ไอน์สไตน์คิดผิดอีกครั้งและทฤษฎีหลักของเขาถูกเขียนใหม่: มันเปลี่ยนแปลงโลกอย่างไร

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้เปลี่ยนแปลงการรับรู้ของผู้คนเกี่ยวกับเวลาและสถานที่ไปโดยสิ้นเชิงด้วยการแก้ไข

แก่นแท้ของแนวคิดเหล่านี้แทนที่จะเป็นพื้นที่สามมิติตามปกติ เขาเสนอเวลาเป็นมิติที่สี่ ใช่และโดยทั่วไปแล้ว แนวคิดเรื่องเวลาและพื้นที่ซึ่งมีอยู่แยกจากกันเริ่มถูกตีความโดยรวมเป็นหนึ่งเดียว

หลักการสองประการและทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ

นักฟิสิกส์กำหนดวิสัยทัศน์ของโลกนี้ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษในปี ค.ศ. 1905 โดยอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เวลาและสถานที่ “ตามไอน์สไตน์” ต่างกันเพียงเครื่องหมายในสมการบางสมการเท่านั้น

โดยทั่วไป นักฟิสิกส์ใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของเขาโดยใช้สมมติฐานสองประการ: หลักการสัมพัทธภาพของกาลิเลโอและความคงที่ของความเร็วแสง

• ตามหลักการสัมพัทธภาพของกาลิเลโอกฎของกลศาสตร์ก็เหมือนกันทุกประการระบบอ้างอิงเฉื่อย ซึ่งหมายความว่ารูปแบบทางคณิตศาสตร์ของกฎข้อที่สองและสามของนิวตันจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อย้ายจากกรอบอ้างอิงเฉื่อยหนึ่งไปยังอีกกรอบอ้างอิงอื่น
• ตามหลักการคงตัวของความเร็วแสงความเร็วของแสงในโมฆะจะเท่ากันในกรอบอ้างอิงเฉื่อยทั้งหมด และไม่ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดแสงและตัวรับ

นักวิทยาศาสตร์ต้องการทดสอบอะไร

ผู้เขียนงานวิจัยใหม่ให้ความสนใจเป็นพิเศษให้ความสนใจกับหลักการข้อแรก ซึ่งถือว่าในแต่ละระบบเฉื่อยจะมีกฎฟิสิกส์เดียวกันทำงาน และผู้สังเกตการณ์เฉื่อยทุกคนเท่าเทียมกัน เป็นที่น่าสังเกตว่ามักใช้กับผู้สังเกตการณ์ที่เคลื่อนที่สัมพันธ์กันด้วยความเร็วที่น้อยกว่าความเร็วแสง อย่างไรก็ตาม ไม่มีเหตุผลพื้นฐานว่าทำไมผู้สังเกตการณ์ที่เคลื่อนที่สัมพันธ์กับระบบทางกายภาพที่อธิบายไว้ด้วยความเร็วสูงจึงไม่ประสบกับสิ่งเดียวกัน สมมุติฐานนี้กลายเป็นพื้นฐานของการศึกษาใหม่

นักฟิสิกส์จึงตัดสินใจตรวจสอบ (แน่นอน ในตอนนี้ตามทฤษฎี) จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราสังเกตโลกจากระบบอ้างอิงเหนือแสง บางทีนี่อาจทำให้หลักการพื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัมรวมอยู่ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษได้ ผู้เขียนสมมติฐานการปฏิวัติคือศาสตราจารย์ Andrzej Dragan และ Arthur Eckert จากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด

คำถามหลัก

นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าพวกเขาจะมองโลกของเราอย่างไรผู้สังเกตการณ์ที่เคลื่อนที่เร็วกว่าความเร็วแสงในสุญญากาศ พวกเขาสันนิษฐานว่าพวกเขาจะสังเกตไม่เพียงแค่ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเองโดยไม่ทราบสาเหตุเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอนุภาคที่เคลื่อนที่ไปตามเส้นทางต่างๆ พร้อมกันด้วย

