В началото на 20-ти век Алберт Айнщайн напълно променя възприятието на хората за времето и пространството, като ревизира
Два принципа и специална теория на относителността
Тази визия за света е формулирана от физика в специалната теория на относителността през 1905 г. от Алберт Айнщайн.Времето и пространството се различават "според Айнщайн" само по знак в някои уравнения.
Като цяло физикът основава специалната си теория на относителността на две предположения: принципите на относителността на Галилей и постоянството на скоростта на светлината.
- СпоредПринципът на относителността на Галилей Това означава, че математическата форма на втория и третия закон на Нютон не се променя от една инерционна отправна система към друга.
- Споредпринцип на постоянството на скоростта на светлината, скоростта на светлината в празнота е еднаква във всички инерционни отправни системи и не зависи отот движението на източници на светлина и приемници.
Какво са искали да тестват учените?
Авторите на новото изследване обърнаха особено внимание на първия принцип, който предполага, че във всяка инерционна рамка, Едни и същи закони на физиката и всички инерционни наблюдатели са равни.за наблюдатели, които се движат един спрямо друг със скорости, които са по-малки от скоростта на светлината.Няма обаче фундаментална причина, поради която наблюдателите, движещи се спрямо описаните физически системи при високи скорости, да не очакватТози постулатТова е в основата на ново проучване.
Физиците решиха да проверят (теоретично, разбира се) какво ще се случи, ако светът бъде наблюдаванМоже би това ще даде възможност да се включат основните принципи на квантовата механика в специалната теория на относителността.Автори на революционната хипотеза са професорите Анджей Драган и Артур Екертот Оксфордския университет.
Основни въпроси
Учените се чудеха как ще видят нашия святнаблюдатели, които се движат по-бързо от скоростта на светлината във вакуум. Те предположиха, че ще наблюдават не само явления, които се случват спонтанно, без детерминистична причина, но и частици, пътуващи по няколко пътя едновременно.
Освен това физиците смятат, че самата концепция за времето би била различна.По този начин свръхсветлинният свят ще се характеризира с три времеви измерения и едно пространствено измерение.В същото време тя би трябвало да бъде описана на познатия език на теорията на полето. Оказва се, че присъствието на свръхсветлинни наблюдатели не противоречи логическиА това означава, че свръхсветлинните обекти наистина съществуват.
Авторите изхождат от концепциятапространство-време, съответстващо на нашата физическа реалност: с три пространствени измерения и едно времево измерение. Въпреки това, от гледна точка на свръхсветлинен наблюдател, само едно измерение на този свят запазва пространствения характер, по който могат да се движат частиците. Другите три са измерения на времето
От гледна точка на такъв наблюдател частицата„остарява“ независимо във всеки от трите пъти. Но за нас това изглежда като едновременно движение във всички посоки на пространството, т.е. разпространение на квантово-механична сферична вълна, свързана с частица.
Идеята на художника за квантовите вълни. Снимка: maxpixel.net
Това съответства на принципа на Хюйгенс,формулиран през 18 век, според който всяка точка, достигната от вълната, става източник на нова сферична вълна. Първоначално се прилагаше само за светлинни вълни, но квантовата механика го разшири до други форми на материя.
В резултат на това включване в описаниетосвръхсветлинни наблюдатели изисква създаването на нова дефиниция за скорост и кинематика. Той запазва постулата на Айнщайн за постоянството на скоростта на светлината във вакуум, дори за свръхсветлинни наблюдатели. Следователно тяхната разширена специална теория на относителността не изглежда толкова „екстравагантна идея“, обясняват учените.
Как това променя света?
След като се вземат предвид свръхсветлинните решения, светът става недетерминиран и частиците се движат едновременно по множество траектории, в съответствие с квантовия принцип на суперпозицията.
Съгласно принципа на детерминизма имастрога недвусмислена връзка между количествата, характеризиращи състоянието на механична система в даден момент от времето, и стойностите на тези количества във всеки следващ (или предишен) момент от време.
В света на детерминизма всяко събитие съснепременно причинени от предходното, както и от законите на природата. Твърдият детерминизъм на процесите се разбира като недвусмислена предопределеност, тоест всяко следствие има строго определена причина. В резултат на това, според разширената теория на относителността, нашата реалност става непредсказуема.
Всъщност за свръхсветлинанаблюдател, частицата, която живее според законите на класическата механика, престава да има смисъл и полето се превръща в единствената величина, която може да се използва за описание на физическия свят.
Идеята на художника за фрактал, който отразява четвъртото измерение. Снимка: maxpixel.net
Доскоро се смяташе, чеПринципите, които формират самата основа на квантовата теория, са фундаментални. Въпреки това, мисловен експеримент на учени показа: обосновката на квантовата теория с помощта на разширената теория на относителността може да бъде обобщена чрез концепцията за четири измерения (пространство-време 1+3). Това разширение свързва относителността с последиците, постулирани от квантовата теория на полето.
какъв е резултатът
По този начин в разширеното специалноСпоред теорията на относителността всички частици изглежда имат необикновени свойства. Но работи ли обратното? Възможно ли е да намерим частици, които са обичайни за свръхсветлинните наблюдатели, тези, които се движат спрямо нас със свръхсветлинни скорости?
Уви, не е толкова просто, обясняват учените.Самото експериментално откриване на нова фундаментална частица вече е подвиг. Въпреки това учените все още се надяват да използват резултатите от изследването, за да разберат по-добре явленията на спонтанно нарушаване на симетрията, свързани с масата на Хигс бозона и други частици в Стандартния модел, особено в ранната Вселена.
Ключов компонент на всеки механизъм на спонтаненНарушаването на симетрията е тахионното поле. Може би свръхсветлинните явления играят ключова роля в механизма на Хигс (теорията, която описва как частиците носители на слаба сила придобиват маса).
Прочетете още:
Оказа се колко е стара водата, която пием днес
17-годишен инженер излезе с безмагнитен двигател: той може да се използва в електрически превозни средства
Недалеч от Земята са открити две планети. Може би са населени