Valolle ei voi antaa vauhtia
Kuvitellaan, että auto voisi liikkua valonnopeudella. Jos tällöin auton etuvalot sytytetään, niin kulkeeko etulyhdyistä lähtevä valo silloin eri nopeudella kuin normaalisti?
1800-luvun loppuun asti oletettiin, että valonnopeus on riippuvainen tarkkailijan liikenopeudesta samalla tavoin kuin äänennopeus. Äänennopeus suhteessa ilmaan on aina sama. Jos liikkuva ihminen lähettää eteenpäin ääniaallon, sen nopeus on hänestä hitaampi kuin normaali äänennopeus ilmassa eli noin 340 metriä sekunnissa. Valon uskottiin käyttäytyvän samalla tavalla, koska sen luultiin etenevän eetteri-nimisessä väliaineessa. Eetteri kuvattiin maailmankaikkeudessa olevaksi nestemäiseksi aineeksi, jonka kautta fysiikan eri voimat vaikuttivat toisiinsa. Tuolloin tiedettiin, että Maa kiertää Aurinkoa 30 kilometrin sekuntivauhtia. Sen perusteella oletettiin, että Maan liike eetterin suhteen saisi valon kulkemaan eri nopeudella Maan liikesuunnassa ja liikesuuntaa vastaan kohtisuorassa suunnassa. Eroa pidettiin tosin niin pienenä, että sitä ei voitu mitata. Asia voitiin selvittää niin sanotulla Michelsonin-Morleyn kokeella 1881. Se osoitti, että valonnopeus on sama kaikille tarkkailijoille riippumatta siitä, millä nopeudella he liikkuvat valon lähteeseen nähden. Toisin sanottuna valonnopeus on vakio eli sama kaikissa olosuhteissa. Tästä seuraa, että auton etulyhdyistä lähtevät valonsäteet kulkevat aina samaa vauhtia eli 299 792,457 kilometriä sekunnissa – silloinkin, kun itse valonlähde eli ajovalot etenevät valonnopeudella. Käsitys valonnopeuden muuttumattomuudesta on keskeinen osa Albert Einsteinin suhteellisuusteoriaa, johon puolestaan perustuu suuri osa 1900-luvulla ja sen jälkeen tehdystä fysiikan tutkimuksesta.
Lue lisää siitä, miten valon nopeus keksittiin.