Az idő és a tér titkai régóta foglalkoztatják a tudósokat, de a modern fizika legmélyebb rejtélyei továbbra is megoldásra várnak. Mi történne, ha a részecskék nemcsak a fénysebességet közelítenék meg, hanem túl is lépnék azt? A fénynél is gyorsabb részecskék gondolata nem csupán sci-fi látomás, hiszen a legújabb elméletek szerint teljesen új dimenziókat nyithat meg az univerzum működésének megértésében.
Az univerzum működését leíró fizikai törvények több évszázada meghatározzák gondolkodásunkat a tér és az idő természetéről. Albert Einstein speciális relativitáselmélete szerint az idő és a tér együttesen négydimenziós szövetet alkot, amelyben három dimenzió a tér és egy az idő.
A kvantummechanika viszont egészen más, gyakran ellentmondásos szabályokat állít fel a részecskék viselkedéséről, és látszólag az ok-okozatiság is érvényét veszti. Ahogyan a Popular Mechanics is írja, egy 2022-es tanulmány szerint ezek a furcsa jelenségek azonban egy egészen más perspektívából is értelmezhetőek, ez pedig alapjaiban változtathatja meg azt, ahogyan az időről, a térről és a részecskékről gondolkodunk. Ha már kvantummechanika, lehetséges, hogy Einstein tévedett? Két új kvantumkísérlet tehet pontot a fizika egyik legnagyobb vitájának végére.
Miért olyan különlegesek a fénynél is gyorsabb részecskék?
A fénynél is gyorsabb részecskék – az úgynevezett tachionok – koncepciója régóta foglalkoztatja a fizikusokat, hiszen ha léteznének, teljesen felborítanák ismereteinket az univerzum működéséről. Einstein speciális relativitáselmélete szerint semmilyen objektum nem gyorsulhat a fénysebesség fölé, ugyanakkor a feltevés nem zárja ki mindennek a fordítottját: elképzelhetőek tehát olyan objektumok, amelyek már eleve gyorsabbak a fénynél, és ezek soha nem lassulhatnak a fénysebesség alá.
A kutatók szerint a fénynél gyorsabb részecskék perspektívájából radikálisan átrendezőthet az idő és a tér eddig ismert kapcsolata. Míg a hétköznapi világunkban három térdimenzió és egy idődimenzió létezik, a tachionok által a helyzet fordítottá válna, vagyis három dimenzió lenne az idő, és csak egy a tér, így ebben a keretben a részecskék egyszerre több pályán haladhatnának, gyakorlatilag egyszerre több, párhuzamos jövő irányába.
Hogyan változtathatja meg mindez az univerzumról alkotott képünket?
Bár ez a feltevés jelenleg csupán egyszerű gondolatkísérlet, segíthet megérteni a kvantummechanika legrejtélyesebb jelenségeit. Az olyan furcsaságok, mint a kvantum-összefonódás vagy a részecskék hullámtermészetének sajátosságai ugyanis mind természetes folyamatokká válnának akkor, ha a részecskék egyszerre több jövő felé tudnának haladni. A fénynél gyorsabb részecskék értelmezéséből kiindulva a kvantummechanikai jelenségek így ellentmondások helyett logikusan adódó szabályszerűségekké válnának.
A fénynél is gyorsabb részecskék létezése alapjaiban kérdőjelezné meg az univerzum alapvető struktúráját is. A hagyományos fizikai elméletekben a részecskék konkrét helyen és pályán léteznek, de a fénysebességet meghaladva a részecske fogalma is megszűnik létezni, s helyette pusztán mezőkről beszélnénk, melyek hullámformában az egész téridőn átívelnek.
Mivel a részecskék ebben az esetben nem korlátozódnak egyetlen pályára, különböző lehetséges jövők egymással párhuzamos létezése válna lehetségessé, s bár maga az elmélet jelenleg szinte elképzelhetetlennek tűnik, összhangba hozza a kvantumösszefonódást az univerzum alapvető törvényeivel, és megszünteti az eddigi látszólagos ellentmondásokat.
Az elmélet kvantummechanikai és kozmológiai jelentősége
A fénynél gyorsabb részecskék nemcsak a kvantummechanikát, hanem a kozmológiát is új megvilágításba helyezhetik. Az univerzum korai állapotában ugyanis az idő és tér hagyományos értelmezése nem feltétlenül volt érvényes, a fénynél is gyorsabb részecskék létezésének elméletén keresztül a kutatók pedig megfejthetik, milyen folyamatok játszódtak le az univerzumban közvetlenül az ősrobbanás után.
Az elmélet arra is utal, hogy az univerzum alapvető működését leíró szabályok nem feltétlenül intuitívak. Az ok-okozatiság, a múltból a jövőbe való haladás vagy a tér és az idő hierarchiája mind átértelmezhetőek, ha a fénynél is gyorsabb részecskéket vesszük alapul. Ez radikálisan új lehetőségeket nyit a fizikai kutatásokban, valamint a kvantummechanika és a kozmológia összekapcsolásában is.
Forrás: