Наш веб-сайт использует файлы cookie, чтобы предоставить вам возможность просматривать релевантную информацию. Прежде чем продолжить использование нашего веб-сайта, вы соглашаетесь и принимаете нашу политику использования файлов cookie и конфиденциальность.
Когда Альберт Эйнштейн предсказал, что свет движется с постоянной скоростью, он, по сути, установил ограничение: 299 792 километра в секунду. На самом деле огромная величина, но в рамках "пустого", "чистого" пространства, пишет Альтернативная наука.
Однако позже выяснилось, что масса все же имеет значение.
До Эйнштейна масса - атомы, из которых состоит все, а также энергия - рассматривались как отдельные сущности. Но в 1905 году великий немецкий ученый совершил научную революцию и навсегда изменил представление физиков о Вселенной.
Специальная теория относительности Эйнштейна связала массу и энергию в фундаментальную проекцию, выраженную знаменитым уравнениием E = mc2
Это небольшое выражение предсказывает, что нечто, имеющее массу, не может двигаться быстрее света, точнее говоря, потока фотонов в «свободном», идеально «прозрачном» пространстве.
Технологически мы уже приблизились к субсветовым скоростям, правда, только при помощи мощных ускорителей, наподобие Большого адронного коллайдера и Теватрона.
Эти колоссальные машины разгоняют субатомные частицы до 99,99% скорости света, но, как объясняет нобелевский лауреат по физике Дэвид Гросс , они никогда не достигнут космического предела скорости.
Почему?
Требуется бесконечное количество энергии, а в процессе «разгона» масса объекта станет бесконечной, что теоретически невозможно. Как известно, фотон не имеет массы (или того, что считается массой, измеряемой в эВ).
Это означает, что могут существовать некие «внемассовые» сущности, способные достигать сверхсветовых скоростей и в то же время следовать космическим правилам, установленных специальной теорией относительности.
Такая гипотетическая вероятность (не факт, что она существует) не опровергает теорию Эйнштейна, хотя и дает нам представление о своеобразном поведении света и квантового мира.
Когда объекты движутся быстрее скорости звука, они производят звуковой удар.
Теоретически, если что-то движется быстрее скорости света, должно производить что-то вроде "светового удара".
На самом деле, такой световой бум происходит ежедневно на объектах по всему миру - вы можете увидеть его своими глазами. Это называется излучением Черенкова, и оно проявляется в виде голубого свечения внутри ядерных реакторов.
Черенковское излучение светится, потому что активная зона усовершенствованного испытательного реактора погружена в воду, сохраняя ее низкую температуру.
В воде электроны, образующиеся в результате реакции внутри ядра, двигаются быстрее, чем фотоны, свет. Фазовая скорость больше.
Частицы, подобные электронам, и которые при движении превышают фазовую скорость в воде или другой среде, например в стекле, создают ударную волну, подобную звуковому удару.
Когда ракета движется по воздуху, она создает перед собой волны давления, способные удаляются от нее со скоростью звука. И чем ближе ракета к звуковому барьеру, тем меньше времени у волн, чтобы уйти с пути объекта.
Достигнув скорости звука, волны сбиваются в кучу, создавая ударный фронт, образуя вполне ощущаемый звуковой удар.
Специальная теория относительности Эйнштейна гласит, что нечто, имеющее массу, не может двигаться быстрее скорости света, и, насколько могут судить физики, Вселенная соблюдает это правило.
Но как насчет того, что не имеет массы?
Фотоны по своей природе не могут превышать скорость света, но частицы света - не единственная безмассовая сущность во Вселенной.
Пустое пространство не содержит никакой материальной субстанции и поэтому, по определению, не имеет массы.
"Поскольку пустота - это просто пустое пространство или вакуум, она может расширяться быстрее скорости света, так как ни один материальный объект не преодолевает световой барьер", - говорит астрофизик-теоретик Мичио Каку.
"Поэтому пустое пространство, безусловно, расширяется быстрее света".
Именно это произошло сразу после Большого взрыва в эпоху, называемую инфляцией. Гипотеза, доминирующая в современной физике и астрономии, впервые предположены Аланом Гутом и Андреем Линде в 1980-х годах.
"Если у меня есть два электрона, расположенных близко друг к другу, они могут вибрировать в унисон, согласно квантовой теории, - объясняет Каку . - Теперь разделите эти два электрона так, чтобы они находились на расстоянии сотен или даже тысяч световых лет друг от друга, и они будут поддерживать мост мгновенной связи".
"Если я покачиваю один электрон, его партнер "чувствует" эту вибрацию мгновенно, быстрее скорости света. Эйнштейн утверждал, что такой факт опровергает квантовую теорию, поскольку ничто не может двигаться быстрее света".
На самом деле Эйнштейн, Борис Подольский и Натан Розен в 1935 году попытались опровергнуть квантовую теорию с помощью мысленного эксперимента "жуткое действие на расстоянии" .
По иронии судьбы, их статья заложила основу явления, известного как парадокс ЭПР (Эйнштейна-Подольского-Розена) , который описывает мгновенную связь квантовой запутанности.
Поскольку нечто, обладающее массой, не может двигаться быстрее света, можно распрощаться с межзвездными путешествиями - по крайней мере, в классическом понимании ракетного кораблестроения.
Но Эйнштейн - шутник. Если специальная теория относительности объединила массу и энергию, то общая теория относительности сплела воедино пространство и время.
"Единственным реальным способом преодоления светового барьера может быть общая теория относительности и искривление пространства-времени", - уверен Каку.
Пространственное искривление - это то, что мы в обиходе называем "червоточиной", которая теоретически может позволить чему-то мгновенно преодолевать огромные расстояния, по сути, позволяя нам нарушить ограничение космической скорости, преодолевая огромные расстояния за очень короткий промежуток времени.
В 1988 году физик-теоретик Кип Торн - научный консультант и исполнительный продюсер фильма "Интерстеллар" - использовал уравнения общей теории относительности Эйнштейна, чтобы предсказать возможность существования червоточин, которые навсегда останутся открытыми для космических путешествий.
Но для того, чтобы червоточины можно было преодолеть, необходима какая-то странная, экзотическая материя, удерживающая их открытыми.
"Удивительный факт, что экзотическая материя может существовать, благодаря странностям в законам квантовой физики", - пишет Торн в своей книге «Наука о "Межзвездном"».
Более того, аналог такой материи получена в лабораториях здесь, на Земле , но в очень крошечных количествах.
Когда в 1988 году Торн предложил свою теорию стабильных червоточин, он обратился к физическому сообществу с просьбой помочь в определении, может ли во Вселенной существовать достаточное количество экзотической материи, чтобы поддержать стабильность червоточин.
Как результат, появилось множество исследований. Однако сегодня, почти 30 лет спустя, ответ не известен. Мы все еще далеки от понимания "несветовой" физики.
Дата: 01 октября 2022
Автор:Всеволод Гордиенко
Поделиться с друзьями:
