Soyalar harakatlanishi mumkin yorug'likdan tezroq, lekin materiya yoki ma'lumotni tashiy olmaydi

Superluminal parvoz mumkinmi?

Ushbu maqolaning bo'limlari subtitrlangan va har bir bo'limga alohida havola qilish mumkin.

Superluminal sayohatning oddiy misollari

1. Cherenkov effekti

Superluminal tezlikda harakatlanish haqida gapirganda, biz vakuumdagi yorug'lik tezligini nazarda tutamiz c(299 792 458 m/s). Shuning uchun, Cherenkov effektini superlyuminal tezlikda harakatga misol qilib bo'lmaydi.

2. Uchinchi kuzatuvchi

Agar raketa A mendan tezlik bilan uchib ketadi 0,6c g'arbga va raketa B mendan tezlik bilan uchib ketadi 0,6c sharqqa, keyin men orasidagi masofani ko'raman A Va B tezlik bilan ortadi 1.2c. Raketalarning parvozini kuzatish A Va B tashqaridan, uchinchi kuzatuvchi raketalarni olib tashlashning umumiy tezligi dan katta ekanligini ko'radi c .

Biroq nisbiy tezlik tezliklar yig'indisiga teng emas. Raketa tezligi A raketaga nisbatan B raketagacha bo'lgan masofani oshirish tezligi A, bu raketada uchayotgan kuzatuvchi tomonidan ko'riladi B. Nisbiy tezlikni tezlikni qo'shish uchun relativistik formuladan foydalanib hisoblash kerak. (Maxsus nisbiylik nazariyasida tezliklarni qanday qo'shish mumkin? qarang) Ushbu misolda nisbiy tezlik taxminan teng. 0,88c. Shunday qilib, bu misolda biz superlyuminal tezlikni olmadik.

3. Nur va soya

Soya qanchalik tez harakatlanishini o'ylab ko'ring. Agar chiroq yaqin bo'lsa, u holda uzoq devordagi barmog'ingizning soyasi barmog'ingizning harakatiga qaraganda ancha tezroq harakat qiladi. Barmog'ingizni devorga parallel ravishda harakatlantirsangiz, soyaning tezligi D/d barmog'ingiz tezligidan bir necha marta tezroq. Bu yerga d- chiroqdan barmoqgacha bo'lgan masofa va D- chiroqdan devorgacha. Agar devor burchak ostida joylashgan bo'lsa, tezlik yanada kattaroq bo'ladi. Agar devor juda uzoqda bo'lsa, soyaning harakati barmoq harakatidan orqada qoladi, chunki yorug'lik devorga etib borishi uchun vaqt kerak bo'ladi, lekin devor bo'ylab harakatlanadigan soyaning tezligi yanada oshadi. Soya tezligi yorug'lik tezligi bilan cheklanmaydi.

Yorug'likdan tezroq harakatlana oladigan yana bir ob'ekt - Oyga qaratilgan lazerning yorug'lik nuqtasi. Oygacha bo'lgan masofa 385 000 km. Qo'lingizdagi lazer ko'rsatgichning engil tebranishlari bilan yorug'lik nuqtasining Oy yuzasi bo'ylab harakatlanish tezligini o'zingiz hisoblashingiz mumkin. To'lqinning plyajning to'g'ri chizig'iga engil burchak ostida urilgani misoli ham sizga yoqishi mumkin. To'lqin va qirg'oqning kesishish nuqtasi plyaj bo'ylab qanday tezlikda harakatlanishi mumkin?

Bularning barchasi tabiatda sodir bo'lishi mumkin. Masalan, pulsarning yorug'lik nuri chang buluti bo'ylab harakatlanishi mumkin. Kuchli portlash yorug'lik yoki nurlanishning sferik to'lqinlarini yaratishi mumkin. Bu to'lqinlar har qanday sirt bilan kesishganda, bu sirtda yorug'lik doiralari paydo bo'ladi va yorug'likdan tezroq kengayadi. Bu hodisa, masalan, qachon kuzatiladi elektromagnit impuls chaqmoq chaqnashidan atmosferaning yuqori qismidan o'tadi.

4. Qattiq

Agar sizda uzun qattiq tayog'ingiz bo'lsa va siz tayoqning bir uchiga tegsangiz, ikkinchi uchi darhol qimirlamaydimi? Bu ma'lumotni superlyuminal uzatish usuli emasmi?

Bu haqiqat bo'lar edi Agarda Mutlaqo qattiq jismlar bor edi. Amalda, zarba tayoq bo'ylab tovush tezligida uzatiladi, bu novda materialining elastikligi va zichligiga bog'liq. Bundan tashqari, nisbiylik nazariyasi chegaralari mumkin bo'lgan tezliklar o'lchamdagi materialdagi tovush c .

Xuddi shu printsip, agar siz ipni yoki novdani vertikal holda ushlab tursangiz, uni qo'yib yuborsangiz va u tortishish ta'siriga tusha boshlasangiz. Siz qo'yib yuborgan yuqori uchi darhol tusha boshlaydi, lekin pastki uchi faqat bir muncha vaqt o'tgach harakatlana boshlaydi, chunki ushlab turish kuchining yo'qolishi materialdagi tovush tezligida novda pastga uzatiladi.

