Ніщо не може бути швидшим за світло. Це фізичне правило, вплетене в тканину спеціальної теорії відносності Ейнштейна. Чим швидше щось відбувається, тим ближче застигла в часі перспектива до зупинки.
Йдіть швидше, і ви зіткнетеся з проблемами з реверсуванням часу, плутаючись із поняттями причинно-наслідкового зв’язку.
Але дослідники з Варшавського університету в Польщі та Національного університету Сінгапуру тепер розсунули межі теорії відносності, щоб створити систему, яка не суперечить сучасній фізиці та може вказати шлях до нових теорій.
Те, що вони придумали, це «розширення спеціальна теорія відносності«який поєднує в собі три виміри часу й один вимір простору («1 + 3 простір-час»), на відміну від трьох просторових вимірів і одного виміру часу, до яких ми всі звикли.
Замість того, щоб створити серйозні логічні протиріччя, це нове дослідження додає більше доказів на підтримку ідеї про те, що об’єкти можуть рухатися швидше за світло, не порушуючи повністю існуючі закони фізики.
«Немає фундаментальних причин, чому спостерігачі, що рухаються відносно описаних фізичних систем зі швидкостями, вищими за швидкість світла, не повинні піддаватися цьому», каже фізик Андрій Драганз Варшавського університету в Польщі.
Це нове дослідження базується на попередня робота деякі з тих самих дослідників, які стверджують, що надсвітлі перспективи можуть допомогти зв’язати квантову механіку з механікою Ейнштейна Спеціальна теорія відносності Дві галузі фізики, які наразі неможливо поєднати в одну всеосяжну теорію, яка описує гравітацію так само, як ми пояснюємо інші сили.
Частинки більше не можна моделювати як точкові об’єкти в цій системі, як вони можуть у більш приземленій тривимірній (плюс час) перспективі Всесвіту.
Натомість, щоб зрозуміти, що можуть бачити спостерігачі і як може поводитися надсвітна частинка, нам потрібно звернутися до типів теорій поля, які лежать в основі квантової фізики.
Виходячи з цієї нової моделі, надсвітлі об’єкти виглядатимуть як частинки, що розширюються крізь простір, як бульбашка — не на відміну від хвилі, що проходить через поле. З іншого боку, високошвидкісне тіло буде відчувати кілька різних часових масштабів.
Проте швидкість світла у вакуумі залишатиметься незмінною навіть для тих спостерігачів, які подорожують швидше за неї, що зберігає один із основних принципів Ейнштейна – принцип, який раніше вважався лише стосовно спостерігачів, які рухаються повільніше, ніж швидкість світла. (як і всі ми).
«Це нове визначення підтримує припущення Ейнштейна про постійність швидкості світла у вакуумі навіть для суперспостерігачів». – каже Драган.
«Тож наше розширене спеціальне співвідношення не виглядає особливо екстравагантною ідеєю».
Проте дослідники визнають, що перехід до моделі простору-часу 1+3 викликає деякі нові запитання, хоча й дає відповіді на інші. Вони припускають, що розширення спеціальної теорії відносності для включення систем відліку швидше за світло є необхідним.
Це може включати запозичення з Квантова теорія поля: поєднання концепцій спеціальної теорії відносності, квантової механіки та класичної теорії поля (має на меті передбачити, як фізичні поля взаємодіють одне з одним).
Якщо фізики праві, у розширеній спеціальної теорії відносності всі частинки Всесвіту мали б незвичайні властивості.
Одне із запитань, які піднімає дослідження, полягає в тому, чи зможемо ми спостерігати цю розширену поведінку чи ні, але відповідь на це питання займе багато часу та багато вчених.
«Абстрактне експериментальне відкриття нової фундаментальної частинки є досягненням, гідним Нобелівської премії, яке може бути досягнуто великою дослідницькою групою з використанням новітніх експериментальних методів», — каже фізик Кшиштоф Торжинскіз Варшавського університету.
«Однак ми сподіваємося застосувати наші результати для кращого розуміння явища спонтанного порушення симетрії, пов’язаного з масою частинки Хіггса та інших частинок у стандартна формаособливо в ранньому Всесвіті.
Дослідження, опубліковані в Класична і кількісна гравітація.
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
