Štúdia ukazuje, ako by vesmír vyzeral, keby ste prekonali rýchlosť svetla, a je to zvláštne: ScienceAlert

Nič sa nemôže pohybovať rýchlejšie ako svetlo. Je to zákon fyziky votkaný do tkaniva Einsteinovej špeciálnej teórie relativity. Čím rýchlejšie sa niečo pohybuje, tým viac sa to približuje k perspektíve zastavenia času.

Choďte ešte rýchlejšie a narazíte na problémy so zvrátením času, ktoré si pohrávate s predstavami o kauzalite.

Vedci z Varšavskej univerzity v Poľsku a Národnej univerzity v Singapure však teraz posunuli hranice relativity, aby prišli so systémom, ktorý sa nevzďaľuje od existujúcej fyziky a môže dokonca pripraviť cestu pre nové teórie. povedať.

to, s čím prišli, je rozšírenie špeciálna teória relativityktorý kombinuje tri časové dimenzie s jednou priestorovou dimenziou („1+3 priestoročas“) na rozdiel od troch priestorových dimenzií a jednej časovej dimenzie, na ktoré sme všetci zvyknutí.

Táto nová štúdia namiesto vytvárania obrovskej logickej nekonzistencie pridáva ďalšie dôkazy na podporu myšlienky, že objekty môžu byť schopné ísť rýchlejšie ako svetlo bez toho, aby úplne porušili naše existujúce fyzikálne zákony.

„Neexistuje žiadny zásadný dôvod, prečo by tomu nemali podliehať pozorovatelia pohybujúci sa vo vzťahu k opísaným fyzikálnym systémom rýchlosťou vyššou ako rýchlosť svetla,“ hovorí fyzik Andrzej Draganz Varšavskej univerzity v Poľsku.

Táto nová štúdia vedie predošlá práca niektorými výskumníkmi, ktorí veria, že superluminálny prístup môže pomôcť spojiť kvantovú mechaniku s Einsteinovou špeciálna teória relativity Dve odvetvia fyziky, ktoré sa v súčasnosti nedajú zosúladiť do komplexnej teórie, ktorá opisuje gravitáciu rovnakým spôsobom, akým opisujeme iné sily.

V tomto rámci už nie je možné modelovať častice ako bodové objekty, ako to môžeme robiť vo všednejšej 3D (plus časovej) perspektíve vesmíru.

Namiesto toho, aby sme pochopili, čo môžu pozorovatelia vidieť a ako sa môže správať superluminálna častica, musíme sa obrátiť na teórie poľa, ktoré sú základom kvantovej fyziky.

Na základe tohto nového modelu by superluminálne objekty vyzerali ako častica šíriaca sa priestorom ako bublina – nie ako vlna cez pole. Na druhej strane vysokorýchlostný objekt „zažije“ mnoho rôznych časových horizontov.

Napriek tomu bude rýchlosť svetla vo vákuu konštantná aj pre pozorovateľov, ktorí sa pohybujú rýchlejšie ako ono, čo zachováva jeden zo základných Einsteinových princípov – princíp, ktorý bol predtým akceptovaný iba ako pohyb pomalší ako rýchlosť svetla, bol považovaný za pozorovateľov. (ako my všetci).

„Táto nová definícia zachováva Einsteinovu stálosť rýchlosti svetla vo vákuu, dokonca aj pre superluminálnych pozorovateľov.“ hovorí drak,

„Takže naša rozšírená špeciálna teória relativity sa nezdá ako obzvlášť extravagantný nápad.“

Vedci však uznávajú, že prechod na časopriestorový model 1+3 vyvoláva niektoré nové otázky, zatiaľ čo na iné odpovedá. Naznačujú, že teóriu špeciálnej relativity je potrebné rozšíriť, aby zahŕňala referenčné rámce rýchlejšie ako svetlo.

To môže zahŕňať pôžičky kvantová teória poľa: kombinácia konceptov zo špeciálnej teórie relativity, kvantovej mechaniky a klasickej teórie poľa (ktorá má za cieľ predpovedať, ako budú fyzikálne polia navzájom interagovať).

Ak majú fyzici pravdu, potom by všetky častice vo vesmíre mali v rozšírenej špeciálnej teórii relativity mimoriadne vlastnosti.

Jednou z otázok, ktoré výskum nastolil, je, či niekedy budeme môcť pozorovať toto rozšírené správanie, ale bude to vyžadovať oveľa viac času a oveľa viac vedcov, aby sme odpovedali.

„Už len experimentálny objav novej základnej častice si zaslúži Nobelovu cenu a je možný vo veľkom výskumnom tíme s použitím najnovších experimentálnych techník,“ Hovorí fyzik Krzysztof Turzyńskiz Varšavskej univerzity.

„Dúfame však, že naše výsledky použijeme na lepšie pochopenie fenoménu spontánnych symetrií spojených s hmotnosťou Higgsovej častice a iných častíc. štandardný modelNajmä v ranom vesmíre.“

Výskum bol zverejnený klasická a kvantová gravitácia,