A principios del siglo XX, Albert Einstein cambió por completo la percepción que la gente tenía del tiempo y el espacio al revisar
Dos principios y la relatividad especial
El físico formuló esta visión del mundo.en la teoría especial de la relatividad en 1905 por Albert Einstein. El tiempo y el espacio “según Einstein” difieren sólo en el signo en algunas ecuaciones.
En general, el físico basó su teoría especial de la relatividad en dos supuestos: los principios de la relatividad de Galileo y la constancia de la velocidad de la luz.
- De acuerdo aPrincipio de relatividad de Galileo, las leyes de la mecánica son las mismas en todosSistemas de referencia inerciales. Esto significa que la forma matemática de la segunda y tercera leyes de Newton no cambia al pasar de un sistema de referencia inercial a otro.
- De acuerdo aprincipio de constancia de la velocidad de la luz, la velocidad de la luz en el vacío es la misma en todos los sistemas de referencia inerciales y no depende del movimiento de las fuentes y receptores de luz.
¿Qué querían probar los científicos?
Los autores del nuevo estudio prestan especial atención.Prestó atención al primer principio, que supone que en cada sistema inercial operan las mismas leyes de la física y todos los observadores inerciales son iguales. Cabe destacar que generalmente se aplica a observadores que se mueven entre sí a velocidades menores que la velocidad de la luz. Sin embargo, no existe ninguna razón fundamental por la que los observadores que se mueven en relación con los sistemas físicos descritos a altas velocidades no experimenten lo mismo. Este postulado se convirtió en la base de un nuevo estudio.
Los físicos decidieron comprobar (por supuesto, por ahorateóricamente), qué sucederá si observamos el mundo desde sistemas de referencia superlumínicos. Quizás esto permita incluir los principios básicos de la mecánica cuántica en la teoría especial de la relatividad. Los autores de la hipótesis revolucionaria son los profesores Andrzej Dragan y Arthur Eckert de la Universidad de Oxford.
Preguntas principales
Los científicos se preguntaban cómo verían nuestro mundoobservadores que se mueven más rápido que la velocidad de la luz en el vacío. Asumieron que observarían no solo fenómenos que ocurren espontáneamente, sin una causa determinista, sino también partículas que viajan a lo largo de varios caminos simultáneamente.
Además, los físicos creen que el concepto en sí.el tiempo hubiera sido diferente. Así, un mundo superluminal se caracterizaría por tres dimensiones temporales y una espacial. Al mismo tiempo, sería necesario describirlo en el lenguaje familiar de la teoría de campos: resulta que la presencia de observadores superluminales, lógicamente, no contradice a la ciencia. Esto significa que los objetos superluminales realmente existen. Los científicos decidieron comprobar esto.
Los autores parten del concepto.espacio-tiempo correspondiente a nuestra realidad física: con tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal. Sin embargo, desde el punto de vista de un observador superlumínico, sólo una dimensión de este mundo conserva el carácter espacial a lo largo del cual pueden moverse las partículas. Las otras tres son dimensiones del tiempo.
Desde el punto de vista de tal observador, la partícula"envejece" independientemente en cada uno de los tres tiempos. Pero a nosotros nos parece un movimiento simultáneo en todas las direcciones del espacio, es decir. Propagación de una onda esférica de mecánica cuántica asociada a una partícula.
La idea de un artista de las ondas cuánticas. Foto: maxpixel.net
Esto corresponde al principio de Huygens,formulado en el siglo XVIII, según el cual cada punto alcanzado por una onda se convierte en fuente de una nueva onda esférica. Originalmente se aplicó sólo a las ondas de luz, pero la mecánica cuántica lo extendió a otras formas de materia.
Como resultado, inclusión en la descripción.Los observadores superluminales requieren la creación de una nueva definición de velocidad y cinemática. Preserva el postulado de Einstein sobre la constancia de la velocidad de la luz en el vacío, incluso para observadores superluminales. Por lo tanto, su teoría especial ampliada de la relatividad no parece una “idea tan extravagante”, explican los científicos.
¿Cómo cambia esto el mundo?
Después de tener en cuenta las soluciones superluminales, el mundo se vuelve no determinista y las partículas se mueven simultáneamente a lo largo de múltiples trayectorias, de acuerdo con el principio cuántico de superposición.
Según el principio del determinismo, existeuna relación estricta e inequívoca entre cantidades que caracterizan el estado de un sistema mecánico en un momento dado y los valores de estas cantidades en cualquier momento posterior (o anterior).
En el mundo del determinismo, cada evento connecesariamente causado por el antecedente, así como por las leyes de la naturaleza. El determinismo rígido de los procesos se entiende como una predeterminación inequívoca, es decir, cada efecto tiene una causa estrictamente definida. Como resultado, según la teoría extendida de la relatividad, nuestra realidad se vuelve impredecible.
De hecho, para superluminalPara el observador, la partícula que vive según las leyes de la mecánica clásica deja de tener sentido y el campo se convierte en la única cantidad que puede utilizarse para describir el mundo físico.
La idea del artista de un fractal que refleja la cuarta dimensión. Foto: maxpixel.net
Hasta hace poco se creía queLos principios que forman la base misma de la teoría cuántica son fundamentales. Sin embargo, un experimento mental realizado por científicos demostró que la justificación de la teoría cuántica utilizando la teoría de la relatividad ampliada puede generalizarse mediante el concepto de cuatro dimensiones (espacio-tiempo 1+3). Esta extensión vincula la relatividad con las implicaciones postuladas por la teoría cuántica de campos.
¿Cuál es el resultado?
Así, en el especial ampliadoSegún la teoría de la relatividad, todas las partículas parecen tener propiedades extraordinarias. ¿Pero funciona al revés? ¿Es posible que encontremos partículas que sean comunes para los observadores superluminales, aquellas que se mueven con respecto a nosotros a velocidades superluminales?
Lamentablemente, no es tan sencillo, explican los científicos.El descubrimiento experimental de una nueva partícula fundamental ya es una hazaña. Sin embargo, los científicos todavía esperan utilizar los resultados del estudio para comprender mejor los fenómenos de ruptura espontánea de simetría asociados con la masa del bosón de Higgs y otras partículas en el Modelo Estándar, especialmente en el Universo temprano.
Un componente clave de cualquier mecanismo de espontaneidad.La violación de la simetría es el campo de taquiones. Quizás sean los fenómenos superluminales los que desempeñan un papel clave en el mecanismo de Higgs (la teoría que describe cómo las partículas portadoras de fuerzas débiles adquieren masa).
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