Aan het begin van de 20e eeuw veranderde Albert Einstein de perceptie van mensen van tijd en ruimte volledig door te herzien
Twee principes en speciale relativiteitstheorie
De natuurkundige formuleerde deze visie op de wereldin de speciale relativiteitstheorie van Albert Einstein uit 1905. Tijd en ruimte “volgens Einstein” verschillen in sommige vergelijkingen alleen qua teken.
Over het algemeen baseerde de natuurkundige zijn speciale relativiteitstheorie op twee aannames: de relativiteitsprincipes van Galileo en de constantheid van de lichtsnelheid.
- VolgensGalileo's relativiteitsprincipezijn de wetten van de mechanica overal hetzelfdetraagheidsreferentiesystemen. Dit betekent dat de wiskundige vorm van de tweede en derde wet van Newton niet verandert bij het overgaan van het ene inertiële referentiekader naar het andere.
- Volgensprincipe van constantheid van de lichtsnelheid, de snelheid van het licht in de leegte is hetzelfde in alle inertiële referentiekaders en is niet afhankelijk van de beweging van lichtbronnen en ontvangers.
Wat wilden de wetenschappers testen?
De auteurs van de nieuwe studie besteden speciale aandachtaandacht besteed aan het eerste principe, dat ervan uitgaat dat in elk traagheidssysteem dezelfde natuurwetten gelden en dat alle traagheidswaarnemers gelijk zijn. Het is opmerkelijk dat het meestal wordt toegepast op waarnemers die ten opzichte van elkaar bewegen met snelheden die lager zijn dan de lichtsnelheid. Er is echter geen fundamentele reden waarom waarnemers die zich met hoge snelheden ten opzichte van de beschreven fysieke systemen bewegen, niet hetzelfde zullen ervaren. Dit postulaat werd de basis van een nieuwe studie.
Natuurkundigen besloten het te controleren (voor nu natuurlijk).theoretisch), wat er zal gebeuren als we de wereld observeren vanuit superluminale referentiesystemen. Misschien zal dit het mogelijk maken dat de basisprincipes van de kwantummechanica worden opgenomen in de speciale relativiteitstheorie. De auteurs van de revolutionaire hypothese zijn de professoren Andrzej Dragan en Arthur Eckert van de Universiteit van Oxford.
Belangrijkste vragen
Wetenschappers vroegen zich af hoe zij onze wereld zouden zienwaarnemers die sneller bewegen dan de lichtsnelheid in een vacuüm. Ze gingen ervan uit dat ze niet alleen fenomenen zouden waarnemen die spontaan optreden, zonder een deterministische oorzaak, maar ook deeltjes die tegelijkertijd langs verschillende paden reizen.
Bovendien geloven natuurkundigen dat het concept zelfde tijd zou anders zijn geweest. Een superluminale wereld zou dus worden gekenmerkt door drie tijdsdimensies en één ruimtelijke dimensie. Tegelijkertijd zou het beschreven moeten worden in de vertrouwde taal van de veldtheorie. Het blijkt dat de aanwezigheid van superluminale waarnemers logischerwijs niet in tegenspraak is met de wetenschap. Dit betekent dat superluminale objecten echt bestaan. Wetenschappers besloten dit te controleren.
De auteurs gaan uit van het conceptruimte-tijd die overeenkomt met onze fysieke realiteit: met drie ruimtelijke dimensies en één tijdsdimensie. Vanuit het gezichtspunt van een superluminale waarnemer behoudt echter slechts één dimensie van deze wereld het ruimtelijke karakter waarlangs deeltjes kunnen bewegen. De andere drie zijn dimensies van tijd
Vanuit het gezichtspunt van zo'n waarnemer is het deeltje"veroudert" onafhankelijk in elk van de drie keer. Maar voor ons lijkt het op gelijktijdige beweging in alle richtingen van de ruimte, d.w.z. voortplanting van een kwantummechanische bolvormige golf geassocieerd met een deeltje.
