Mégis átléphető lenne a fénysebesség?

Semmi sem mehet gyorsabban a fénynél. Ez egy fizikaszabály, amely Einstein speciális relativitáselméletének szövetébe szőtt, miszerint minél sebesebben mozog valami, annál inkább megnyúlik körülötte a téridő.

Ha pedig átlépnéd ezt a határt, és az idő úgymond visszafelé kezdene haladni, ami felrúgná a világegyetem alapvető ok-okozati összefüggés rendszerét.

Egy tavaly év végén közzétett tanulmányban azonban, amit a ScienceAlert szemlézett, a tudósok a relativitáselmélet határait feszegették, hogy olyan rendszert dolgozzanak ki, amely nem ütközik a meglévő fizikával, és akár új elméletek felé is utat mutathat.

A lengyelországi Varsói Egyetem és a Szingapúri Nemzeti Egyetem kutatói kidolgozták a ” speciális relativitáselmélet kiterjesztését “, amely három idődimenziót egyetlen térdimenzióval (“1+3 téridő”) kombinál, szemben a három tér-egy idődimenzióval, amihez mindannyian hozzászoktunk.

Ahelyett, hogy bármilyen jelentős logikai következetlenséget hozna létre, a tanulmány több bizonyítékot is szolgáltat annak alátámasztására, hogy a tárgyak képesek lehetnek gyorsabban haladni, mint a fény, anélkül, hogy megsértenék jelenlegi fizikai törvényeinket.

“Nincs alapvető oka annak, hogy fénysebességnél nagyobb tempót érjünk el, miközben nem törjük át a standard fizika kereteit” – mondta Andrzej Dragan, a lengyel Varsói Egyetem fizikusa.

Ez a tanulmány ugyanazon kutatók korábbi munkáira épül, amely azt sugallta, hogy a szuperluminális perspektívák segíthetnek összekapcsolni a kvantummechanikát Einstein speciális relativitáselméletével – a fizika azon két ágával, amelyek jelenleg nem egyeztethetők össze egyetlen átfogó elmélettel.

Ahhoz, hogy megértsük, mit láthatnak azon megfigyelők, akik egy fénysebességnél gyorsabb tárgyat próbálnak észlelni, és hogyan viselkedhet egy szuperluminális részecske, a kvantumfizikát megalapozó térelméletekhez kell fordulnunk.

E modell alapján a szuperluminális objektum úgy néz ki, mint egy olyan részecske, amely buborékként tágul a térben – nem pedig hullámformát vesz fel, mint az általános lenne. A nagy sebességű objektum viszont több különböző idővonalon egyszerre létezne, így mindkét változata egyszerre lenne jelen.

Ennek ellenére vákuumban a fénysebesség még a nála gyorsabban haladó megfigyelők számára is állandó marad, ami megőrzi Einstein egyik alapelvét – egy olyan elvet, amelyre korábban csak a fénysebességnél lassabb megfigyelők kapcsán gondoltak.

“Ez az új definíció megőrzi a fénysebesség vákuumban való állandóságáról szóló Einstein-féle posztulátumot még a szuperluminális megfigyelők számára is” – mondta Dragan .

“Ezért a kiterjesztett speciális relativitáselméletünk nem tűnik különösebben extravagáns ötletnek.”

A kutatók azonban elismerik, hogy az 1+3 téridő-modellre való átállás felvet néhány új kérdést, még akkor is, ha pár egyébre választ ad. Azt javasolják, hogy a speciális relativitáselméletet ki kell terjeszteni a fénynél gyorsabb referenciakeretekre.

Ez magában foglalhatja a kvantumtérelméletet: a speciális relativitáselmélet, a kvantummechanika és a klasszikus térelmélet fogalmainak kombinációját (amely célja megjósolni, hogy a fizikai mezők hogyan fognak kölcsönhatásba lépni egymással).

Ha a fizikusoknak igazuk van, akkor a kiterjesztett speciális relativitáselméletben az univerzum részecskéi mind rendkívüli tulajdonságokkal rendelkeznének.

A kutatás által felvetett egyik legfontosabb kérdés az, hogy képesek leszünk-e valaha is megfigyelni ezt a folyamatot. A kutatók bíznak benne, hogy igen – egyszer, talán.

Ez is érdekes lehet:

• Íme egy kép a “Föld sötét oldaláról”: innen teljesen másképp fest bolygónk
• A kék csillagok, a galaxis leghatalmasabb és legfényesebb csillagai