomierzTyle wynosi rekord pręd­ko­ści z jaką podró­żo­wali ludzie. Usta­no­wiony bardzo dawno bo w 1969 roku, jeszcze w epoce księ­ży­co­wego programu Apollo, i do dziś nie­po­bity. Stafford, Cernan i Young wyru­szyli w kierunku Srebr­nego Globu dwa miesiące przed pamięt­nym lotem Apollo 11. Oczy­wi­ście nie wylą­do­wali na Księżycu, tra­fia­jąc jedynie na jego orbitę, ale jak widać zapisali się w historii w inny sposób. W drodze powrot­nej statek osiągnął prędkość 11,1 km/s, czyli nie­ca­łych 40 tys. km/h. To akurat tyle, aby w godzinkę obiec Ziemię na wyso­ko­ści równika.

Voyager 1 – 61 200 km/h

voyager1-predkosciomierzWystrze­lony w 1977 roku Voyager to sonda nie­zwy­kła z wielu względów. Przede wszyst­kim, uważana jest za naj­bar­dziej oddalone od Ziemi dzieło ludzkich rąk, być może pierwsze, które opuściło Układ Sło­neczny (zależnie od tego jak zde­fi­niu­jemy granicę Układu). W tym momencie urzą­dze­nie znajduje się w odle­gło­ści ponad 20 miliar­dów kilo­me­trów od Słońca, a więc 137 razy dalej niż Ziemia i 3,5 raza dalej niż zmar­z­nięty Pluton. Zasuwa z pręd­ko­ścią 17 km/s, czyli ponad 61 tys. km/h, jednak nawet przy takich osiągach, dotarcie do którejś z sąsied­nich gwiazd zabierze jej kil­ka­dzie­siąt tysięcy lat.

Ziemia – 109 033 km/h

ziemia-predkosciomierzNie zapo­mi­najmy, że my sami również dry­fu­jemy przez prze­strzeń kosmiczną i to na kilka sposobów. Sam ruch obiegowy Ziemi wokół Słońca odbywa się z niemałą pręd­ko­ścią, wahającą się od 29,2 km/s do 30,2 km/s, czyli 109 tys. km/h. Właśnie taka prędkość jest konieczna aby planeta przebyła drogę 940 milionów kilo­me­trów w 365 dni i zato­czyła pełne koło… To znaczy elipsę. 

Juno – 262 800 km/h

juno-predkosciomierzChoć sonda ta została wystrze­lona w 2011 roku, dopiero w roku ubiegłym osią­gnęła swój cel. Właśnie obiega Jowisza, dzielnie walcząc z jego nisz­czącą magne­tos­ferą i prze­sy­ła­jąc nam nie­zwy­kle cenne infor­ma­cje. Wszystko dlatego, że Juno bardzo zbliżyła się do gazowego olbrzyma, sunąc zaledwie 5 tys. kilo­me­trów nad amo­nia­kową atmos­ferą. O tym wszyst­kim pisałem już w tym tekście, jednak nie wspo­mnia­łem wtedy, że latem 2016 roku sonda wyśru­bo­wała rekord pręd­ko­ści. Podczas usta­la­nia orbity, przy gra­wi­ta­cyj­nej pomocy rozdętej planety, Juno osią­gnęła wynik 73,7 km/s, czyli ponad 262 tys. km/h. Jest to, na tę chwilę, naj­więk­sza prędkość osią­gnięta przez produkt ludzkich rąk.

Zbliżanie Andromedy i Drogi Mlecznej – 400 000 km/h

andromeda-predkosciomierzZnów wracamy do naszego mimo­wol­nego ruchu “własnego”. Zapewne sły­sze­li­ście o tym, że dwie naj­więk­sze galak­tyki Grupy Lokalnej – galak­tyka M31 oraz Droga Mleczna – poważnie mają się ku sobie. Obecnie od Andro­medy dzieli nas 2,5 miliona lat świetl­nych, jednak nie­ustę­pliwa gra­wi­ta­cja szybko ten dystans zmniej­sza. No dobrze, to czy tempo zbli­ża­nia uznamy za szybkie, zależy od punktu widzenia. W rzeczy samej, przy pręd­ko­ści wyno­szą­cej około 111 km/s, do zde­rze­nia nie dojdzie szybciej niż za 3,5 miliarda lat. 

