Звучит как детский вопрос, но реально не могу дать четкий ответ. Тень - это что-то или ничего? Она имеет массу? Может двигаться быстрее света (ведь если повернуть прожектор, тень на далекой стене переместится мгновенно)? Читал где-то про "темные фотоны" или что то такое - это правда или выдумка?
Тень это отсутствие чего-либо. Никакого вещества, никакой энергии. Просто область пространства, куда фотоны не долетают из-за препятствия.
По порядку.
Что такое тень: это геометрическая область пространства, в которую не попадает прямое излучение от источника света из-за непрозрачного объекта. Никакого вещества нет. Масса ноль. Тень не "есть" в физическом смысле - это отсутствие.
Про скорость тени: вопрос хитрый. Технически да - тень на стене может перемещаться быстрее скорости света. Если источник света находится очень далеко, а ты вращаешь препятствие, пятно тени на удаленной поверхности может двигаться со скоростью, формально превышающей c. Но это не нарушение специальной теории относительности, потому что тень не переносит информацию и энергию. Физически в разных точках просто независимо включается и выключается свет - никакой сигнал не распространяется от одной точки тени к другой.
Про темные фотоны: это гипотетические частицы из расширений стандартной модели, связанные с темной материей. К обычной тени от лампочки они не имеют никакого отношения. Скорее всего ты где-то читал про темную материю и это перепуталось.
Умбра и пенумбра: если источник света не точечный (а в реальности он всегда протяженный), тень имеет две части. Умбра - полная тень, куда не доходит ни один фотон от источника. Пенумбра - полутень, куда часть источника видна, часть нет. Именно поэтому у теней в реальной жизни размытые края.
Про умбру и пенумбру не знал вообще. И объяснение про скорость тени - это очень красиво. Спасибо!
Добавлю практический пример про скорость тени. Луна во время лунного затмения - это тень Земли. Она перемещается по поверхности Луны примерно со скоростью орбитальной механики. Ничего сверхсветового. Но если бы Земля находилась на расстоянии нескольких световых лет от воображаемого экрана, то граница тени на этом экране при вращении Земли формально двигалась бы быстрее c. Парадокса нет потому что разные точки экрана не "общаются" - они просто независимо получают или не получают фотоны.