I begyndelsen af det 20. århundrede ændrede Albert Einstein fuldstændig folks opfattelse af tid og rum ved at revidere
To principper og speciel relativitet
Fysikeren formulerede denne vision af verdeni den særlige relativitetsteori i 1905 af Albert Einstein. Tid og rum "ifølge Einstein" adskiller sig kun i fortegn i nogle ligninger.
Generelt baserede fysikeren sin specielle relativitetsteori på to antagelser: Galileos relativitetsprincipper og lysets hastigheds konstanthed.
- IfølgeGalileos relativitetsprincip, mekanikkens love er de samme i alleinertielle referencesystemer. Det betyder, at den matematiske form af Newtons anden og tredje lov ikke ændres, når man bevæger sig fra en inerti-referenceramme til en anden.
- Ifølgeprincippet om konstant lyshastighed, lysets hastighed i tomrum er den samme i alle inertiereferencerammer og afhænger ikke af bevægelsen af lyskilder og modtagere.
Hvad ønskede forskerne at teste?
Forfatterne til det nye studie er særligt opmærksommevar opmærksom på det første princip, som antager, at i hvert inertisystem fungerer de samme fysiklove, og alle inertiobservatører er lige. Det er bemærkelsesværdigt, at det normalt anvendes på observatører, der bevæger sig i forhold til hinanden med hastigheder, der er mindre end lysets hastighed. Der er dog ingen grundlæggende grund til, at observatører, der bevæger sig i forhold til de beskrevne fysiske systemer ved høje hastigheder, ikke vil opleve det samme. Dette postulat blev grundlaget for en ny undersøgelse.
Fysikere besluttede at tjekke (selvfølgelig for nuteoretisk), hvad vil der ske, hvis vi observerer verden fra superluminale referencesystemer. Måske vil dette gøre det muligt at inddrage kvantemekanikkens grundlæggende principper i den særlige relativitetsteori. Forfatterne til den revolutionære hypotese er professorerne Andrzej Dragan og Arthur Eckert fra Oxford University.
Hovedspørgsmål
Forskere spekulerede på, hvordan de ville se vores verdenobservatører, der bevæger sig hurtigere end lysets hastighed i et vakuum. De antog, at de ikke kun ville observere fænomener, der opstår spontant, uden en deterministisk årsag, men også partikler, der rejser ad flere veje samtidigt.
Derudover mener fysikere, at selve konceptettiden ville have været anderledes. En superluminal verden ville således være karakteriseret ved tre tidsdimensioner og en rumlig. Samtidig skulle det beskrives i feltteoriens velkendte sprog. Det viser sig, at tilstedeværelsen af superluminale observatører, logisk set, ikke modsiger videnskaben. Det betyder, at superluminale objekter virkelig eksisterer. Forskere besluttede at kontrollere dette.
Forfatterne tager udgangspunkt i konceptetrum-tid svarende til vores fysiske virkelighed: med tre rumlige dimensioner og én tidsdimension. Men fra en superluminal iagttagers synspunkt bevarer kun én dimension af denne verden den rumlige karakter, langs hvilken partikler kan bevæge sig. De tre andre er dimensioner af tid
Fra en sådan observatørs synspunkt, partiklen"aldrer" uafhængigt i hver af de tre gange. Men for os ligner det samtidig bevægelse i alle retninger af rummet, dvs. udbredelse af en kvantemekanisk sfærisk bølge forbundet med en partikel.
En kunstners idé om kvantebølger. Foto: maxpixel.net
Dette svarer til Huygens' princip,formuleret i det 18. århundrede, hvorefter hvert punkt, som bølgen når, bliver kilden til en ny sfærisk bølge. Det blev oprindeligt kun anvendt på lysbølger, men kvantemekanikken udvidede det til andre former for stof.
Som et resultat, medtagelse i beskrivelsensuperluminale observatører kræver oprettelsen af en ny definition af hastighed og kinematik. Det bevarer Einsteins postulat om konstanten af lysets hastighed i et vakuum, selv for superluminale observatører. Derfor ser deres udvidede specielle relativitetsteori ikke ud til at være sådan en "ekstravagant idé", forklarer forskerne.
Hvordan ændrer dette verden?
Efter at have taget højde for superluminale løsninger, bliver verden ikke-deterministisk, og partikler bevæger sig samtidigt langs flere baner, i overensstemmelse med kvanteprincippet om superposition.
Ifølge princippet om determinisme er deret strengt utvetydigt forhold mellem mængder, der karakteriserer tilstanden af et mekanisk system på et givet tidspunkt, og værdierne af disse mængder på ethvert efterfølgende (eller tidligere) tidspunkt.
I determinismens verden, hver begivenhed mednødvendigvis forårsaget af forudgående, såvel som af naturlovene. Den stive determinisme af processer forstås som entydig forudbestemmelse, det vil sige, at hver effekt har en strengt defineret årsag. Som et resultat, ifølge den udvidede relativitetsteori, bliver vores virkelighed uforudsigelig.
Faktisk for superluminalobservatør, den partikel, der lever efter den klassiske mekaniks love, holder op med at give mening, og feltet bliver den eneste størrelse, der kan bruges til at beskrive den fysiske verden.
Kunstnerens idé om en fraktal, der afspejler den fjerde dimension. Foto: maxpixel.net
Indtil for nylig troede man detDe principper, der danner selve grundlaget for kvanteteorien, er fundamentale. Imidlertid viste et tankeeksperiment fra videnskabsmænd: Berettigelsen af kvanteteori ved hjælp af den udvidede relativitetsteori kan generaliseres ved begrebet fire dimensioner (rum-tid 1+3). Denne udvidelse forbinder relativitet med implikationerne postuleret af kvantefeltteorien.
Hvad er resultatet?
Således i udvidet specialIfølge relativitetsteorien ser alle partikler ud til at have ekstraordinære egenskaber. Men virker det omvendt? Er det muligt for os at finde partikler, der er fælles for superluminale observatører, dem der bevæger sig i forhold til os med superluminale hastigheder?
Ak, det er ikke så enkelt, forklarer videnskabsmænd.Alene den eksperimentelle opdagelse af en ny fundamental partikel er allerede en bedrift. Forskere håber dog stadig på at bruge resultaterne af undersøgelsen til bedre at forstå fænomenerne med spontan symmetribrud forbundet med massen af Higgs-bosonen og andre partikler i standardmodellen, især i det tidlige univers.
En nøglekomponent i enhver spontan mekanismeOvertrædelsen af symmetri er tachyonfeltet. Måske er det superluminale fænomener, der spiller en nøglerolle i Higgs-mekanismen (teorien, der beskriver, hvordan svage kraftbærerpartikler erhverver masse).
Læs mere:
Det viste sig, hvor gammelt vandet vi drikker i dag
17-årig ingeniør kom med en magnetløs motor: den kan bruges i elektriske køretøjer
To planeter er blevet fundet ikke langt fra Jorden. Måske er de beboede