Solar Probe Plus – 720 000 km/h

solar-probe-predkosciomierzZapewne jeszcze będę miał spo­sob­ność wiele razy wspo­mnieć o tej sondzie w przy­szło­ści. Pla­no­wana na 2018 rok misja, ma pozwolić na dokład­niej­sze niż kie­dy­kol­wiek badania naszej gwiazdy, zbli­ża­jąc się doń na odle­głość zaledwie 6 milionów kilo­me­trów(!). Jed­no­cze­śnie Solar Probe Plus pobije kosmiczne rekordy pręd­ko­ści, w tym ten osią­gnięty przez Juno. Skoro masa Jowisza pozwo­liła wykręcić 73 km/s, to nie powinno dziwić, że Słońce pomoże roz­pę­dzić pół­to­nowy przyrząd do pręd­ko­ści bliskich 200 km/s, czyli 720 tys. km/h. W takim tempie można by prze­mie­rzyć drogę z Ziemi do Marsa (przy korzyst­nym ułożeniu obu planet) w trzy i pół dnia. 

Układ Słoneczny – 792 000 km/h

uklad-predkosciomierzNie dość, że poru­szamy się dość szybko na wymę­czo­nym grzbie­cie naszej planety wokół Słońca, to jeszcze kłu­su­jemy przez prze­strzeń wraz z całym Układem Sło­necz­nym. Tak jak Ziemia okrąża Słońce, tak Słońce z całym systemem obiega masywne centrum Drogi Mlecznej. Ten swoisty rok galak­tyczny, podczas którego ramię Oriona (to w nim siedzimy) wraca do punktu wyjścia, trwa około ćwierć miliarda lat. Oznacza to, że właśnie w tym momencie prujemy przez kosmos z pręd­ko­ścią 220 km/s, czyli jakiś 792 tys. km/h.

Na zakoń­cze­nie warto zestawić powyższe przy­kłady z naj­wyż­szą dostępną pręd­ko­ścią, czyli pręd­ko­ścią światła. Jak wiadomo, żaden obiekt posia­da­jący masę nie jest w stanie osiągnąć magicz­nego pułapu 300 000 km/s, czyli 1,08 miliarda km/h. Przy takiej wartości nasz pręd­ko­ścio­mierz by eks­plo­do­wał, więc nieco zmieńmy skalę. Oto jak ma się prędkość 220 km/s (ruch Układu Sło­necz­nego) wobec osiągów fotonu. W żadnym z powyż­szych przy­pad­ków nie się­gnięto nawet 0,1% c.
predkosc-swiatla2podpis-czarny


  • sdx

    czuję pewien niedosyt…

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Marek Andrze­jak

      Ja też…

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • kuba_wu

    Zabrakło mi istotnej infor­ma­cji: względem czego (jakiego układu) jest dana prędkość okre­ślona. W nie­któ­rych przy­pad­kach nie jest to wcale oczy­wi­ste…

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Adam

    To skoro już o pręd­ko­ściach — Adamie, potra­fił­byś wyjaśnić, dlaczego prędkość światła jest różna, w różnych ośrod­kach? Z jednej strony jest to oczy­wi­ste, z drugiej — przy­naj­mniej dla mnie — fakt ten powoduje nie­zro­zu­miałe kon­se­kwen­cje, np. to że jakiś obiekt nie­bę­dący fotonem, może wyprze­dzić lecą rów­no­le­gle foton światła. Czy to nie powoduje jakichś dziwnych impli­ka­cji?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Tomasz Ste­plow­ski

      Poczytaj o pro­mie­nio­wa­niu Cze­rym­kowa.

      Tak naprawdę prędkość światła jest cały czas taka sama. W ośrodku dochodzi do absorp­cji i emisji fotonów — stąd opóź­nie­nia.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Adam

        Dziękuję kolegom za wska­zówki. Więc zro­zu­mia­łem tak: kwanty (fotony) światła, prze­cho­dząc przez jakiś ośrodek, są pochła­niane w wyniki inte­rak­cji z atomami materii. Następ­nie nastę­puje reemisja fotonów, zapewne w celu zacho­wa­nia energii czy czegoś podob­nego (zgaduję: powrotu elek­tro­nów na swoją orbitę?). I to właśnie fakt, że od pochło­nię­cia do reemisji fotonu upływa jakiś czas powoduje spo­wol­nie­nie “światła”. Jednak fotony po przej­ściu przez taki ośrodek, nie są już tymi samymi fotonami, które do niego wleciały.