Elastiklikning relativistik nazariyasini shakllantirish juda murakkab, ammo umumiy fikrni Nyuton mexanikasi yordamida tasvirlash mumkin. Ideal elastik jismning uzunlamasına harakati tenglamasini Guk qonunidan olish mumkin. Tayoqning chiziqli zichligini belgilaymiz ρ , Yangning elastiklik moduli Y. Uzunlamasına siljish X to‘lqin tenglamasini qanoatlantiradi

r d 2 X/dt 2 - Y d 2 X/dx 2 = 0

Shaklda yechim tekis to'lqinlar tovush tezligida harakat qiladi s, bu formuladan aniqlanadi s 2 = Y/r. To'lqin tenglamasi muhitdagi buzilishlarning tezlikdan tezroq harakatlanishiga yo'l qo'ymaydi s. Bundan tashqari, nisbiylik nazariyasi elastiklik kattaligiga cheklov beradi: Y< ρc 2 . Amalda hech qanday ma'lum material bu chegaraga yaqinlashmaydi. Shuni ham yodda tutingki, ovoz tezligi yaqin bo'lsa ham c, u holda materiyaning o'zi relativistik tezlikda harakatlanishi shart emas.

Tabiatda bo'lmasa ham qattiq moddalar, mavjud qattiq jismlarning harakati, bu yorug'lik tezligini engish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu mavzu allaqachon tasvirlangan soyalar va yorug'lik bo'limiga tegishli. (Qarang: Superluminal qaychi, Nisbiylikdagi qattiq aylanadigan disk).

5. Faza tezligi

To'lqin tenglamasi
d 2 u/dt 2 - c 2 d 2 u/dx 2 + w 2 u = 0

shaklida yechimga ega
u = A cos(ax - bt), c 2 a 2 - b 2 + w 2 = 0

Bu v tezlikda tarqaladigan sinus to'lqinlardir
v = b/a = sqrt(c 2 + w 2 /a 2)

Lekin u c dan ko'proq. Balki bu taxionlar uchun tenglamadir? (qo'shimcha bo'limga qarang). Yo'q, bu massaga ega bo'lgan zarra uchun oddiy relativistik tenglama.

Paradoksni bartaraf qilish uchun siz "faza tezligi" ni farqlashingiz kerak. v ph va "guruh tezligi" v gr , va
v ph ·v gr = c 2

To'lqin eritmasi chastota dispersiyasiga ega bo'lishi mumkin. Bunday holda, to'lqin paketi kichikroq bo'lgan guruh tezligi bilan harakat qiladi c. To'lqinli paket yordamida ma'lumot faqat guruh tezligida uzatilishi mumkin. To'lqin paketidagi to'lqinlar faza tezligi bilan harakat qiladi. Faza tezligi xabarlarni uzatish uchun ishlatib bo'lmaydigan superlyuminal harakatning yana bir misolidir.

6. Superluminal galaktikalar

7. Relyativistik raketa

Yerdagi kuzatuvchi tezlik bilan uzoqlashib borayotgan kosmik kemani ko'rsin 0,8c Ga muvofiq nisbiylik nazariyasi, u soat yoqilganligini ko'radi kosmik kema 5/3 marta sekinroq boring. Agar biz kemagacha bo'lgan masofani bort soatiga qarab parvoz vaqtiga ajratsak, biz tezlikni olamiz 4/3c. Kuzatuvchining xulosasiga ko'ra, bortdagi soatidan foydalanib, kema uchuvchisi ham uning superlyuminal tezlikda uchayotganini aniqlaydi. Uchuvchi nuqtai nazaridan uning soati normal ishlayapti, biroq yulduzlararo fazo 5/3 marta qisqargan. Shuning uchun u yulduzlar orasidagi ma'lum masofalarga tezroq, tezlikda uchadi 4/3c .

Vaqtning kengayishi - bu, printsipial jihatdan, kosmonavt nuqtai nazaridan qisqa vaqt ichida uzoq masofalarni bosib o'tish uchun kosmik sayohatda foydalanish mumkin bo'lgan haqiqiy effekt. Doimiy 1 g tezlashuv bilan kosmonavtlar nafaqat qulaylikka ega bo'ladilar sun'iy kuch gravitatsiya, balki galaktikani o'z vaqtida atigi 12 yil ichida kesib o'ta oladi. Sayohat davomida ular 12 yoshga to'ladi.

Ammo bu hali ham superluminal parvoz emas. Turli xil mos yozuvlar tizimlarida belgilangan masofa va vaqtdan foydalanib tezlikni hisoblay olmaysiz.

8. Gravitatsiya tezligi

Ba'zilar tortishish tezligi ancha katta ekanligini ta'kidlaydilar c yoki hatto cheksiz. Qarang: Gravitatsiya yorug'lik tezligida yuradimi? va Gravitatsion nurlanish nima? Gravitatsion buzilishlar va tortishish to'lqinlari tezlik bilan tarqaladi c .

