Sokan úgy vélik, hogy csak ezért létezik intelligens élet az Univerzumban.
A speciális relativitáselmélet szerint a fény sebessége alapvető fizikai állandó, ami nem függ a fényforrás mozgásától, és 299 792 458 m/s, de ezt a számot általában 300 000 km/s-ra kerekítik.
De honnan tudjuk, hogy a fény sebessége pontosan ennyi? Miért nem lehetne nagyobb vagy kisebb?
Rømer megfigyelései a Jupiter holdjairól.
A fény sebességét először a dán csillagász, Ole Rømer mérte meg. 1666 és 1668 között a Jupiter holdjait figyelte meg, és olyan szabályszerűségeket fedezett fel, amelyeket csak a fény véges sebességével lehetett magyarázni. Korábban egyébként a fény sebességét végtelennek tartották. Később, 1672 és 1675 között Rømer Cassinivel együtt Franciaországban dolgozva észrevette, hogy amikor a Föld és a Jupiter közelebb kerül egymáshoz, a Jupiter holdjainak fogyatkozásai közötti időtartam csökken, míg amikor a bolygók távolodnak, ez az időtartam növekszik.
Ebből Rømer és Cassini kiszámította a fény sebességét, és 135 000 km/s, illetve 220 000 km/s értékeket kaptak. A jelentős hiba ellenére az eredmény lenyűgöző, tekintve, hogy abban az időben a csillagászok meglehetősen primitív eszközökkel rendelkeztek, és ennek következtében a távolságok becslése sem volt pontos. (Ez okozta a nagy különbséget Rømer és Cassini számításai között.)
Azóta a fény sebességét a mérőeszközök fejlődésének köszönhetően sokszor finomították, és a mai adatok szerint 299 792,458 km/s.
A fény szétválasztása egy prizmában.
A 19. században James Maxwellnek sikerült bebizonyítania, hogy a fény elektromágneses hullám. Kidolgozott egy egyenletrendszert, amely leírja a nyugalmi töltések, a mozgó töltések és az elektromos áramok viselkedését, és összekapcsolja az elektrodinamikát és a magnetizmust. Ezeket az egyenleteket ma Maxwell-egyenleteknek nevezzük.
A Maxwell-egyenletek James Maxwell emlékművének lábához vannak vésve.
A Maxwell-egyenleteknek többféle lehetséges megoldása is van, és az egyik megoldás az egymással azonos fázisban lengő, merőleges elektromos és mágneses mezőkből álló elektromágneses hullám. Maxwell kiszámította ezeknek a hullámoknak a terjedési sebességét, és körülbelül 300 000 km/s értéket kapott, ami megegyezik a már akkoriban ismert fénysebességgel!
Oszcilláló, egymásra merőleges, azonos fázisú elektromágneses mezők.
Azóta ez a sebesség a fizika számos területén felbukkant:
- Ez a sebessége bármely tömeg nélküli részecskének
- Ezzel a sebességgel terjednek az elektromágneses rezgések
- Ezzel a sebességgel terjednek a gravitációs hullámok
- Ez a maximálisan lehetséges információátviteli sebesség
- Összekapcsolja a tömeget és az energiát (a híres E = mc² egyenletben)
De miért pont ennyi a fény sebessége?
A fény sebessége az Univerzumunk egyik alapvető állandója, amelyre számos más állandó épül. Ha a fény sebessége nagyobb vagy kisebb lenne, az atomok nem jöhetnének létre, és emiatt nem alakulnának ki galaxisok, csillagok, bolygók és végül természetesen intelligens élet sem.
A kreacionizmus hívei ezt a jelenséget a Teremtő létezésének bizonyítékának tartják, mivel szerintük a Teremtő az alapvető állandóknak szándékosan azokat az értékeket adta, amelyek szükségesek az Univerzum létezéséhez és az intelligens élet megjelenéséhez. Azonban a kreacionizmus nem az egyetlen lehetséges, és még kevésbé a legvalószínűbb magyarázat arra, hogy az állandók miért éppen az általunk ismert értékekkel rendelkeznek.
A tudósok többsége az antropikus elvet vallja, amely kimondja, hogy az Univerzumot azért látjuk olyannak, amilyen, mert az állandók pontosan ilyen kombinációja tette lehetővé az intelligens élet kialakulását. Ha az értékek mások lennének, akkor mi egyszerűen nem léteznénk, és senki sem töprengenéne ezeken a kérdéseken.
A multiverzum elmélete szerint minden alkalommal, amikor egy új univerzum születik, egyedi halmazát kapja az alapvető állandóknak. Attól függően, hogy ezek az értékek miként alakulnak és viszonyulnak egymáshoz, az univerzum azonnal összeomolhat, szétszakadhat, vagy tovább is élhet valamilyen formában, például akár úgy is, hogy nem létezik benne olyan lény, aki ezeket a kérdéseket feltenné, mint ahogy most mi.