นอกจากนี้นักฟิสิกส์เชื่อว่าแนวคิดนี้เองเวลาคงจะแตกต่างออกไป ดังนั้น โลกเหนือแสงจะมีลักษณะเป็นสามมิติของเวลาและมิติอวกาศหนึ่งมิติ ในเวลาเดียวกัน ก็ต้องอธิบายเป็นภาษาที่คุ้นเคยของทฤษฎีภาคสนาม ปรากฎว่าการมีอยู่ของผู้สังเกตการณ์ระดับซูเปอร์ลูมินัลไม่ขัดแย้งกับวิทยาศาสตร์ ซึ่งหมายความว่าวัตถุเหนือแสงนั้นมีอยู่จริง นักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจตรวจสอบสิ่งนี้

ผู้เขียนดำเนินการต่อจากแนวคิดกาล-อวกาศที่สอดคล้องกับความเป็นจริงทางกายภาพของเรา โดยมีมิติเชิงพื้นที่ 3 มิติและมิติเวลาเดียว อย่างไรก็ตาม จากมุมมองของผู้สังเกตการณ์ระดับซูเปอร์ลูเมน มีเพียงมิติเดียวของโลกนี้เท่านั้นที่ยังคงลักษณะเชิงพื้นที่ซึ่งอนุภาคสามารถเคลื่อนที่ไปได้ อีกสามมิติคือมิติของเวลา

จากมุมมองของผู้สังเกตการณ์อนุภาค"อายุ" อย่างเป็นอิสระในแต่ละสามครั้ง แต่สำหรับเราแล้ว ดูเหมือนว่าการเคลื่อนไหวพร้อมกันในทุกทิศทางของอวกาศ กล่าวคือ การแพร่กระจายของคลื่นกลทรงกลมควอนตัมที่เกี่ยวข้องกับอนุภาค

แนวคิดของศิลปินเกี่ยวกับคลื่นควอนตัม รูปถ่าย: maxpixel.net

ซึ่งสอดคล้องกับหลักการของไฮเกนส์กำหนดขึ้นในศตวรรษที่ 18 โดยแต่ละจุดที่คลื่นไปถึงจะกลายเป็นแหล่งกำเนิดของคลื่นทรงกลมใหม่ เดิมทีมันถูกใช้กับคลื่นแสงเท่านั้น แต่กลศาสตร์ควอนตัมได้ขยายไปยังสสารรูปแบบอื่น

จึงรวมไว้ในคำอธิบายด้วยผู้สังเกตการณ์เหนือแสงจำเป็นต้องสร้างนิยามใหม่ของความเร็วและจลนศาสตร์ โดยจะรักษาสมมุติฐานของไอน์สไตน์เกี่ยวกับความคงที่ของความเร็วแสงในสุญญากาศ แม้แต่กับผู้สังเกตการณ์ที่แสงเหนือก็ตาม ดังนั้นทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษที่ขยายออกไปจึงดูเหมือนจะไม่ใช่ "แนวคิดที่ฟุ่มเฟือย" นักวิทยาศาสตร์อธิบาย

สิ่งนี้เปลี่ยนแปลงโลกอย่างไร?

หลังจากพิจารณาวิธีแก้ปัญหาเหนือแสงแล้ว โลกก็ไม่สามารถกำหนดได้ และอนุภาคก็เคลื่อนที่พร้อมกันไปตามวิถีหลายวิถี ตามหลักการควอนตัมของการซ้อนทับ

ตามหลักการกำหนดก็มีความสัมพันธ์ที่ชัดเจนอย่างเข้มงวดระหว่างปริมาณที่แสดงลักษณะของระบบกลไก ณ เวลาที่กำหนดและค่าของปริมาณเหล่านี้ในเวลาต่อมา (หรือก่อนหน้า)

ในโลกแห่งการกำหนดทุกเหตุการณ์ด้วยจำเป็นต้องเกิดจากบรรพบุรุษเช่นเดียวกับกฎของธรรมชาติ การกำหนดอย่างเข้มงวดของกระบวนการเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นการกำหนดล่วงหน้าที่ชัดเจน นั่นคือ แต่ละผลกระทบมีสาเหตุที่กำหนดไว้อย่างเข้มงวด เป็นผลให้ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพแบบขยาย ความเป็นจริงของเรากลายเป็นสิ่งที่คาดเดาไม่ได้

อันที่จริงสำหรับซูเปอร์ลูมินัลผู้สังเกตการณ์ อนุภาคที่มีชีวิตอยู่ตามกฎของกลศาสตร์คลาสสิกนั้นไม่สมเหตุสมผลอีกต่อไป และสนามแม่เหล็กกลายเป็นปริมาณเดียวที่สามารถใช้เพื่ออธิบายโลกทางกายภาพได้

แนวคิดของศิลปินเกี่ยวกับเศษส่วนที่สะท้อนถึงมิติที่สี่ รูปถ่าย: maxpixel.net

จนเมื่อไม่นานมานี้มีความเชื่อกันว่าหลักการที่เป็นพื้นฐานของทฤษฎีควอนตัมถือเป็นหลักการพื้นฐาน อย่างไรก็ตาม การทดลองทางความคิดโดยนักวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่า: ความสมเหตุสมผลของทฤษฎีควอนตัมโดยใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพแบบขยายสามารถสรุปได้ด้วยแนวคิดสี่มิติ (อวกาศ-เวลา 1+3) ส่วนขยายนี้เชื่อมโยงสัมพัทธภาพกับความหมายที่สมมุติฐานโดยทฤษฎีสนามควอนตัม

ผลลัพธ์เป็นอย่างไร?

จึงขยายความเป็นพิเศษตามทฤษฎีสัมพัทธภาพ อนุภาคทั้งหมดดูเหมือนจะมีคุณสมบัติพิเศษ แต่มันทำงานในทางกลับกันหรือไม่? เป็นไปได้ไหมที่เราจะค้นหาอนุภาคที่มีร่วมกันสำหรับผู้สังเกตการณ์เหนือแสง ซึ่งเคลื่อนที่สัมพันธ์กับเราด้วยความเร็วเหนือแสง

นักวิทยาศาสตร์อธิบายอนิจจามันไม่ง่ายอย่างนั้นการค้นพบเชิงทดลองของอนุภาคมูลฐานใหม่เพียงอย่างเดียวก็ถือว่าประสบความสำเร็จแล้ว อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังคงหวังว่าจะใช้ผลการศึกษานี้เพื่อทำความเข้าใจปรากฏการณ์ของการแตกหักแบบสมมาตรที่เกิดขึ้นเองซึ่งเกี่ยวข้องกับมวลของฮิกส์โบซอนและอนุภาคอื่นๆ ในแบบจำลองมาตรฐาน โดยเฉพาะในจักรวาลยุคแรกเริ่ม

เป็นองค์ประกอบสำคัญของกลไกที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติการละเมิดความสมมาตรคือสนาม tachyon บางทีอาจเป็นปรากฏการณ์เหนือแสงที่มีบทบาทสำคัญในกลไกฮิกส์ (ทฤษฎีที่อธิบายว่าอนุภาคพาหะที่มีแรงอ่อนได้รับมวลได้อย่างไร)

อ่านเพิ่มเติม:

ปรากฎว่าน้ำที่เราดื่มวันนี้อายุเท่าไหร่

วิศวกรอายุ 17 ปี คิดค้นมอเตอร์ไร้แม่เหล็ก: สามารถใช้กับยานพาหนะไฟฟ้าได้

พบดาวเคราะห์ 2 ดวงอยู่ไม่ไกลจากโลก บางทีพวกมันอาจอาศัยอยู่