9. EPR paradoksi

10. Virtual fotonlar

11. Kvant tunnel effekti

IN kvant mexanikasi tunnel effekti zarrachaning energiyasi buning uchun etarli bo'lmasa ham, to'siqni engib o'tishga imkon beradi. Bunday to'siq orqali tunnel vaqtini hisoblash mumkin. Va yorug'lik tezligi bir xil masofani bosib o'tishi uchun zarur bo'lganidan kamroq bo'lishi mumkin c. Bu xabarlarni yorug'likdan tezroq uzatish uchun ishlatilishi mumkinmi?

Kvant elektrodinamikasi "Yo'q!" Biroq, tunnel effekti yordamida ma'lumotlarning superlyuminal uzatilishini ko'rsatadigan tajriba o'tkazildi. 11,4 sm kenglikdagi to'siq orqali 4,7 tezlikda c Motsartning qirqinchi simfoniyasi ko'chirildi. Ushbu eksperimentni tushuntirish juda ziddiyatli. Aksariyat fiziklar tunnel effektini uzatish uchun ishlatib bo'lmaydi, deb hisoblashadi ma `lumot yorug'likdan tezroq. Agar buning iloji bo'lsa, nega uskunani tez harakatlanuvchi mos yozuvlar ramkasiga joylashtirish orqali signalni o'tmishga o'tkazmaslik kerak.

17. Maydonning kvant nazariyasi

Gravitatsiyadan tashqari, barcha kuzatiladigan narsalar jismoniy hodisalar"Standart model" ga mos keladi. Standart model elektromagnit va yadroviy o'zaro ta'sirlarni, shuningdek, barcha ma'lum zarralarni tushuntiruvchi relativistik kvant maydon nazariyasidir. Bu nazariyada hodisalarning fazoga o'xshash oralig'i bilan ajratilgan jismoniy kuzatiladigan ob'ektlarga mos keladigan har qanday operatorlar juftligi "o'tadi" (ya'ni, bu operatorlarning tartibini o'zgartirish mumkin). Asosan, bu standart modelda zarba yorug'likdan tezroq harakat qila olmasligini anglatadi va bu cheksiz energiya argumentining kvant maydoni ekvivalenti deb hisoblanishi mumkin.

Biroq, standart modelning kvant maydoni nazariyasi uchun benuqson qat'iy dalillar yo'q. Bu nazariya ichki jihatdan mos ekanligini hali hech kim isbotlagani yo'q. Katta ehtimol bilan bunday emas. Qanday bo'lmasin, hali ochilmagan zarralar yoki superluminal sayohatni taqiqlashga bo'ysunmaydigan kuchlar yo'qligiga kafolat yo'q. Shuningdek, bu nazariyaning umumlashtirilishi, jumladan, tortishish va umumiy nazariya nisbiylik. Kvant tortishish sohasida ishlaydigan ko'plab fiziklar sabab va mahalliylik haqidagi oddiy g'oyalar umumlashtirilishiga shubha qilishadi. Kelajakda to'liqroq nazariyada yorug'lik tezligi yakuniy tezlik ma'nosini saqlab qolishiga kafolat yo'q.

18. Paradoks bobo

Maxsus nisbiylik nazariyasida bir mos yozuvlar doirasida yorug'likdan tezroq harakatlanadigan zarracha boshqa sanoq tizimida vaqt ichida orqaga qarab harakatlanadi. FTL sayohati yoki ma'lumot uzatish sayohat qilish yoki o'tmishga xabar yuborish imkonini beradi. Agar shunday vaqt sayohati mumkin bo'lganida edi, siz o'tmishga qaytib, bobongizni o'ldirish orqali tarixni o'zgartirishingiz mumkin edi.

Bu superluminal sayohat ehtimoliga qarshi juda jiddiy dalil. To'g'ri, o'tmishga qaytishga xalaqit beradigan ba'zi cheklangan superlyuminal sayohatlar bo'lishi mumkin bo'lgan deyarli aql bovar qilmaydigan imkoniyat mavjud. Yoki, ehtimol, vaqt sayohati mumkin, lekin sababiy bog'liqlik qandaydir izchil tarzda buziladi. Bularning barchasi juda uzoq, ammo agar biz superluminal sayohat haqida gapiradigan bo'lsak, yangi g'oyalarga tayyor bo'lish yaxshiroqdir.

Buning aksi ham haqiqatdir. Agar biz o'tmishga sayohat qilsak, yorug'lik tezligini yengib o'tishimiz mumkin edi. Siz vaqtni orqaga qaytarishingiz, past tezlikda bir joyga uchishingiz va odatdagi tarzda yuborilgan yorug'lik kelishidan oldin u erga kelishingiz mumkin. Ushbu mavzu bo'yicha batafsil ma'lumot uchun Time Travel-ga qarang.

Tezroq sayohat haqida ochiq savollar

Ushbu yakuniy bo'limda men yorug'likdan tezroq sayohat qilish haqida ba'zi jiddiy g'oyalarni tasvirlab beraman. Bu mavzular tez-tez tez-tez so'raladigan savollarga kiritilmaydi, chunki ular kamroq javoblar va ko'proq yangi savollarga o'xshaydi. Ular bu yo‘nalishda jiddiy izlanishlar olib borilayotganini ko‘rsatish uchun shu yerga kiritilgan. Mavzuga faqat qisqacha kirish berilgan. Tafsilotlarni Internetda topishingiz mumkin. Internetdagi hamma narsada bo'lgani kabi, ularga ham tanqidiy munosabatda bo'ling.