Het idee van een kunstenaar over kwantumgolven. Foto: maxpixel.net
Dit komt overeen met het principe van Huygens,geformuleerd in de 18e eeuw, volgens welke elk punt dat door een golf wordt bereikt, de bron wordt van een nieuwe bolvormige golf. Oorspronkelijk werd het alleen toegepast op lichtgolven, maar de kwantummechanica breidde het uit naar andere vormen van materie.
Hierdoor opname in de beschrijvingsuperluminale waarnemers vereisen de creatie van een nieuwe definitie van snelheid en kinematica. Het houdt het postulaat van Einstein over de constantheid van de lichtsnelheid in een vacuüm in stand, zelfs voor superluminale waarnemers. Daarom lijkt hun uitgebreide speciale relativiteitstheorie niet zo’n ‘extravagant idee’ te zijn, leggen de wetenschappers uit.
Hoe verandert dit de wereld?
Nadat rekening is gehouden met superluminale oplossingen, wordt de wereld niet-deterministisch en bewegen deeltjes gelijktijdig langs meerdere trajecten, in overeenstemming met het kwantumprincipe van superpositie.
Volgens het principe van het determinisme is dat zoeen strikt ondubbelzinnige relatie tussen grootheden die de toestand van een mechanisch systeem op een bepaald tijdstip kenmerken, en de waarden van deze grootheden op elk volgend (of vorig) tijdstip.
In de wereld van determinisme, elke gebeurtenis metnoodzakelijkerwijs veroorzaakt door antecedent, evenals door de wetten van de natuur. Het rigide determinisme van processen wordt begrepen als ondubbelzinnige voorbeschikking, dat wil zeggen dat elk effect een strikt gedefinieerde oorzaak heeft. Als gevolg hiervan wordt onze realiteit volgens de uitgebreide relativiteitstheorie onvoorspelbaar.
Sterker nog, voor superluminaalWaarnemer houdt het deeltje dat leeft volgens de wetten van de klassieke mechanica op betekenis te hebben, en wordt het veld de enige grootheid die kan worden gebruikt om de fysieke wereld te beschrijven.
Het idee van de kunstenaar van een fractal die de vierde dimensie weerspiegelt. Foto: maxpixel.net
Tot voor kort werd dat geloofdDe principes die de basis vormen van de kwantumtheorie zijn fundamenteel. Een gedachte-experiment van wetenschappers toonde echter aan: de rechtvaardiging van de kwantumtheorie met behulp van de uitgebreide relativiteitstheorie kan worden gegeneraliseerd door het concept van vier dimensies (ruimte-tijd 1+3). Deze uitbreiding koppelt de relativiteit aan de implicaties die door de kwantumveldentheorie worden gepostuleerd.
Wat is het resultaat?
Dus in uitgebreide specialVolgens de relativiteitstheorie lijken alle deeltjes buitengewone eigenschappen te hebben. Maar werkt het ook andersom? Is het voor ons mogelijk deeltjes te vinden die gebruikelijk zijn voor superluminale waarnemers, deeltjes die met superluminale snelheden ten opzichte van ons bewegen?
Helaas is het niet zo eenvoudig, leggen wetenschappers uit.Alleen al de experimentele ontdekking van een nieuw fundamenteel deeltje is al een prestatie. Wetenschappers hopen echter nog steeds de resultaten van het onderzoek te kunnen gebruiken om de verschijnselen van spontane symmetriebreuk geassocieerd met de massa van het Higgs-deeltje en andere deeltjes in het Standaardmodel beter te begrijpen, vooral in het vroege heelal.
Een sleutelcomponent van elk spontaan mechanismeDe schending van de symmetrie is het tachyonveld. Misschien zijn het superluminale verschijnselen die een sleutelrol spelen in het Higgs-mechanisme (de theorie die beschrijft hoe zwakke krachtdragerdeeltjes massa verwerven).
Lees verder:
Het bleek hoe oud het water is dat we vandaag drinken
De 17-jarige ingenieur bedacht een magneetloze motor: hij kan worden gebruikt in elektrische voertuigen
Niet ver van de aarde zijn twee planeten gevonden. Misschien zijn ze bewoond