Ništa ne može ići brže od svetlosti. To je pravilo fizike utkano u samo tkivo Ajnštajnove specijalne teorije relativnosti. Što brže nešto ide, to se više približava svojoj perspektivi zamrzavanja vremena do zastoja.
Idite još brže i naići ćete na probleme okretanja vremena, petljajući se sa pojmovima uzročnosti.
Ali istraživači sa Univerziteta u Varšavi u Poljskoj i Nacionalnog univerziteta u Singapuru sada su pomerili granice relativnosti kako bi došli do sistema koji nije u suprotnosti sa postojećom fizikom, a mogao bi čak da ukaže na put ka novim teorijama.
Ono što su smislili je „proširenje specijalne relativnosti“ koje kombinuje tri vremenske dimenzije sa jednom dimenzijom prostora („1+3 prostor-vreme“), za razliku od tri prostorne dimenzije i jedne vremenske dimenzije koje mi “ svi ste navikli.
Umesto da stvara bilo kakve velike logičke nedoslednosti, ova nova studija dodaje više dokaza koji podržavaju ideju da bi objekti mogli da idu brže od svetlosti bez potpunog kršenja naših trenutnih zakona fizike.
„Ne postoji fundamentalni razlog zašto posmatrači koji se kreću u odnosu na opisane fizičke sisteme sa brzinama većim od brzine svetlosti ne bi trebalo da budu podložni tome“, kaže fizičar Andžej Dragan, sa Univerziteta u Varšavi u Poljskoj.
Ova nova studija se zasniva na prethodnim radovima nekih od istih istraživača koji tvrde da bi superluminalne perspektive mogle pomoći u povezivanju kvantne mehanike sa Ajnštajnovom specijalnom teorijom relativnosti – dve grane fizike koje se trenutno ne mogu pomiriti u jednu sveobuhvatnu teoriju koja opisuje gravitaciju. na isti način objašnjavamo i druge sile.
Čestice se više ne mogu modelirati kao objekti nalik tačkama u okviru ovog okvira, kao što bismo mogli u više svjetovnoj 3D (plus vremenskoj) perspektivi Univerzuma.
Umesto toga, da bismo shvatili šta posmatrači mogu da vide i kako bi se superluminalna čestica mogla ponašati, trebalo bi da se okrenemo vrstama teorija polja koje su u osnovi kvantne fizike.
Na osnovu ovog novog modela, superluminalni objekti bi izgledali kao čestica koja se širi poput mehurića kroz svemir – za razliku od talasa kroz polje. S druge strane, objekat velike brzine bi ‘doživeo’ nekoliko različitih vremenskih linija.
Čak i tako, brzina svetlosti u vakuumu bi ostala konstantna čak i za one posmatrače koji idu brže od nje, što čuva jedan od Ajnštajnovih fundamentalnih principa – princip o kome se ranije razmišljalo samo u odnosu na posmatrače koji idu sporije od brzine svetlosti. (kao i svi mi).
„Ova nova definicija čuva Ajnštajnov postulat o konstantnosti brzine svetlosti u vakuumu čak i za superluminalne posmatrače“, kaže Dragan.
„Stoga, naša proširena specijalna relativnost ne izgleda kao posebno ekstravagantna ideja.“
Međutim, istraživači priznaju da prelazak na model prostor-vreme 1+3 postavlja neka nova pitanja, čak i dok odgovara na druga. Oni sugerišu da je potrebno proširiti teoriju specijalne relativnosti kako bi se uključili referentni okviri brži od svetlosti.
To može uključivati pozajmljivanje iz kvantne teorije polja: kombinaciju koncepata iz specijalne relativnosti, kvantne mehanike i klasične teorije polja (koja ima za cilj da predvidi kako će fizička polja međusobno delovati).
Ako su fizičari u pravu, sve čestice Univerzuma bi imale izuzetna svojstva u proširenoj specijalnoj relativnosti.
Jedno od pitanja koje je pokrenulo istraživanje je da li ćemo ikada moći da posmatramo ovo prošireno ponašanje – ali za odgovor na to će biti potrebno mnogo više vremena i mnogo više naučnika.
„Samo eksperimentalno otkriće nove fundamentalne čestice je podvig dostojan Nobelove nagrade i izvodljiv u velikom istraživačkom timu koji koristi najnovije eksperimentalne tehnike“, kaže fizičar Kšištof Turžinjski sa Univerziteta u Varšavi.
„Međutim, nadamo se da ćemo primeniti naše rezultate na bolje razumevanje fenomena spontanog narušavanja simetrije povezanog sa masom Higsove čestice i drugih čestica u Standardnom modelu, posebno u ranom Univerzumu.“
Istraživanje je objavljeno u Classical and Quantum Gravity.
