Au début du XXe siècle, Albert Einstein a complètement changé la perception du temps et de l’espace en révisant
Deux principes et la relativité restreinte
Le physicien a formulé cette vision du mondedans la théorie restreinte de la relativité en 1905 par Albert Einstein. Le temps et l'espace « selon Einstein » ne diffèrent que par le signe dans certaines équations.
En général, le physicien fondait sa théorie de la relativité restreinte sur deux hypothèses : les principes de relativité de Galilée et la constance de la vitesse de la lumière.
- SelonLe principe de relativité de Galilée, les lois de la mécanique sont les mêmes dans toussystèmes de référence inertiels. Cela signifie que la forme mathématique des deuxième et troisième lois de Newton ne change pas lors du passage d'un référentiel inertiel à un autre.
- Selonprincipe de constance de la vitesse de la lumière, la vitesse de la lumière dans le vide est la même dans tous les référentiels inertiels et ne dépend pas du mouvement des sources lumineuses et des récepteurs.
Qu'est-ce que les scientifiques ont voulu tester ?
Les auteurs de la nouvelle étude accordent une attention particulièrea prêté attention au premier principe, qui suppose que dans chaque système inertiel les mêmes lois de la physique fonctionnent et que tous les observateurs inertiels sont égaux. Il est à noter qu'il est généralement appliqué aux observateurs qui se déplacent les uns par rapport aux autres à des vitesses inférieures à la vitesse de la lumière. Cependant, il n’y a aucune raison fondamentale pour laquelle les observateurs se déplaçant à grande vitesse par rapport aux systèmes physiques décrits ne connaîtront pas la même chose. Ce postulat est devenu la base d'une nouvelle étude.
Les physiciens ont décidé de vérifier (bien sûr, pour l'instantthéoriquement), que se passera-t-il si nous observons le monde à partir de systèmes de référence supraluminiques. Peut-être que cela permettra d'inclure les principes de base de la mécanique quantique dans la théorie restreinte de la relativité. Les auteurs de l’hypothèse révolutionnaire sont les professeurs Andrzej Dragan et Arthur Eckert de l’Université d’Oxford.
Questions principales
Les scientifiques se demandaient comment ils verraient notre mondeobservateurs qui se déplacent plus vite que la vitesse de la lumière dans le vide. Ils ont supposé qu'ils observeraient non seulement des phénomènes qui se produisent spontanément, sans cause déterministe, mais aussi des particules voyageant sur plusieurs chemins simultanément.
De plus, les physiciens estiment que le concept lui-mêmele temps aurait été différent. Ainsi, un monde supraluminique serait caractérisé par trois dimensions temporelles et une dimension spatiale. En même temps, il faudrait la décrire dans le langage familier de la théorie des champs. Il s’avère que la présence d’observateurs supraluminiques ne contredit logiquement pas la science. Cela signifie que les objets supraluminiques existent réellement. Les scientifiques ont décidé de vérifier cela.
Les auteurs partent du conceptun espace-temps correspondant à notre réalité physique : avec trois dimensions spatiales et une dimension temporelle. Cependant, du point de vue d'un observateur supraluminique, seule une dimension de ce monde conserve le caractère spatial le long duquel les particules peuvent se déplacer. Les trois autres sont des dimensions du temps
Du point de vue d'un tel observateur, la particule"vieillit" indépendamment dans chacune des trois fois. Mais pour nous, cela ressemble à un mouvement simultané dans toutes les directions de l'espace, c'est-à-dire propagation d'une onde sphérique de mécanique quantique associée à une particule.
Une idée d'artiste des ondes quantiques. Photo: maxpixel.net
Cela correspond au principe de Huygens,formulée au XVIIIe siècle, selon laquelle chaque point atteint par l'onde devient la source d'une nouvelle onde sphérique. À l’origine, elle ne s’appliquait qu’aux ondes lumineuses, mais la mécanique quantique l’a étendue à d’autres formes de matière.
En conséquence, l'inclusion dans la descriptionles observateurs supraluminiques nécessitent la création d’une nouvelle définition de la vitesse et de la cinématique. Il préserve le postulat d'Einstein sur la constance de la vitesse de la lumière dans le vide, même pour les observateurs supraluminiques. Par conséquent, leur théorie élargie de la relativité restreinte ne semble pas être une « idée extravagante », expliquent les scientifiques.
Comment cela change-t-il le monde ?
Après avoir pris en compte les solutions supraluminiques, le monde devient non déterministe et les particules se déplacent simultanément le long de multiples trajectoires, conformément au principe quantique de superposition.
Selon le principe du déterminisme, il existeune relation stricte et sans ambiguïté entre les grandeurs caractérisant l'état d'un système mécanique à un instant donné et les valeurs de ces grandeurs à tout instant ultérieur (ou précédent).
Dans le monde du déterminisme, chaque événement avecnécessairement causée par des antécédents, ainsi que par les lois de la nature. Le déterminisme rigide des processus est compris comme une prédétermination sans ambiguïté, c'est-à-dire que chaque effet a une cause strictement définie. En conséquence, selon la théorie de la relativité étendue, notre réalité devient imprévisible.
En fait, pour le supraluminalobservateur, la particule qui vit selon les lois de la mécanique classique cesse d’avoir du sens et le champ devient la seule quantité pouvant être utilisée pour décrire le monde physique.
L'idée de l'artiste d'une fractale qui reflète la quatrième dimension. Photo: maxpixel.net
Jusqu'à récemment, on croyait queLes principes qui constituent la base même de la théorie quantique sont fondamentaux. Cependant, une expérience de pensée menée par des scientifiques a montré que la justification de la théorie quantique par la théorie de la relativité étendue peut être généralisée par le concept de quatre dimensions (espace-temps 1+3). Cette extension relie la relativité aux implications postulées par la théorie quantique des champs.
Quel est le résultat ?
Ainsi, dans le cadre de programmes spéciaux étendusSelon la théorie de la relativité, toutes les particules semblent posséder des propriétés extraordinaires. Mais est-ce que ça marche dans l’autre sens ? Est-il possible pour nous de trouver des particules communes aux observateurs supraluminiques, celles qui se déplacent par rapport à nous à des vitesses supraluminiques ?
Hélas, ce n’est pas si simple, expliquent les scientifiques.La découverte expérimentale d’une nouvelle particule fondamentale constitue déjà à elle seule une prouesse. Cependant, les scientifiques espèrent toujours utiliser les résultats de l'étude pour mieux comprendre les phénomènes de rupture spontanée de symétrie associés à la masse du boson de Higgs et d'autres particules du modèle standard, notamment dans l'Univers primitif.
Un élément clé de tout mécanisme de spontanéitéLa violation de la symétrie est le champ des tachyons. Ce sont peut-être les phénomènes supraluminiques qui jouent un rôle clé dans le mécanisme de Higgs (la théorie qui décrit comment les particules porteuses de faible force acquièrent de la masse).
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