Evo kako bi Svemir izgledao kada biste prešli brzinu svjetlosti - čudno
Ništa se ne može kretati brže od svjetlosti. To je pravilo fizike utkano u samo tkivo Einsteinove posebne teorije relativnosti. Što se brže nešto odvija, to je bliže svojoj perspektivi „zamrzavanja” vremena do mrtve točke.
Idite još brže i naići ćete na probleme okretanja vremena te petljanje s pojmovima uzročnosti.
No istraživači sa Sveučilišta u Varšavi u Poljskoj i Nacionalnog sveučilišta u Singapuru pomaknuli su granice relativnosti kako bi došli do sustava koji nije u suprotnosti s postojećom fizikom, a mogao bi čak pokazati put do novih teorija.
Ono što su smislili je "proširenje posebne teorije relativnosti" koje kombinira tri vremenske dimenzije s jednom prostornom dimenzijom ("1+3 prostor-vrijeme"), suprotno od tri prostorne dimenzije i jedne vremenske dimenzije, na što smo svi navikli.
Umjesto da stvara bilo kakve veće logičke nedosljednosti, ova studija donosi više dokaza koji podupiru ideju kako bi objekti mogli ići brže od svjetlosti bez potpunog kršenja trenutnih zakona fizike.
"Nema bitnog razloga zašto se istraživači, koji se vode opisanim fizičkim sustavima sa brzinama većim od brzine svjetlosti, ne bi trebali biti baviti time", kaže fizičar Andrzej Dragan sa Sveučilišta u Varšavi u Poljskoj.
Ova nova studija temelji se na prethodnom radu nekih od istraživača koji su stava da bi superluminalne perspektive mogle pomoći u povezivanju kvantne mehanike s Einsteinovom posebnom teorijom relativnosti – dvjema granama fizike koje se trenutno ne mogu uskladiti u jednu sveobuhvatnu teoriju koja opisuje gravitaciju na isti način na koji objašnjavamo i druge sile.
U ovoj teoriji, čestice se više ne mogu modelirati kao točkasti objekti, kao što bi se moglo u uobičajenoj i prizemnijoj 3D (plus vremenskoj) perspektivi Svemira.
Umjesto toga, da bismo shvatili što bi promatrači mogli vidjeti i kako bi se superluminalna čestica mogla ponašati, morali smo se okrenuti teorijama polja koje podupiru kvantnu fiziku.
Na temelju novog modela, superluminalni objekti izgledali bi poput čestice koja se širi kroz prostor kao mjehurić – poput vala kroz polje. S druge strane, objekt velike brzine „doživio” bi nekoliko različitih vremenskih okvira.
Čak i tako, brzina svjetlosti u vakuumu ostala bi stalna i za one promatrače koji idu brže od nje, čime se čuva jedno od Einsteinovih temeljnih načela – načelo o kojem se prije razmišljalo samo u odnosu na promatrače koji se kreću sporije od brzine svjetlosti. (kao i svi mi).
"Ova nova definicija čuva Einsteinov postulat o stalnosti brzine svjetlosti u vakuumu čak i za superluminalne promatrače", kaže Dragan.
"Stoga se naša proširena specijalna relativnost ne čini kao posebno ekstravagantna ideja."
Međutim, znanstvenici priznaju da prelazak na model prostor-vrijeme 1+3 otvara neka nova pitanja, iako daje odgovore na druga. Sugeriraju da je potrebno proširiti teoriju posebne relativnosti kako bi uključila referentne okvire brže od svjetlosti.
To bi moglo uključivati posuđivanje iz kvantne teorije polja: kombinacija koncepata iz specijalne teorije relativnosti, kvantne mehanike i klasične teorije polja (kojoj je cilj predvidjeti kako će fizička polja međusobno djelovati).
Ako su fizičari u pravu, sve bi čestice svemira imale izvanredna svojstva u proširenoj specijalnoj teoriji relativnosti.
Jedno od pitanja postavljenih ovim istraživanjem je hoćemo li ikada moći promatrati takvo prošireno ponašanje – no odgovor na to će zahtijevati puno više vremena i puno više znanstvenika.
"Samo eksperimentalno otkriće nove temeljne čestice pothvat je vrijedan Nobelove nagrade, izvediv u velikom istraživačkom timu koji koristi najnovije eksperimentalne tehnike", kaže fizičar Krzysztof Turzyński sa Sveučilišta u Varšavi.
"Međutim, nadamo se da ćemo iste rezultate primijeniti na bolje razumijevanje fenomena spontanog narušavanja simetrije povezanog s masom Higgsove čestice i drugih čestica u Standardnom modelu, posebno u ranom Svemiru."
Izvor: Science Alert