19. Taxyonlar

Takyonlar - bu faraziy zarralar bo'lib, ular mahalliy darajada yorug'likdan tezroq harakat qiladilar. Buning uchun ular xayoliy massaga ega bo'lishi kerak. Bunday holda, takionning energiyasi va impulsi haqiqiy qadriyatlar. Superluminal zarralarni aniqlab bo'lmaydi, deb ishonish uchun hech qanday sabab yo'q. Soyalar va yorug'lik yorug'likdan tezroq harakatlanishi va aniqlanishi mumkin.

Hozircha taxionlar topilmagan va fiziklar ularning mavjudligiga shubha qilishadi. Tritiyning beta parchalanishi natijasida hosil bo'lgan neytrinolarning massasini o'lchash bo'yicha tajribalarda neytrinolar taxionlar bo'lganligi haqida da'volar mavjud. Bu shubhali, ammo hali qat'iy rad etilmagan.

Taxion nazariyasi bilan bog'liq muammolar mavjud. Taxyonlar sababiy bog'liqlikni buzishdan tashqari, vakuumni ham beqaror qiladi. Bu qiyinchiliklarni chetlab o'tish mumkin bo'lishi mumkin, ammo shunday bo'lsa ham, biz superlyuminal xabarlarni uzatish uchun takyonlardan foydalana olmaymiz.

Ko'pchilik fiziklarning fikricha, taxionlarning nazariyadagi paydo bo'lishi bu nazariyaning ba'zi muammolarining belgisidir. Taxyonlar g'oyasi jamoatchilik orasida juda mashhur, chunki ular ilmiy-fantastik adabiyotlarda tez-tez tilga olinadi. Tachyonlarga qarang.

20. Chuvalchang teshiklari

Global superluminal sayohatning eng mashhur usuli - qurt teshiklaridan foydalanish. Chuvalchang teshigi - bu koinotning bir nuqtasidan ikkinchisiga bo'lgan fazo-vaqtning kesilishi bo'lib, u teshikning bir chetidan ikkinchi chetiga odatdagi yo'ldan tezroq harakat qilish imkonini beradi. Chuvalchang teshiklari umumiy nisbiylik nazariyasi bilan tavsiflanadi. Ularni yaratish uchun fazo-vaqt topologiyasini o'zgartirish kerak. Ehtimol, bu tortishishning kvant nazariyasi doirasida mumkin bo'ladi.

Chuvalchang teshigini ochiq tutish uchun sizga salbiy energiyaga ega bo'sh joylar kerak. C.W.Misner va K.S.Torne salbiy energiya yaratish uchun Casimir effektidan keng miqyosda foydalanishni taklif qildi. Visser Buning uchun kosmik torlardan foydalanish taklif qilingan. Bu juda spekulyativ g'oyalar va mumkin emas. Ehtimol, ekzotik materiyaning zarur shakli salbiy energiya mavjud emas.

Neytrino tezligini bevosita o'lchashga bag'ishlangan. Natijalar shov-shuvli bo'ldi: neytrino tezligi biroz edi - lekin statistik jihatdan ahamiyatli! - yorug'lik tezligidan tezroq. Hamkorlik hujjati turli xil xatolar va noaniqlik manbalarining tahlilini o'z ichiga oladi, ammo fiziklarning aksariyatining reaktsiyasi juda shubhali bo'lib qolmoqda, birinchi navbatda, bu natija neytrinolarning xususiyatlari bo'yicha boshqa eksperimental ma'lumotlarga mos kelmaydi.

Guruch. 1.

Tajriba tafsilotlari

Tajriba g'oyasi (OPERA tajribasiga qarang) juda oddiy. Neytrino nuri CERNda tug'iladi, Yer bo'ylab Italiya Gran Sasso laboratoriyasiga uchadi va u erdan maxsus OPERA neytrino detektori orqali o'tadi. Neytrinolar materiya bilan juda zaif o'zaro ta'sir qiladi, lekin ularning CERN dan oqimi juda katta bo'lgani uchun, ba'zi neytrinolar hali ham detektor ichidagi atomlar bilan to'qnashadi. U erda ular zaryadlangan zarralar kaskadini hosil qiladi va shu bilan o'z signalini detektorda qoldiradi. CERNdagi neytrinolar doimiy ravishda emas, balki "portlashlar"da tug'iladi va agar biz neytrinoning tug'ilish momentini va uning detektorda yutilish momentini, shuningdek, ikkita laboratoriya orasidagi masofani bilsak, biz tezlikni hisoblashimiz mumkin. neytrinodan.

To'g'ri chiziqdagi manba va detektor orasidagi masofa taxminan 730 km ni tashkil qiladi va u 20 sm aniqlik bilan o'lchanadi (mos yozuvlar nuqtalari orasidagi aniq masofa 730 534,61 ± 0,20 metr). To'g'ri, neytrinolarning tug'ilishiga olib keladigan jarayon bunday aniqlik bilan lokalizatsiya qilinmaydi. CERN da yuqori energiyali protonlar nuri SPS tezlatkichidan chiqariladi, grafit nishoniga tushadi va ikkilamchi zarrachalarni, shu jumladan mezonlarni hosil qiladi. Ular hali ham yorug'likka yaqin tezlikda oldinga uchib ketishadi va neytrinolarni chiqarishda muonlarga parchalanadilar. Myuonlar ham parchalanadi va qo'shimcha neytrinolar hosil qiladi. Keyin barcha zarralar, neytrinolardan tashqari, moddaning qalinligida so'riladi va ular aniqlangan joyga erkin etib boradilar. Tajribaning ushbu qismining umumiy diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 1.

