У травні 2025 року науковий світ став свідком значного прориву, який перевів абстрактні положення теорії відносності у сферу прямого візуального досвіду. Дослідники з Віденського університету технологій (TU Wien) та Віденського університету вперше успішно продемонстрували ефект Террелла-Пенроуза в лабораторних умовах. Цей феномен, передбачений спеціальною теорією відносності Альберта Ейнштейна понад шість десятиліть тому, пояснює, чому об'єкти, що рухаються з релятивістськими швидкостями, спостерігаються як повернуті або викривлені, а не просто стиснуті.
Для досягнення цього новаторського результату наукова група застосувала високотехнологічні методики. Вони використовували надшвидкі лазерні імпульси та спеціалізовані камери, щоб змоделювати рух, максимально наближений до швидкості світла, у строго контрольованому лабораторному середовищі. Ключовим моментом стало застосування хитрощів: вчені фактично уповільнили швидкість світла у своїй установці до неймовірних 2 метрів на секунду. Це критично важливе уповільнення дозволило зафіксувати оптичні викривлення, які за звичайних обставин залишаються абсолютно невидимими для спостерігача.
Фіксуючи відбиття світла від еталонних геометричних фігур — куба та сфери — дослідники змогли згенерувати зображення, комбінація яких створювала переконливу ілюзію швидкого обертання. Професор Петер Шатцшнайдер з TU Wien підкреслив, що внаслідок експерименту куб виглядав скрученим, тоді як сфера зберігала свою форму, але її полюси зміщувалися. Важливо розуміти, що це явище не є фізичним стисненням, відомим як лоренцове скорочення, а є суто оптичним ефектом. Він виникає через різницю в часі, необхідному світлу для досягнення спостерігача від різних частин об'єкта.
Ця робота, що отримала назву «Снімок релятивістського руху: Візуалізація ефекту Террелла-Пенроуза» і була опублікована у високоповажному журналі Communications Physics, не просто підтверджує теоретичні висновки. Вона віддає належне фізикам Джеймсу Терреллу та Роджеру Пенроузу, які незалежно один від одного сформулювали цей ефект у 1959 році. Слід зазначити, що сам ефект раніше обговорювався австрійським фізиком Антоном Лампою ще у 1924 році, хоча його дослідження значною мірою залишилося поза увагою наукової спільноти. Лабораторна демонстрація пропонує не лише підтвердження, але й новий, повністю контрольований метод для візуалізації складних релятивістських явищ.
Подібні досягнення мають величезний потенціал для розвитку астрофізики та аерокосмічної інженерії, де точне розуміння візуальних спотворень на надвисоких швидкостях є абсолютно критичним. Можливість відтворювати та детально вивчати ці ефекти в лабораторних умовах значно поглиблює наше розуміння принципів теорії відносності та їхнього практичного застосування. Цей інноваційний метод, який поєднує науку та мистецтво візуалізації, може бути використаний для демонстрації інших відомих уявних експериментів у сфері відносності, знаменуючи перехід від суто математичного опису до безпосереднього, контрольованого спостереження.