XX amžiaus pradžioje Albertas Einšteinas visiškai pakeitė žmonių laiko ir erdvės suvokimą, peržiūrėdamas
Du principai ir specialusis reliatyvumas
Tokią pasaulio viziją fizikas suformulavoAlberto Einšteino specialiojoje reliatyvumo teorijoje 1905 m. Laikas ir erdvė „pagal Einšteiną“ kai kuriose lygtyse skiriasi tik ženklu.
Apskritai fizikas savo specialiąją reliatyvumo teoriją grindė dviem prielaidomis: Galilėjaus reliatyvumo principais ir šviesos greičio pastovumu.
- PagalGalilėjaus reliatyvumo principas, mechanikos dėsniai visuose yra vienodiinercinės atskaitos sistemos. Tai reiškia, kad antrojo ir trečiojo Niutono dėsnių matematinė forma nesikeičia pereinant nuo vienos inercinės atskaitos sistemos prie kitos.
- Pagalšviesos greičio pastovumo principas, šviesos greitis tuštumoje yra vienodas visose inercinėse atskaitos sistemose ir nepriklauso nuo šviesos šaltinių ir imtuvų judėjimo.
Ką mokslininkai norėjo išbandyti?
Naujojo tyrimo autoriai skiria ypatingą dėmesįatkreipė dėmesį į pirmąjį principą, kuris daro prielaidą, kad kiekvienoje inercinėje sistemoje veikia tie patys fizikos dėsniai ir visi inerciniai stebėtojai yra lygūs. Pastebėtina, kad jis dažniausiai taikomas stebėtojams, kurie vienas kito atžvilgiu juda greičiu, mažesniu už šviesos greitį. Tačiau nėra jokios esminės priežasties, kodėl stebėtojai, dideliu greičiu judantys aprašytų fizinių sistemų atžvilgiu, nepatirs to paties. Šis postulatas tapo naujo tyrimo pagrindu.
Fizikai nusprendė patikrinti (žinoma, kol kasteoriškai), kas atsitiks, jei stebėsime pasaulį iš superluminal atskaitos sistemų. Galbūt tai leis pagrindinius kvantinės mechanikos principus įtraukti į specialiąją reliatyvumo teoriją. Revoliucinės hipotezės autoriai yra profesoriai Andrzejus Draganas ir Arthuras Eckertas iš Oksfordo universiteto.
Pagrindiniai klausimai
Mokslininkai stebėjosi, kaip jie pamatys mūsų pasaulįstebėtojai, kurie vakuume juda greičiau nei šviesos greitis. Jie siūlė stebėti ne tik reiškinius, kurie atsiranda spontaniškai, be deterministinės priežasties, bet ir daleles, keliaujančias keliais keliais vienu metu.
Be to, fizikai mano, kad pati sąvokalaikas būtų buvęs kitoks. Taigi superluminal pasaulis pasižymėtų trimis laiko dimensijomis ir viena erdvine. Tuo pačiu metu jį reikėtų aprašyti pažįstama lauko teorijos kalba. Pasirodo, kad superluminalinių stebėtojų buvimas mokslui neprieštarauja. Tai reiškia, kad superluminal objektai tikrai egzistuoja. Mokslininkai nusprendė tai patikrinti.
Autoriai remiasi koncepcijaerdvėlaikis, atitinkantis mūsų fizinę tikrovę: su trimis erdvinėmis ir vienu laiko dimensijomis. Tačiau, superluminalinio stebėtojo požiūriu, tik vienas šio pasaulio matmuo išlaiko erdvinį pobūdį, kuriuo dalelės gali judėti. Kiti trys yra laiko matmenys
Tokio stebėtojo požiūriu dalelė„sensta“ nepriklausomai kiekviename iš trijų kartų. Bet mums tai atrodo kaip vienalaikis judėjimas visomis erdvės kryptimis, t.y. su dalele susietos kvantinės mechaninės sferinės bangos sklidimas.