Neytrino nurining paydo bo'lishiga olib keladigan butun kaskad yuzlab metrga cho'zilishi mumkin. Biroq, beri Hammasi bu to'plamdagi zarralar yorug'likka yaqin tezlikda oldinga uchadi; neytrino darhol yoki bir kilometrlik sayohatdan keyin tug'ilganmi, aniqlash vaqti uchun deyarli hech qanday farq yo'q. katta ahamiyatga ega, aynan shu neytrinoning tug'ilishiga sabab bo'lgan asl proton tezlatgichdan uchib ketganda). Natijada, hosil bo'lgan neytrinolar, umuman olganda, dastlabki proton nurining profilini takrorlaydi. Shuning uchun bu erda asosiy parametr tezlatkichdan chiqadigan proton nurlarining vaqt profili, xususan, uning oldingi va orqa tomonlarining aniq holatidir va bu profil yaxshi vaqt bilan o'lchanadi. s m o'lchamlari (2-rasmga qarang).

Proton nurini nishonga tushirishning har bir seansi (ingliz tilida bunday seans deyiladi). to'kish, "portlash") taxminan 10 mikrosekund davom etadi va juda ko'p miqdordagi neytrinolarning tug'ilishiga olib keladi. Biroq, ularning deyarli barchasi Yer (va detektor) orqali o'zaro ta'sir qilmasdan uchib ketishadi. Kamdan-kam hollarda detektor neytrinoni aniqlaganida, u 10 mikrosoniya oralig'ida aniq qaysi daqiqada chiqarilganligini aytish mumkin emas. Tahlil faqat statistik tarzda amalga oshirilishi mumkin, ya'ni neytrinolarni aniqlashning ko'p holatlarini to'plash va ularning har bir seansning boshlang'ich nuqtasiga nisbatan vaqt o'tishi bilan taqsimlanishini qurish. Detektorda boshlang'ich nuqta yorug'lik tezligida harakatlanadigan va proton nurining oldingi qirrasi momentida chiqariladigan an'anaviy signal detektorga etib kelgan vaqt momenti sifatida qabul qilinadi. Ushbu momentni aniq o'lchash ikkita laboratoriyada soatlarni bir necha nanosekundlik aniqlik bilan sinxronlashtirish orqali mumkin bo'ldi.

Shaklda. 3-rasmda bunday taqsimotning namunasi ko'rsatilgan. Qora nuqtalar detektor tomonidan qayd etilgan va jamlangan haqiqiy neytrino ma'lumotlaridir katta raqam sessiyalar. Qizil egri chiziq yorug'lik tezligida harakatlanadigan an'anaviy "mos yozuvlar" signalini ko'rsatadi. Ko'rinib turibdiki, ma'lumotlar taxminan 1048,5 ns dan boshlanadi avvalroq mos yozuvlar signali. Biroq, bu neytrinolar yorug'likdan bir mikrosekund oldinda ekanligini anglatmaydi, balki faqat barcha kabel uzunligini, uskunaning javob tezligini, elektron kechikish vaqtlarini va hokazolarni diqqat bilan o'lchash uchun sababdir. Ushbu qayta tekshirish amalga oshirildi va u "mos yozuvlar" momentini 988 ns ga qoplagani ma'lum bo'ldi. Shunday qilib, ma'lum bo'lishicha, neytrino signali haqiqatda mos yozuvlar signalidan o'tib ketadi, lekin atigi 60 nanosekundga. Neytrino tezligi nuqtai nazaridan, bu yorug'lik tezligidan taxminan 0,0025% ga oshib ketishiga to'g'ri keladi.

Ushbu o'lchovning xatosi tahlil mualliflari tomonidan statistik va tizimli xatolarni o'z ichiga olgan 10 nanosoniyaga teng deb baholangan. Shunday qilib, mualliflarning ta'kidlashicha, ular superluminal neytrino harakatini oltita statistik ishonch darajasida "ko'rishadi". standart og'ishlar.

Natijalar va kutilgan oltita standart og'ishlar o'rtasidagi farq allaqachon juda katta va zarralar fizikasida katta "kashfiyot" so'zi deb ataladi. Biroq, bu raqamni to'g'ri tushunish kerak: bu faqat ehtimollik degan ma'noni anglatadi statistik ma'lumotlardagi tebranishlar juda kichik, ammo bu ma'lumotlarni qayta ishlash texnikasi qanchalik ishonchli ekanligini va fiziklarning barcha instrumental xatolarni qanchalik yaxshi hisobga olganligini ko'rsatmaydi. Axir, zarrachalar fizikasida g'ayrioddiy signallar juda yuqori statistik ishonchga ega bo'lgan boshqa tajribalar tomonidan tasdiqlanmagan ko'plab misollar mavjud.

Superluminal neytrinolar nimaga zid keladi?

