Neslućene su posledice promene brzine svetlosti!

Počnimo od najčuvenije formule, E=mc² . Možda najpoznatija primena ove formule je na reakcije nuklearne fuzije, kada se četiri jezgra vodonika (četiri protona) kroz nekoliko koraka spajaju u jezgro helijuma (dva protona i dva neutrona) plus još neke emitovane čestice. 

Masa četiri protona je veća od mase jezgra helijuma. Ta razlika u masi, po gornjoj formuli, pretvorena je u kinetičku energiju jezgara helijuma, plus u energiju emitovanih čestica: gama zraka, neutrona i pozitrona (anti-elektrona). Ta oslobođena energije održava temperaturu i pritisak koji sprečavaju da se Sunce i druge slične zvezde uruše pod sopstvenom težinom. Takođe, kada oslabljena stigne do površine Sunca, emituje se kao svetlost koju vidimo.

Ako je brzina svetlosti dva put veća, biće veća i oslobođena energija fuzije i sve se menja! Raspodela temperature i pritiska unutar Sunca raste. Zvezde kao Sunce neće više biti žute već će vući više na plavo, ako imaju istu masu živeće duže do naredne faze, ili će možda već pri formiranju imati veću masu? Čak će i neutrini koji nam stižu direktno iz središta Sunca imati veće energije i postojeći eksperimenti neće moći da ih registruju sa istom efikasnošću, pa će biti potrebno konstruisati drugačije.

Ista formula je odgovorna za energiju termo-nuklearnih bombi, ili takozvanih H-bombi. Ako je brzina svetlosti veća to znači da će svaki gram fuzionog materijala dovesti do veće eksplozije nego sada. U tom smislu bomba će biti efikasnija. Dizajneri su međutim još već pre pola veka odustali od trke za sve moćnijim H-bombama, pa bi u svetu sa dva puta većom brzinom svetlosti H-bombe manje snage bile još lakše i interesantnije i verovatno bi se pravile u još većem broju? 

Manje morbidna tema su eksperimenti u fizici čestica sa visokim energijama. Kada ubrzavamo česticu do brzina bliskih brzini svetlosti njena inercija osetno raste, tako da je potrebno da se utroši sve više i više energije za svako malo naredno povećanje brzine. Ako je brzina svetlosti veća, potrebno je osetno više energije da se dostigne na primer 99% brzine svetlosti. Tako da u tom svetu, velika mašina za studiju sudara čestica kao moćni LHC bila bi još skuplja i imala bi još veće tehničke izazove da dostigne isti nivo energije kao naš LHC.

S druge strane, ako se postigne isti procenat brzine svetlosti, po gornjoj formuli energija takve čestice bi bila četiri puta veća nego u sadašnjim eksperimentima. To bi otvorilo mogućnost da se u sudarima proizvedu masivnije, još nepoznate čestice, predskazane u nekim modelima superstruna, supersimetrije, i „tamne materije“. Takav „LHC“ bi dakle bio moćniji i korisniji.

U kontekstu astronautike, dva puta veća brzina svetlosti bi bila dobrodošla. Kada je Jupiter u opoziciji, njegova daljina od Zemlje je oko 4 astronomske jedinice, što je rastojanje koje svetlost i radio signali prelaze za oko 32 minuta. Komunikacija sa svemirskom sondom oko Jupitera traje dakle oko sat: toliko potraje dok vidimo sliku koju smo zatražili. Da je brzina svetlosti dva put veća komunikacija bi išla dva put brže, samo 2x16 minuta. 

Efekat je dramatičniji kada pogledamo astronomske objekte unutar naše Galaksije. Na primer, Krab maglina, Mesijerov objekat M1 je posledica eksplozije supernove koja je uočena 1054 g. ne. Taj objekat je međutim oko 6500 svetlosnih godina daleko od nas, što znači da se eksplozija u stvari dogodila oko 5450 g pre nove ere! Da je brzina svetlosti dva puta veća, slika eksplozije bi do nas stigle za samo 3250 godina, videla bi se dakle oko 2200-te godine pre nove ere! To je daleka prošlost, ne doba razvijene kineske i islamske astronomije, tek malo posle doba građenja velikih piramida, period iz kojeg imamo samo oskudne ili nikakve astronomske podatke, pa je vrlo verovatno da bi i ova fascinantna pojava ostala nezabeležena i nepoznata, sve dok ponovnog otkrića u moderno doba.

Još su dramatičnije situacije unutar naše Lokalne grupe galaksija, koja se ne širi sa širenjem svemira. Godine 1885. viđena je „nova zvezda“ u Andromeda galaksiji. Kako se kasnije ispostavilo, bilo je to u stvari prvo posmatranje jedne supernove u drugoj galaksiji, i do sada jedine u Andromedi. Pošto je rastojanje do Andromeda galaksije nešto preko dva miliona svetlosnih godina to znači da se eksplozija supernove desila u stvari pre oko dva miliona godina! Da je brzina svetlosti dva puta veća slika ove supernova bi do nas stigla pre čitavih milion godina umesto u savremeno vreme. Naša slika zvezdanog neba bi bila drugačija.

I tako dalje. Pomenimo i par primera bližih Zemlji. Preciznost GPS satelita zavisi i od tačnog poznavanja brzine svetlosti. Da je ona dva put veća to ne bi poremetilo osnovni rad tih satelita osim u jednom smislu. Orbitalna brzina satelita je mala u odnosu na brzinu svetlosti ali je svejedno treba obračunati, jer visoka preciznost GPS merenja zahteva da se uzme u obzir da vreme na GPS satelitu teče sporije u odnosu na vreme na površini Zemlje. DA je brzina svetlosti dva puta veća ta korekcija bi bila manja, ali bi svejedno trebala da se uzme u obzir.  (Postoji i drugi relativistički efekat koji ide u suprotnom smeru koji ostaje nepromenjen.) 

Još bliže, pogledajmo na primer antene. Za radio komunikacije koristimo signale sa fiksiranom frekvencom. Talasna dužina tih signala je brzina svetlosti podeljena sa frekvencom, a veličina antene je obično polovina ili četvrtina talasne dužine. Na primer, kada slušamo radio stanicu koja emituje na 98 MHz, optimalna dužina izvučene antene je oko 76 cm. Ali da je brzina svetlosti dva puta veća onda svakoj frekvenci odgovara dva puta veća talasna dužina radio signala. Optimalna radio antena bi tada bila oko metar i po! Već nije više tako zgodno da se nosi naokolo.

Na kraju pomenimo da brzina svetlosti kao i druge fundamentalne fizičke konstante ima dvostruku ulogu. Prvo, možemo na njih da gledamo kao faktore za pretvaranje jedinica. Brzina svetlosti tako povezuje jedinicu vremena sa jedinicama merenja dužine: jednoj sekundi odgovara 300 000 kilometara. S druge strane, fundamentalne konstante, kao i broj pi na primer, su karakteristika našeg sveta, našeg svemira. Ne postoji za sada način da se one svedu na neke fundamentalnije principe ili da se njihove numeričke vrednosti sračunaju iz nekih drugih formula. Brzina svetlosti i druge fundamentalne konstante su takve kakve su, i njihove vrednosti određuju arhitekturu našeg svemira. Da je jedna od njih drugačija, da je na primer brzina svetlosti dva put veća, sve se na neki način menja!

(A da je brzina svetlosti dva puta manje? Isto, samo obrnuto!)