        Czy tak?

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • yaxoo

        He he, po pierwsze, nie Cze­rym­kowa, tylko Cze­ren­kowa, Pawła Alek­sie­jo­wi­cza. I nie chodzi o żadną absorbcję/emisję tylko o to, że światło się załamuje, kiedy prze­cho­dzi przez coś innego, niż próżnia. Nigdy się chłopie nie kąpałeś? Nie widzia­łeś, jak coś wsadzone do wody nagle “zmienia” rozmiary? Każda sub­stan­cja ma jakiś współ­czyn­nik zała­ma­nia światła. Prędkość fazowa światła w danym ośrodku to słynne c (wartość bez­względna pręd­ko­ści światła w próżni) podzie­lona przez ów współ­czyn­nik. Co z tego wynika? Ano to, że w przy­naj­mniej nie­któ­rych ośrod­kach, np. w wodzie, prędkość fazowa światła jest nieco mniejsza od owego magicz­nego c. I tyle. Tym samym dowolna cząstka może być roz­pę­dzona do szalonej wartości bardzo bliskiej c i wsz­cze­lona w jakiś ośrodek (np. wodę), prze­la­tu­jąc przez niego z większą pręd­ko­ścią, niż wynosi prędkość fazowa światła dla tegoż ośrodka. Pro­mie­nio­wa­nie narodzi się wówczas, kiedy elek­trycz­nie nała­do­wana cząstka prze­mknie przez ośrodek z pręd­ko­ścią większą niż prędkość fazowa światła w tymże ośrodku, bowiem tylko wówczas fale pól elek­tro­ma­gne­tycz­nych powsta­łych w wyniku joni­za­cji tegoż ośrodka się nie wygaszą i obser­wa­tor będzie mógł podzi­wiać piękną nie­bie­skawą poświatę. Sęk w tym, że ten przykład nijak ma się do problemu. No, chyba że chodzi o to, aby nie mylić pojęcia “stałej wartości pręd­ko­ści światła w próżni” z pojęciem “pręd­ko­ści fazowej światła w danym ośrodku”. Chyba że tak.
        Tak przy­naj­mniej wynika z wiki­pe­dii https://pl.wikipedia.org/wiki/Promieniowanie_Czerenkowa

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Sumek

        dobra neiwazne

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Dokład­nie tak jak napisał Tomasz. Potra­fimy w spe­cjal­nych krysz­ta­łach bardzo spo­wal­niać wiązkę światła, ale sztuczka polega na tym, że wchodzi ona w inte­rak­cję z atomami danego ośrodka co utrudnia jej przej­ście. W rze­czy­wi­sto­ści same fotony zawsze poru­szają się z tą samą pręd­ko­ścią.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • ALEX

        A możecie opisać świat foton przed źródłem ?
        co jest przed nim ?

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://jacek-belof.blogspot.com/ Jacek

    Hmm… zabrakło mi “rekordów” z LHC — przy­naj­mniej wtedy ten ostatni licznik nie byłby tak bez­na­dziej­nie martwy 😉

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Marek Jaros

    hellou! prędkość światła to 300 000 m/s a nie km…

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • tarans­sj4

      Eee, chyba uciąłeś trzy zera:)

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Marek Jaros

    oje­zu­sie­ma­ryjo… prze­pra­szam… to ja już się nie będę odzywał.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Marek

    Co do Solar Probe Plus. Zasta­na­wia mnie jak słońce ma roz­pę­dzić sonde to takiej pręd­ko­ści zakła­da­jąc wyko­rzy­sta­nie asysty gra­wi­ta­cyj­nej skoro w punkcie odnie­sie­nia do całego układu sło­necz­nego jest ono nie­ru­chomo…