Ommabop e'tiqoddan farqli o'laroq, maxsus nisbiylik o'z-o'zidan o'ta yorug'lik tezligida harakatlanadigan zarralarning mavjudligini taqiqlamaydi. Biroq, bunday zarralar uchun (ular odatda "taxyonlar" deb ataladi) yorug'lik tezligi ham chegaradir, lekin faqat pastdan - ular undan sekinroq harakat qila olmaydi. Bunda zarrachalar energiyasining tezlikka bog'liqligi teskari bo'ladi: energiya qanchalik yuqori bo'lsa, taxionlarning tezligi yorug'lik tezligiga shunchalik yaqin bo'ladi.

Kvant maydon nazariyasida ancha jiddiy muammolar boshlanadi. Bu nazariya qachon kvant mexanikasini almashtiradi haqida gapiramiz yuqori energiyaga ega kvant zarralari haqida. Bu nazariyada zarrachalar nuqtalar emas, balki, nisbatan aytganda, moddiy maydonning quyqalaridir va ularni maydondan alohida ko‘rib chiqish mumkin emas. Ma'lum bo'lishicha, taxionlar maydon energiyasini pasaytiradi, ya'ni ular vakuumni beqaror qiladi. Keyin bo'shliqning o'z-o'zidan bu zarralarning juda ko'p soniga bo'linishi foydaliroqdir va shuning uchun oddiy bo'sh kosmosda bitta taxionning harakatini ko'rib chiqish shunchaki ma'nosizdir. Taxyonni zarracha emas, balki vakuumning beqarorligi deb aytishimiz mumkin.

Taxyon-fermionlar holatida vaziyat biroz murakkabroq, ammo u erda ham taqqoslanadigan qiyinchiliklar yuzaga keladi, ular o'z-o'zidan izchil takyon kvant maydoni nazariyasini, shu jumladan oddiy nisbiylik nazariyasini yaratishga to'sqinlik qiladi.

Biroq, bu ham nazariy jihatdan oxirgi so'z emas. Eksperimentchilar o'lchash mumkin bo'lgan hamma narsani o'lchaganidek, nazariyotchilar ham mavjud ma'lumotlarga zid bo'lmagan barcha mumkin bo'lgan faraziy modellarni sinab ko'rishadi. Xususan, nisbiylik nazariyasi postulatlaridan kichik, hali sezilmagan, chetga chiqishga yo'l qo'yiladigan nazariyalar mavjud - masalan, yorug'lik tezligining o'zi o'zgaruvchan qiymat bo'lishi mumkin. Bunday nazariyalar hali to'g'ridan-to'g'ri eksperimental yordamga ega emas, lekin ular hali yopiq emas.

Nazariy imkoniyatlarning ushbu qisqacha eskizini quyidagicha umumlashtirish mumkin: garchi ba'zilarida nazariy modellar FTL sayohati mumkin, ular faqat faraziy tuzilmalar bo'lib qoladi. Bugungi kunda mavjud bo'lgan barcha eksperimental ma'lumotlar superluminal harakatsiz standart nazariyalar bilan tavsiflanadi. Shuning uchun, agar u kamida ba'zi zarralar uchun ishonchli tarzda tasdiqlangan bo'lsa, kvant nazariyasi dalalarni tubdan qayta qurish kerak edi.

OPERA natijasini shu ma'noda "birinchi belgi" deb hisoblash kerakmi? Hali emas. Ehtimol, shubhalanishning eng muhim sababi OPERA natijasining neytrinolar bo'yicha boshqa eksperimental ma'lumotlarga mos kelmasligi haqiqati bo'lib qolmoqda.

Birinchidan, mashhur SN1987A o'ta yangi yulduz portlashi paytida yorug'lik zarbasidan bir necha soat oldin kelgan neytrinolar ham qayd etilgan. Bu neytrinolarning yorug'likdan tezroq harakat qilishini anglatmaydi, lekin shunchaki neytrinolar o'ta yangi yulduz yadrosining qulashi paytida yorug'likdan ko'ra oldinroq chiqarilganligini aks ettiradi. Biroq, neytrinolar va yorug'lik 170 ming yil sayohat qilgandan so'ng, bir necha soatdan ko'proq vaqtga ajralib ketmaganligi sababli, ularning tezligi juda yaqin va bir milliarddan ko'p bo'lmagan darajada farq qiladi. OPERA tajribasi minglab marta ko'proq nomuvofiqlikni ko'rsatadi.

Bu erda, albatta, aytishimiz mumkinki, o'ta yangi yulduzlar portlashi paytida hosil bo'lgan neytrinolar va CERN neytrinolari energiya jihatidan juda farq qiladi (o'ta yangi yulduzlarda bir necha o'nlab MeV va tasvirlangan tajribada 10-40 GeV) va neytrinolarning tezligi energiyaga qarab o'zgaradi. . Ammo bu holatda bu o'zgarish "noto'g'ri" yo'nalishda ishlaydi: axir, tachyonlarning energiyasi qanchalik yuqori bo'lsa, ularning tezligi yorug'lik tezligiga yaqinroq bo'lishi kerak. Albatta, bu erda ham biz bu qaramlik butunlay boshqacha bo'lishi mumkin bo'lgan takyon nazariyasining ba'zi bir modifikatsiyasini taklif qilishimiz mumkin, ammo bu holda biz "ikki-gipotetik" modelni muhokama qilishimiz kerak.

