Phoebe Newman Nic nie może poruszać się szybciej niż światło. Jest to reguła fizyki wpleciona w strukturę szczególnej teorii względności Einsteina. Im szybciej coś się dzieje, tym bardziej perspektywa zamrożenia w czasie zbliża się do zatrzymania.
Jedź szybciej, a napotkasz problemy z cofaniem czasu, zadzieraniem z pojęciem związku przyczynowego.
Ale naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego w Polsce i Narodowego Uniwersytetu w Singapurze przesunęli teraz granice teorii względności, aby opracować system, który nie jest sprzeczny z obecną fizyką i może wskazać drogę do nowych teorii.
To, co wymyślili, to „rozszerzenie szczególna teoria względnościKtóry łączy trzy wymiary czasu i jeden wymiar przestrzeni („1 + 3 czasoprzestrzeń”), w przeciwieństwie do trzech wymiarów przestrzennych i jednego wymiaru czasowego, do których wszyscy jesteśmy przyzwyczajeni.
Zamiast tworzyć jakiekolwiek poważne logiczne sprzeczności, to nowe badanie dostarcza więcej dowodów na poparcie idei, że obiekty mogą poruszać się szybciej niż światło bez całkowitego łamania istniejących praw fizyki.
„Nie ma fundamentalnego powodu, dla którego obserwatorzy poruszający się względem opisywanych układów fizycznych z prędkościami większymi od prędkości światła nie mieliby być temu poddawani” mówi fizyk Andrei Draganz Uniwersytetu Warszawskiego w Polsce.
To nowe badanie opiera się na Poprzednia praca przez niektórych z tych samych badaczy, którzy twierdzą, że perspektywy ultraświetlne mogą pomóc połączyć mechanikę kwantową z mechaniką Einsteina Szczególna teoria względności Dwie gałęzie fizyki, których obecnie nie można pogodzić w jedną kompleksową teorię opisującą grawitację w taki sam sposób, w jaki wyjaśniamy inne siły.
Cząstki nie mogą być już modelowane jako obiekty punktowe w tej strukturze, tak jak jest to możliwe w perspektywie zwykłego trójwymiarowego wszechświata (oprócz czasu).
Zamiast tego, aby zrozumieć, co obserwatorzy mogą zobaczyć i jak może zachowywać się nadświetlna cząstka, musimy zwrócić się do rodzajów teorii pola, które leżą u podstaw fizyki kwantowej.
Opierając się na tym nowym modelu, ultrajasne obiekty wyglądałyby jak cząstka rozszerzająca się jak bańka w przestrzeni – podobnie jak fala w polu. Z drugiej strony obiekt o dużej prędkości będzie doświadczał kilku różnych skal czasowych.
Jednak prędkość światła w próżni pozostanie stała nawet dla obserwatorów poruszających się szybciej niż prędkość, zachowując jedną z podstawowych zasad Einsteina – zasadę, o której wcześniej myślano tylko w odniesieniu do obserwatorów poruszających się z prędkością mniejszą niż prędkość światła. (jak każdy z nas).
„Ta nowa definicja podtrzymuje hipotezę Einsteina o stałej prędkości światła w próżni nawet dla superobserwatorów” Dragan mówi.
„Więc nasz rozszerzony specjalny współczynnik nie brzmi jak szczególnie ekstrawagancki pomysł”.
Jednak naukowcy przyznają, że przejście na model czasoprzestrzeni 1+3 rodzi pewne nowe pytania, nawet jeśli odpowiada na inne. Sugerują, że konieczne jest rozszerzenie teorii szczególnej teorii względności o układy odniesienia szybsze od światła.
Może to obejmować pożyczanie od Kwantowa teoria pola: połączenie koncepcji ze szczególnej teorii względności, mechaniki kwantowej i klasycznej teorii pola (której celem jest przewidywanie wzajemnego oddziaływania pól fizycznych).
Jeśli fizycy mają rację, wszystkie cząstki wszechświata będą miały niezwykłe właściwości w rozszerzonej szczególnej teorii względności.
Jedno z pytań postawionych w badaniach dotyczy tego, czy będziemy w stanie zaobserwować to rozszerzone zachowanie – ale odpowiedź na to zajmie dużo czasu i wielu naukowców.
„Abstrakcyjne eksperymentalne odkrycie nowej cząstki elementarnej to osiągnięcie godne Nagrody Nobla, które można osiągnąć w dużym zespole badawczym przy użyciu najnowszych technik eksperymentalnych” mówi fizyk Krzysztof Torzyńskiz Uniwersytetu Warszawskiego.
„Mamy jednak nadzieję, że uda nam się zastosować nasze wyniki do lepszego zrozumienia zjawiska spontanicznego łamania symetrii związanego z masą cząstki Higgsa i innych cząstek w forma standardowazwłaszcza we wczesnym wszechświecie.
Badania opublikowane w Grawitacja klasyczna i ilościowa.