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Już za czasów Keplera zauwa­ży­li­śmy, że im bliższą Słońcu planetę roz­pa­tru­jemy, tym większa jest jej prędkość liniowa. Jeżeli obiekt zacznie śmigać tuż nad powierzch­nią naszej — bardzo masywnej — gwiazdy, to jego prędkość będzie odpo­wied­nio wysoka.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • ALEX

    Ja mam pytanie 🙂 Powia­da­cie ze kosmos pusty . Ok .
    A teraz proszę mi wytłu­ma­czyć jak rakieta leci zostawia cząstki ? .
    2 . jak kometa leci zostawia cząstki ?
    3. jak są wybuchy są cząstki ?
    4. Planety gazowe jakie nie maja przy­cią­ga­nia i emitują cząstki o masę plus ?
    5. Czy słonce nie wyrzuca masę w kosmos ?
    6. i różna energia emituje cząstki ?
    7. foton jest go tam pod dostat­kiem ?
    8 i do tego kolizji jaki emitują cząstki ?

    Na łado­wa­łem wam kosmos 🙂 Jak to wytłu­ma­czy­cie ?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Bardzo prosto: walczysz ze stwier­dze­niem, które sam wymy­śli­łeś. Pomi­ja­jąc kwestie kwantowe, prze­strzeń kosmiczna nie jest “dosko­nałą” próżnią — bo coś takiego niemal w ogóle nie wystę­puje — lecz prze­strze­nią o bardzo, bardzo niskim ciśnie­niu. W każdej sekun­dzie ciało astro­nauty przebija biliony neutrin, miliardy protonów i elek­tro­nów wiatru sło­necz­nego, a poza tym trafi też na zwykłe atomy i czą­steczki. Układ Sło­neczny znajduje się w bąblu zwanym Obłokiem Oorta.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • ALEX

        1:Biliony neutrin, miliardy protonów i elek­tro­nów wiatru sło­necz­nego, a poza tym trafi też na zwykłe atomy i czą­steczki. warunki są extra 🙂 co teraz z dźwię­kiem ? Chyba to są warunki dla niego ?

        2:Bardzo prosto: walczysz ze stwier­dze­niem, które sam wymy­śli­łeś. Ja zadałem pytanie a te procesy tam zachodzą .pytam o proces gene­ro­wa­nia czą­ste­czek przez ten cały czas ist­nie­nia wszech­świata ?
        .

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        1. W życiu. Dźwięk to normalna fala mecha­niczna, która potrze­buje ośrodka o odpo­wied­niej gęstości. Prze­strzeń kosmiczna takim ośrod­kiem abso­lut­nie nie jest.
        2. Piszesz w sposób… spe­cy­ficzny i naprawdę trudno zro­zu­mieć co masz na myśli. Co oznacza np. zdanie: “Planety gazowe jakie nie maja przy­cią­ga­nia i emitują cząstki o masę plus ?” Wszystko co posiada masę przy­ciąga inne ciała mające masę.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • ALEX

        Ok ja wyge­ne­ro­wa­łem ty zabrałeś 🙂 Jestem ok rozumie . Teraz poszukam artykułu na temat fotonu mam pytania 🙂

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • kwantol

        Mylisz się. Każda fala potrze­buje ośrodka, bo sama jest tylko ruchem. Nie istnieje ruch bez tego CO się porusza. Także światło. Próżnia nie istnieje. Poczytaj, to będziesz na czasie — http://waclaw.kopacka.salon24.pl/
        Ciała nie przy­cią­gają się wza­jem­nie tylko dążą do wspól­nego środka ciężkości.W tym środku nie musi być jakie­kol­wiek ciało. itd…itp..

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        Może to niezbyt na czasie, ale zważ proszę na co odpo­wia­dasz. Jest napisane jak byk “fala mecha­niczna”. Niby szczegół, ale chyba istotny w kon­tek­ście dźwięku.
        Co do rewo­lu­cjo­ni­stów z salonu24 — dziękuję, postoję.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Sta­ni­sław Mił­kow­ski

    Każdy ruch jed­no­stajny jest względny, co stwier­dził już Gali­le­usz. Einstein dodał do tego, że nie istnieje żaden bez­względny układ odnie­sie­nia. I jak tu roz­pa­try­wać jakie­kol­wiek pręd­ko­ści ;-)?
    P.S. To tylko lekka notka, nie zarzut wysto­so­wany do autora…

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0