تصور می کنید اگر می توانستیم با سفینه ای سریع تر از سرعت نور حرکت کنیم، جهان را چطور می دیدیم؟ بسط نسبیت خاص با سه بعد زمانی را با یک بعد فضایی واحد - وبلاگ ساعتچی

به گزارش وبلاگ ساعتچی، در فیلم های علمی تخیلی زیادی سفر با سرعت سریع تر از سرعت نور نشان داده شده. اما آیا اگر سرعت سریع تر از نور از نظر فیزیکی ممکن نیست، دست کم این منظره ها می توانند درست باشند؟

هیچ چیز نمی تواند سریعتر از نور حرکت کند. این یک قانون فیزیک است که در تار و پود نظریه نسبیت خاص اینشتین تنیده شده . هر چه چیزی سریعتر حرکت کند، گویی زمان برایش متوقف و منجمد شده است.

اگر با سرعت بیشتر از نور حرکت کنیم، با مفهوم معکوس شدن زمان باید روبرو بشویم که کل نظم قابل درک را به هم می ریزد.

اما محققان دانشگاه ورشو در لهستان و دانشگاه ملی سنگاپور اکنون محدودیت های نسبیت را برای دستیابی به سیستمی تازه به چالش طلبیده اند.

چیزی که آن ها به آن دست یافته اند، بسط نسبیت خاص است که سه بعد زمانی را با یک بعد فضایی واحد (1+3 فضا-زمان) ترکیب می نماید (در مقابل سه بعد مکانی و یک بعد زمانی که همه به آن عادت داریم.)

این مطالعه تازه به جای ایجاد تناقضات منطقی بزرگ، شواهد بیشتری را برای تأیید این ایده اضافه می نماید که اشیاء ممکن است بتوانند سریعتر از نور حرکت نمایند بدون اینکه قوانین فعلی فیزیک ما را کاملاً زیر پا بگذارند.

این مطالعه تازه مبتنی بر کار قبلی بعضی از همان محققان است که معتقدند پرسپکتیو های ابرشورایی می توانند به پیوند مکانیک کوانتومی با نظریه نسبیت خاص انیشتین یاری نمایند، یعنی دو شاخه از فیزیک که در حال حاضر نمی توان آن ها را در یک نظریه فراگیر که گرانش را توصیف می نماید تطبیق داد.

ذرات را دیگر نمی توان به عنوان اجسام نقطه مانند تحت این چارچوب مدل سازی کرد. در عوض، برای درک آنچه که ناظران ممکن است ببینند و اینکه چگونه یک ذره ابر نوری ممکن است رفتار کند، باید به انواع نظریه های میدانی زیربنای فیزیک کوانتومی پرداخت.

بر اساس این مدل تازه، اجسام ابر نور مانند ذره ای هستند که مانند یک حباب در فضا منبسط می شوند که بی شباهت به موج در یک میدان نیست. از سوی دیگر، جسم پرسرعت چندین جدول زمانی متفاوت را تجربه خواهد نمود.

با این حال، سرعت نور در خلاء حتی برای ناظرانی که سریع تر از آن حرکت می نمایند ثابت می ماند، که یکی از اصول اساسی انیشتین را حفظ می نماید.

این تعریف تازه فرضیه انیشتین در خصوص ثبات سرعت نور در خلاء را حتی برای ناظران ابرشورایی حفظ می نماید.

با این حال، محققان اذعان دارند که تغییر به یک مدل فضا-زمان 1+3 بعضی از سؤالات تازه را ایجاد می نماید. آن ها پیشنهاد می نمایند که توسعه نظریه نسبیت خاص برای ترکیب قالب های مرجع سریعتر از نور مورد احتیاج است.

ممکن است احتیاج به ترکیبی از مفاهیم نسبیت خاص، مکانیک کوانتومی، و نظریه میدان کلاسیک (که هدف آن پیش بینی چگونگی تعامل میدان های فیزیکی با یکدیگر است)، پیدا گردد.

اگر حق با فیزیکدانان باشد، ذرات کیهان همگی دارای خواص خارق العاده ای در نسبیت خاص گسترده خواهند بود.

یکی از سؤالات مطرح شده به وسیله این تحقیق این است که آیا ما هرگز قادر به مشاهده این رفتار گسترده خواهیم بود یا نه اما پاسخ به آن به زمان بسیار بیشتری و دانشمندان بسیار بیشتری احتیاج دارد.

کریستوف تورزینسکی می گوید ما امیدواریم که نتایج خود را برای درک بهتر پدیده شکست تقارن خود به خودی مرتبط با جرم ذره هیگز و سایر ذرات در مدل استاندارد، به ویژه در کیهان اولیه، به کار ببریم.

این تحقیق در Classical and Quantum Gravity منتشر شده.