Na začiatku 20. storočia Albert Einstein úplne zmenil ľudské vnímanie času a priestoru tým, že prepracoval
Dva princípy a špeciálna relativita
Fyzik sformuloval túto víziu svetav špeciálnej teórii relativity v roku 1905 Albertom Einsteinom. Čas a priestor „podľa Einsteina“ sa v niektorých rovniciach líšia iba znamienkom.
Vo všeobecnosti fyzik založil svoju špeciálnu teóriu relativity na dvoch predpokladoch: Galileových princípoch relativity a stálosti rýchlosti svetla.
- PodľaGalileov princíp relativity, zákony mechaniky sú vo všetkých rovnakéinerciálne referenčné systémy. To znamená, že matematický tvar druhého a tretieho Newtonovho zákona sa pri prechode z jednej inerciálnej vzťažnej sústavy do druhej nemení.
- Podľaprincíp stálosti rýchlosti svetla, rýchlosť svetla v prázdnote je rovnaká vo všetkých inerciálnych referenčných sústavách a nezávisí od pohybu svetelných zdrojov a prijímačov.
Čo chceli vedci otestovať?
Autori novej štúdie venujú osobitnú pozornosťvenoval pozornosť prvému princípu, ktorý predpokladá, že v každej inerciálnej sústave fungujú rovnaké fyzikálne zákony a všetci inerciálni pozorovatelia sú si rovní. Je pozoruhodné, že sa zvyčajne aplikuje na pozorovateľov, ktorí sa navzájom pohybujú rýchlosťou, ktorá je menšia ako rýchlosť svetla. Neexistuje však žiadny zásadný dôvod, prečo by to isté nezažili aj pozorovatelia pohybujúci sa vo vzťahu k opísaným fyzikálnym systémom vysokou rýchlosťou. Tento postulát sa stal základom novej štúdie.
Fyzici sa rozhodli skontrolovať (samozrejme, zatiaľteoreticky), čo sa stane, ak budeme svet pozorovať z nadsvetelných referenčných systémov. Možno to umožní zahrnúť základné princípy kvantovej mechaniky do špeciálnej teórie relativity. Autormi revolučnej hypotézy sú profesori Andrzej Dragan a Arthur Eckert z Oxfordskej univerzity.
Hlavné otázky
Vedcov zaujímalo, ako by videli náš svetpozorovateľov, ktorí sa vo vákuu pohybujú rýchlejšie ako rýchlosť svetla. Predpokladali, že budú pozorovať nielen javy, ktoré sa vyskytujú spontánne, bez deterministickej príčiny, ale aj častice putujúce po niekoľkých dráhach súčasne.
Okrem toho fyzici veria, že samotný konceptdoba by bola iná. Nadsvetelný svet by teda bol charakterizovaný tromi časovými rozmermi a jedným priestorovým. Zároveň by to bolo potrebné opísať známym jazykom teórie poľa. Ukazuje sa, že prítomnosť superluminálnych pozorovateľov logicky neodporuje vede. To znamená, že nadsvetelné objekty skutočne existujú. Vedci sa to rozhodli skontrolovať.
Autori vychádzajú z konceptučasopriestor zodpovedajúci našej fyzickej realite: s tromi priestorovými rozmermi a jedným časovým rozmerom. Z pohľadu nadsvetelného pozorovateľa si však len jedna dimenzia tohto sveta zachováva priestorový charakter, po ktorom sa môžu častice pohybovať. Ďalšie tri sú dimenzie času
Z pohľadu takéhoto pozorovateľa častica„starne“ nezávisle v každom z troch krát. Ale u nás to vyzerá ako súčasný pohyb vo všetkých smeroch priestoru, t.j. šírenie kvantovomechanickej sférickej vlny spojenej s časticou.
Umelcova myšlienka kvantových vĺn. Foto: maxpixel.net
To zodpovedá Huygensovmu princípu,formulovaný v 18. storočí, podľa ktorého sa každý bod dosiahnutý vlnou stáva zdrojom novej sférickej vlny. Pôvodne sa používal len na svetelné vlny, ale kvantová mechanika ho rozšírila aj na iné formy hmoty.
V dôsledku toho zahrnutie do popisunadsvetelných pozorovateľov si vyžaduje vytvorenie novej definície rýchlosti a kinematiky. Zachováva Einsteinov postulát o stálosti rýchlosti svetla vo vákuu aj pre superluminálnych pozorovateľov. Preto sa ich rozšírená špeciálna teória relativity nezdá byť až takým „extravagantným nápadom“, vysvetľujú vedci.
Ako to zmení svet?
Po zohľadnení superluminálnych riešení sa svet stáva nedeterministickým a častice sa pohybujú súčasne po viacerých trajektóriách v súlade s kvantovým princípom superpozície.
Podľa princípu determinizmu existujeprísny jednoznačný vzťah medzi veličinami charakterizujúcimi stav mechanického systému v danom časovom bode a hodnotami týchto veličín v ktoromkoľvek nasledujúcom (alebo predchádzajúcom) časovom bode.
Vo svete determinizmu sa každá udalosť snevyhnutne spôsobené predchodcom, ako aj prírodnými zákonmi. Rigidný determinizmus procesov sa chápe ako jednoznačná predurčenosť, to znamená, že každý účinok má presne definovanú príčinu. V dôsledku toho sa podľa rozšírenej teórie relativity naša realita stáva nepredvídateľnou.
V skutočnosti pre supersvetelnýchpozorovateľ, častica, ktorá žije podľa zákonov klasickej mechaniky, prestáva dávať zmysel a pole sa stáva jedinou veličinou, ktorou možno opísať fyzikálny svet.
Umelcova predstava fraktálu, ktorý odráža štvrtý rozmer. Foto: maxpixel.net
Donedávna sa tomu veriloPrincípy, ktoré tvoria samotný základ kvantovej teórie, sú základné. Myšlienkový experiment vedcov však ukázal: opodstatnenosť kvantovej teórie pomocou rozšírenej teórie relativity možno zovšeobecniť konceptom štyroch dimenzií (časopriestor 1+3). Toto rozšírenie spája relativitu s dôsledkami, ktoré predpokladá kvantová teória poľa.
Aký je výsledok?
Teda v rozšírenom špeciáliPodľa teórie relativity sa zdá, že všetky častice majú mimoriadne vlastnosti. Funguje to však aj naopak? Je možné, aby sme našli častice, ktoré sú bežné pre nadsvetelných pozorovateľov, tie, ktoré sa voči nám pohybujú nadsvetelnou rýchlosťou?
Bohužiaľ, nie je to také jednoduché, vysvetľujú vedci.Samotný experimentálny objav novej základnej častice je už úspechom. Vedci však stále dúfajú, že výsledky štúdie využijú na lepšie pochopenie javov spontánneho narušenia symetrie spojeného s hmotnosťou Higgsovho bozónu a iných častíc v štandardnom modeli, najmä v ranom vesmíre.
Kľúčová zložka akéhokoľvek mechanizmu spontánnehoPorušením symetrie je tachyónové pole. Možno sú to superluminálne javy, ktoré hrajú kľúčovú úlohu v Higgsovom mechanizme (teória, ktorá popisuje, ako slabé častice nosiča sily získavajú hmotnosť).
Čítaj viac:
Ukázalo sa, aká stará je voda, ktorú dnes pijeme
17-ročný inžinier prišiel s motorom bez magnetu: dá sa použiť v elektrických vozidlách
Neďaleko Zeme sa našli dve planéty. Možno sú obývané