Энергия фотона εф = hv = hc/λ (1) лежит в широком диапазоне от нескольких электрон-вольт для видимого света (λ ≈ 500 нм) до миллионов электрон-вольт для жёсткого гамма-излучения (λ ≈ 10−3нм).
Как и любая материальная частица, фотон имеет массу mф, которая связана с его энергией релятивистской формулой:
mфc2 = εф. С учётом (1) находим mф =
Движущийся со скоростью c фотон обладает импульсом, величина которого связана с его энергией релятивистским соотношением pфc = εф, учитывающим, что масса покоя фотона равна нулю. Отсюда, с учётом (2), следует, что pф =
Для излучения фотона, направление распространения которого задаётся волновым вектором, модуль которого k =, формулу (3) можно записать в векторном виде:
С появлением квантовой теории свет стали рассматривать как поток фотонов – элементарных частиц, квантов света. Ударяясь о тело, фотоны передают ему свой импульс, то есть оказывают давление. Несмотря на то, что величина светового давления очень мала, тем не менее оно в космическом масштабе может принести пользу человеку.
Ещё в 1920 году советский учёный и изобретатель Фридрих Артурович Цандер, один из создателей первой ракеты на жидком топливе, выдвинул идею полётов в космос с помощью солнечного паруса. Она была очень проста. Солнечный свет состоит из фотонов, а они создают давление, передавая свой импульс любой освещённой поверхности. Следовательно, для того, чтобы привести в движение космический аппарат, можно использовать давление, создаваемое солнечным светом или лазером на зеркальной поверхности. Такой парус не нуждается в ракетном топливе, и время его действия не ограничено. Но пока что это только проекты по созданию звездолётов с солнечным парусом в качестве основного двигателя.
Глава 4
Вечный двигатель Вселенной
Нередко духовные, небесные откровения в науке приводят к ошеломляющим результатам. Так, например, современные научные изыскания близки к духовным воззрениям индуизма, где энерго-материальные циклы показаны следующим образом: «Когда Господь Бог выдыхает, бесчисленные галактики выходят из Него, обретают своё существование, а когда Он вдыхает, они входят в Него, превращаясь в пустоту». По мнению последователей индуизма, такая пульсация продолжается вечно. В сердце Вселенной ощущается постоянное, неуклонное биение – звучание синхронизированных циклических процессов. Это биение буквально пронизывает природу на всех уровнях, начиная с атомного ядра и заканчивая космосом.
Фаза расширения нашей Вселенной со временем сменится фазой сжатия, после этого опять произойдёт новое расширение – и так без конца… И в соответствии с этой возможностью учёными разработан ряд теоретических моделей подобных циклических Вселенных. Идея «Вечного возвращения», «Круга времён» существовала и в древнегреческой философии, и в философских