Bundan tashqari, olingan neytrino tebranishlari bo'yicha eksperimental ma'lumotlar to'plamidan o'tgan yillar, bundan kelib chiqadiki, barcha neytrinolarning massalari bir-biridan faqat elektronvoltning fraktsiyalari bilan farq qiladi. Agar OPERA natijasi neytrinolarning superlyuminal harakatining namoyon bo'lishi sifatida qabul qilinsa, kamida bitta neytrino massasining kvadrat qiymati -(100 MeV) 2 ga teng bo'ladi (salbiy kvadrat massasi neytrinolarning matematik ko'rinishidir. zarrachaning taxion deb hisoblanishi). Keyin buni tan olishimiz kerak Hammasi neytrinolarning turlari taxionlardir va taxminan bir xil massaga ega. Boshqa tomondan, to'g'ridan-to'g'ri o'lchash tritiy yadrolarining beta parchalanishidagi neytrino massasi neytrino massasi (mutlaq qiymatda) 2 elektronvoltdan oshmasligi kerakligini ko'rsatadi. Boshqacha qilib aytganda, bu ma'lumotlarning barchasini bir-biri bilan moslashtirish mumkin bo'lmaydi.

Bundan quyidagicha xulosa chiqarish mumkin: OPERA hamkorligining e'lon qilingan natijasini har qanday, hatto eng ekzotik nazariy modellarga ham sig'dirish qiyin.

Keyin nima?

Zarrachalar fizikasi bo'yicha barcha yirik hamkorliklarda har bir aniq tahlilni kichik ishtirokchilar guruhi amalga oshirishi odatiy amaliyotdir va shundan keyingina natijalar umumiy muhokama uchun taqdim etiladi. Bu holatda, ko'rinishidan, bu bosqich juda qisqa edi, natijada hamkorlikning barcha ishtirokchilari maqolani imzolashga rozi bo'lishmadi (to'liq ro'yxatga eksperimentning 216 ishtirokchisi kiradi, ammo preprintda atigi 174 muallif bor). Shu sababli, yaqin kelajakda hamkorlik doirasida ko'plab qo'shimcha tekshiruvlar o'tkaziladi va shundan keyingina maqola chop etishga yuboriladi.

Albatta, endi biz ushbu natija uchun turli xil ekzotik tushuntirishlar bilan nazariy maqolalar oqimini kutishimiz mumkin. Biroq, ko'rsatilgan natija ishonchli tarzda ikki marta tekshirilmaguncha, uni to'liq kashfiyot deb hisoblash mumkin emas.

OPERA eksperimentining olimlar jamoasi Yevropa yadroviy tadqiqotlar tashkiloti (CERN) bilan hamkorlikda yorug‘lik tezligini yengish bo‘yicha tajribaning shov-shuvli natijalarini e’lon qildi. Tajriba natijalari Albert Eynshteynning barcha zamonaviy fizika asosiga qurilgan maxsus nisbiylik nazariyasini rad etadi. Nazariya yorug'lik tezligini 299 792 458 m/s deb ta'kidlaydi va elementar zarralar yorug'lik tezligidan tezroq harakatlana olmaydi.

Shunga qaramay, olimlar neytrino nurlari 732 km masofani bosib o'tganda undan 60 nanosekundga oshib ketganini qayd etdilar. Bu 22-sentabr kuni Italiya, Fransiya, Rossiya, Koreya, Yaponiya va boshqa mamlakatlar yadro fiziklari xalqaro guruhi tomonidan o‘tkazilgan tajriba chog‘ida sodir bo‘ldi.

Tajriba quyidagicha davom etdi: maxsus tezlatkichda proton nuri tezlashtirildi va maxsus nishon markaziga urildi. Mezonlar - kvarklardan tashkil topgan zarralar shunday tug'ildi.

Mezonlar parchalanganda neytrinolar tug'iladi, - dedi RAS akademigi Valeriy Rubakov, Rossiya Fanlar akademiyasi Yadro tadqiqotlari instituti bosh ilmiy xodimi, "Izvestiya"ga. - Nur shunday joylashtirilganki, neytrino 732 km yo‘l bosib, Italiyaning Gran Sassodagi yer osti laboratoriyasiga yetib boradi. Unda neytrino nurlarining tezligini qayd qiluvchi maxsus detektor mavjud.

Tadqiqot natijalari bo'lingan ilmiy dunyo. Ba'zi olimlar natijalarga ishonishdan bosh tortadilar.

Ularning CERNda qilgan ishlari zamonaviy fizika nuqtai nazaridan mumkin emas”, dedi RAS akademigi, Umumiy va yadro fizikasi instituti ilmiy direktori Spartak Belyaev “Izvestiya”ga. - Bu tajriba va uning natijalarini tekshirish kerak - ehtimol ular shunchaki adashgandir. Bunga qadar o'tkazilgan barcha tajribalar mavjud nazariyaga mos keladi va bir marta o'tkazilgan bitta tajriba tufayli vahima qilishning hojati yo'q.

