Фізики з Віденського технологічного університету вперше відтворили у лабораторних умовах рідкісну ілюзію, яка імітує рух об’єкта зі швидкістю, близькою до швидкості світла — 99,9% від її значення. Використовуючи надшвидкісні лазерні імпульси та спеціальні камери, вони зімітували так званий ефект Террелла–Пенроуза, передбачений ще у 1959 році математиком Роджером Пенроузом і фізиком Джеймсом Терреллом.
Згідно з теорією відносності Ейнштейна, об’єкти, що рухаються зі значними швидкостями, мають візуально скорочуватися у напрямку руху — це явище називається лоренцівським скороченням. Однак Террелл і Пенроуз довели, що камера не зафіксує сплющення, а покаже ілюзорний поворот тіла. Причина полягає в тому, що світло з різних частин об’єкта досягає спостерігача з різною затримкою.
Дослідники під керівництвом Домініка Горнофа створили цю ілюзію, обстрілюючи куб розміром близько одного метра ультракороткими лазерними імпульсами тривалістю лише 300 пікосекунд — це десята частина мільярдної секунди. Камера, що відкривалася на мить, фіксувала відбиття світла, а об’єкт пересували на кілька сантиметрів між кадрами, ніби він рухається зі швидкістю 80–99,9% швидкості світла. Зібравши всі знімки разом, учені отримали зображення куба та сфери, які здавалися повернутими — хоча фактично не рухалися.
«Це не реальне обертання, а оптична ілюзія, — пояснює Горноф. — Геометрія того, як світло досягає спостерігача, обманює наш зір». За його словами, навіть через понад сто років після створення теорії відносності, подібні експерименти дозволяють побачити її наслідки буквально наочно.
Результати дослідження опубліковано в журналі Communications Physics. Учені зазначають, що цей експеримент не суперечить спеціальній теорії відносності — об’єкт дійсно скорочується у напрямку руху, однак камера сприймає світло так, що створюється враження повороту, а не стискання.