Početkom 20. stoljeća Albert Einstein potpuno je promijenio ljudsku percepciju vremena i prostora revidirajući
Dva principa i posebna relativnost
Fizičar je formulirao ovu viziju svijetau specijalnoj teoriji relativnosti 1905. Albert Einstein. Vrijeme i prostor “po Einsteinu” razlikuju se samo predznakom u nekim jednadžbama.
Općenito, fizičar je svoju posebnu teoriju relativnosti temeljio na dvije pretpostavke: Galileovim načelima relativnosti i konstantnosti brzine svjetlosti.
- PremaGalilejevo načelo relativnosti, zakoni mehanike su u svima istiinercijski referentni sustavi. To znači da se matematički oblik drugog i trećeg Newtonovog zakona ne mijenja pri prelasku iz jednog inercijalnog referentnog okvira u drugi.
- Premaprincip konstantnosti brzine svjetlosti, brzina svjetlosti u praznini je ista u svim inercijalnim referentnim okvirima i ne ovisi o kretanju izvora svjetlosti i prijemnika.
Što su znanstvenici htjeli ispitati?
Autori nove studije posebnu pozornost posvećujuobratio pozornost na prvi princip, koji pretpostavlja da u svakom inercijalnom sustavu djeluju isti zakoni fizike i da su svi inercijalni promatrači jednaki. Važno je napomenuti da se obično primjenjuje na promatrače koji se kreću relativno jedni prema drugima brzinama manjim od brzine svjetlosti. Međutim, ne postoji temeljni razlog zašto promatrači koji se kreću u odnosu na opisane fizičke sustave velikim brzinama neće doživjeti istu stvar. Ovaj postulat postao je temelj nove studije.
Fizičari su odlučili provjeriti (naravno, za sadateoretski), što će se dogoditi ako svijet promatramo iz superluminalnih referentnih sustava. Možda će to omogućiti uključivanje osnovnih principa kvantne mehanike u posebnu teoriju relativnosti. Autori revolucionarne hipoteze su profesori Andrzej Dragan i Arthur Eckert sa Sveučilišta Oxford.
Glavna pitanja
Znanstvenici su se pitali kako bi oni vidjeli naš svijetpromatrači koji se u vakuumu kreću brže od brzine svjetlosti. Pretpostavljali su da će promatrati ne samo pojave koje se događaju spontano, bez determinističkog uzroka, već i čestice koje putuju nekoliko puta istovremeno.
Osim toga, fizičari vjeruju da sam konceptvrijeme bi bilo drugačije. Tako bi superluminalni svijet karakterizirale tri vremenske dimenzije i jedna prostorna. U isto vrijeme, trebalo bi ga opisati poznatim jezikom teorije polja. Ispada da prisutnost superluminalnih promatrača, logično, nije u suprotnosti sa znanošću. To znači da superluminalni objekti stvarno postoje. Znanstvenici su to odlučili provjeriti.
Autori polaze od konceptaprostor-vrijeme koje odgovara našoj fizičkoj stvarnosti: s tri prostorne dimenzije i jednom vremenskom dimenzijom. Međutim, sa stajališta superluminalnog promatrača, samo jedna dimenzija ovog svijeta zadržava prostorni karakter duž kojeg se čestice mogu kretati. Ostale tri su dimenzije vremena
Sa stajališta takvog promatrača, čestica"stari" neovisno u svakom od tri puta. Ali za nas to izgleda kao istovremeno kretanje u svim smjerovima prostora, tj. širenje kvantno mehaničkog sferičnog vala povezanog s česticom.
Umjetnička ideja kvantnih valova. Fotografija: maxpixel.net
Ovo odgovara Huygensovom principu,formuliran u 18. stoljeću, prema kojem svaka točka do koje val dođe postaje izvor novog sferičnog vala. Izvorno se primjenjivao samo na svjetlosne valove, ali ga je kvantna mehanika proširila na druge oblike materije.
Kao rezultat toga, uključivanje u opissuperluminalnih promatrača zahtijeva stvaranje nove definicije brzine i kinematike. Čuva Einsteinov postulat o postojanosti brzine svjetlosti u vakuumu, čak i za superluminalne promatrače. Stoga se njihova proširena specijalna teorija relativnosti ne čini tako "ekstravagantnom idejom", objašnjavaju znanstvenici.
Kako ovo mijenja svijet?
Uzimajući u obzir superluminalna rješenja, svijet postaje nedeterministički, a čestice se gibaju istovremeno po više putanja, u skladu s kvantnim principom superpozicije.
Po principu determinizma postojistrogi nedvosmisleni odnos između veličina koje karakteriziraju stanje mehaničkog sustava u određenom trenutku u vremenu i vrijednosti tih veličina u bilo kojem sljedećem (ili prethodnom) trenutku u vremenu.
U svijetu determinizma svaki događaj sanužno uzrokovano prethodnikom, kao i zakonima prirode. Čvrsti determinizam procesa shvaća se kao jednoznačna predodređenost, odnosno svaka posljedica ima strogo definiran uzrok. Kao rezultat toga, prema proširenoj teoriji relativnosti, naša stvarnost postaje nepredvidljiva.
Zapravo, za superluminalnopromatrača, čestica koja živi prema zakonima klasične mehanike prestaje imati smisla, a polje postaje jedina veličina kojom se može opisati fizički svijet.
Umjetnikova ideja o fraktalu koji odražava četvrtu dimenziju. Fotografija: maxpixel.net
Donedavno se vjerovalo daPrincipi koji čine samu osnovu kvantne teorije temeljni su. Međutim, misaoni eksperiment znanstvenika pokazao je: opravdanje kvantne teorije korištenjem proširene teorije relativnosti može se generalizirati konceptom četiriju dimenzija (prostor-vrijeme 1+3). Ovo proširenje povezuje relativnost s implikacijama koje postulira kvantna teorija polja.
Kakav je rezultat?
Tako je u produženom posebnomPrema teoriji relativnosti, čini se da sve čestice imaju izvanredna svojstva. Ali radi li obrnuto? Je li moguće pronaći čestice koje su uobičajene za superluminalne promatrače, one koje se relativno prema nama kreću superluminalnim brzinama?
Nažalost, to nije tako jednostavno, objašnjavaju znanstvenici.Samo eksperimentalno otkriće nove temeljne čestice već je podvig. Međutim, znanstvenici se još uvijek nadaju da će iskoristiti rezultate studije za bolje razumijevanje fenomena spontanog narušavanja simetrije povezanog s masom Higgsovog bozona i drugih čestica u Standardnom modelu, posebno u ranom Svemiru.
Ključna komponenta svakog mehanizma spontanogKršenje simetrije je tahionsko polje. Možda superluminalni fenomeni igraju ključnu ulogu u Higgsovom mehanizmu (teorija koja opisuje kako čestice nositelji slabe sile stječu masu).
Čitaj više:
Pokazalo se koliko je stara voda koju danas pijemo
17-godišnji inženjer osmislio je motor bez magneta: može se koristiti u električnim vozilima
Nedaleko od Zemlje pronađena su dva planeta. Možda su naseljeni