Menininko idėja apie kvantines bangas. Nuotrauka: maxpixel.net
Tai atitinka Huygenso principą,suformuluotas XVIII amžiuje, pagal kurį kiekvienas bangos pasiektas taškas tampa naujos sferinės bangos šaltiniu. Iš pradžių ji buvo taikoma tik šviesos bangoms, tačiau kvantinė mechanika ją išplėtė ir kitoms materijos formoms.
Dėl to įtraukimas į aprašymąsuperluminal stebėtojai reikalauja sukurti naują greičio ir kinematikos apibrėžimą. Jis išsaugo Einšteino postulatą apie šviesos greičio pastovumą vakuume, net ir superluminal stebėtojams. Todėl jų išplėstinė specialioji reliatyvumo teorija neatrodo tokia „ekstravagantiška idėja“, aiškina mokslininkai.
Kaip tai keičia pasaulį?
Atsižvelgus į superluminalinius sprendimus, pasaulis tampa nedeterministinis, o dalelės vienu metu juda keliomis trajektorijomis pagal kvantinį superpozicijos principą.
Pagal determinizmo principą yragriežtas nedviprasmiškas ryšys tarp dydžių, apibūdinančių mechaninės sistemos būklę tam tikru momentu, ir šių dydžių verčių bet kuriuo vėlesniu (arba ankstesniu) laiko momentu.
Determinizmo pasaulyje kiekvienas įvykis subūtinai sukelia pirmtakas, taip pat gamtos dėsniai. Nelankstus procesų determinizmas suprantamas kaip nedviprasmiškas išankstinis apsisprendimas, tai yra, kiekvienas poveikis turi griežtai apibrėžtą priežastį. Dėl to, remiantis išplėstine reliatyvumo teorija, mūsų tikrovė tampa nenuspėjama.
Tiesą sakant, superluminalstebėtojas, dalelė, gyvenanti pagal klasikinės mechanikos dėsnius, nustoja prasminga, o laukas tampa vieninteliu dydžiu, kuriuo galima apibūdinti fizinį pasaulį.
Menininko idėja apie fraktalą, atspindintį ketvirtąją dimensiją. Nuotrauka: maxpixel.net
Dar visai neseniai tuo buvo tikimaPrincipai, sudarantys patį kvantinės teorijos pagrindą, yra esminiai. Tačiau mokslininkų minties eksperimentas parodė: kvantinės teorijos pagrindimą naudojant išplėstinę reliatyvumo teoriją galima apibendrinti keturių dimensijų (erdvė-laikas 1+3) samprata. Šis plėtinys susieja reliatyvumą su kvantinio lauko teorijos postuluotais padariniais.
Koks rezultatas?
Taigi išplėstame specialiameRemiantis reliatyvumo teorija, atrodo, kad visos dalelės turi nepaprastų savybių. Bet ar tai veikia atvirkščiai? Ar galime rasti dalelių, kurios yra įprastos superluminal stebėtojams, kurios juda mūsų atžvilgiu superluminal greičiu?
Deja, tai nėra taip paprasta, aiškina mokslininkai.Vien eksperimentinis naujos pamatinės dalelės atradimas jau yra žygdarbis. Tačiau mokslininkai vis dar tikisi panaudoti tyrimo rezultatus, kad geriau suprastų spontaniško simetrijos trūkimo reiškinius, susijusius su Higso bozono ir kitų dalelių mase standartiniame modelyje, ypač ankstyvojoje Visatoje.
Pagrindinis bet kurio spontaniško mechanizmo komponentasSimetrijos pažeidimas yra tachiono laukas. Galbūt Higso mechanizme (teorijoje, apibūdinančioje, kaip silpnos jėgos nešiklio dalelės įgyja masę) pagrindinį vaidmenį atlieka superluminaliniai reiškiniai.
Skaityti daugiau:
Paaiškėjo, kokio senumo vandenį geriame šiandien
17-metis inžinierius sugalvojo bemagnetį variklį: jį galima naudoti elektrinėse transporto priemonėse
Netoli Žemės buvo rastos dvi planetos. Galbūt jie yra apgyvendinti