Shu bilan birga, akademik Belyaev tan oladi: agar neytrino yorug'lik tezligidan tezroq harakat qilishini isbotlash mumkin bo'lsa, bu inqilob bo'ladi.

Shunda biz barcha fizikani buzishga majbur bo‘lamiz”, dedi u.

Natijalar tasdiqlansa, bu inqilob bo'ladi”, - deydi akademik Rubakov. - Bu oddiy odamlar uchun qanday bo'lishini aytish qiyin. Umuman olganda, albatta, maxsus nisbiylik nazariyasini o'zgartirish mumkin, lekin buni amalga oshirish nihoyatda qiyin va buning natijasida qanday nazariya kristallanishi to'liq aniq emas.

Rubakovning ta'kidlashicha, hisobotda aytilishicha, uch yillik tajriba davomida 15 ming hodisa qayd etilgan va o'lchangan.

Statistik ma’lumotlar juda yaxshi, tajribada nufuzli olimlardan iborat xalqaro guruh ishtirok etdi”, — deya xulosa qiladi Rubakov.

Akademiklarning ta'kidlashicha, butun dunyo bo'ylab maxsus nisbiylik nazariyasini eksperimental ravishda rad etishga urinishlar muntazam ravishda amalga oshiriladi. Biroq ularning hech biri hali ijobiy natija bermagan.

2011 yil sentyabr oyida fizik Antonio Ereditato dunyoni larzaga soldi. Uning bayonoti bizning koinot haqidagi tushunchamizda inqilob qilishi mumkin. Agar OPERA loyihasining 160 nafar olimlari tomonidan to'plangan ma'lumotlar to'g'ri bo'lsa, aql bovar qilmaydigan narsa kuzatildi. Zarrachalar - bu holda neytrinolar - yorug'likdan tezroq harakat qilishdi. Eynshteynning nisbiylik nazariyasiga ko'ra, bu mumkin emas. Va bunday kuzatishning oqibatlari aql bovar qilmaydigan bo'lar edi. Fizikaning asoslarini qayta ko'rib chiqish kerak bo'lishi mumkin.

Ereditato o'zi va uning jamoasi o'z natijalariga "juda ishonchli" ekanini aytgan bo'lsa-da, ular ma'lumotlarning to'liq to'g'ri ekanligini aytishmadi. Buning o'rniga ular boshqa olimlardan nima bo'layotganini tushunishga yordam berishlarini so'rashdi.

Oxir-oqibat, OPERA natijalari noto'g'ri ekanligi ma'lum bo'ldi. Yomon ulangan kabel tufayli sinxronizatsiya muammosi yuzaga keldi va GPS sun'iy yo'ldoshlaridan signallar noto'g'ri edi. Signalda kutilmagan kechikish yuz berdi. Natijada, neytrinolarning ma'lum masofani bosib o'tishi uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchash qo'shimcha 73 nanosekundni ko'rsatdi: neytrinolar yorug'likdan tezroq harakat qilayotganga o'xshardi.

Tajriba boshlanishidan bir necha oy oldin sinchkovlik bilan sinovdan o'tkazilganiga va keyin ma'lumotlarni ikki marta tekshirganiga qaramay, olimlar jiddiy xato qilishgan. Ereditato ko'pchilikning zarracha tezlatgichlarining o'ta murakkabligi tufayli bunday xatolar doimo sodir bo'lganligi haqidagi izohlariga qaramay iste'foga chiqdi.

Nima uchun bir narsa yorug'likdan tezroq harakatlanishi mumkinligi haqidagi taklif - shunchaki taklif - bunday shov-shuvga sabab bo'ldi? Hech narsa bu to'siqni engib o'tolmasligiga qanchalik aminmiz?

Keling, avval ushbu savollarning ikkinchisini ko'rib chiqaylik. Vakuumdagi yorug'lik tezligi sekundiga 299 792,458 kilometrni tashkil qiladi - qulaylik uchun bu raqam sekundiga 300 000 kilometrga yaxlitlanadi. Bu juda tez. Quyosh Yerdan 150 million kilometr uzoqlikda joylashgan bo‘lib, uning nuri Yerga atigi sakkiz daqiqayu yigirma soniyada yetib boradi.

Birorta ijodimiz yorug'lik bilan poygada raqobatlasha oladimi? Inson tomonidan yaratilgan eng tezkor ob'ektlardan biri, kosmik zond Yangi ufqlar 2015 yil iyul oyida Pluton va Xarondan o'tib ketdi. U Yerga nisbatan 16 km/s tezlikka erishdi. 300 000 km/s dan ancha kam.

Biroq, bizda juda tez harakatlanadigan mayda zarrachalar bor edi. 1960-yillarning boshida MITda Uilyam Bertozzi elektronlarni yanada yuqori tezlikka tezlashtirish bilan tajriba o'tkazdi.

Elektronlar manfiy zaryadga ega bo'lganligi sababli, ular bir xil manfiy zaryadni materialga qo'llash orqali tezlashishi mumkin, aniqrog'i, qaytarilishi mumkin. Qanchalik ko'p energiya qo'llanilsa, elektronlar tezroq tezlashadi.

300 000 km/s tezlikka erishish uchun qo'llaniladigan energiyani ko'paytirish kerak deb o'ylash mumkin. Ammo elektronlar shunchaki tez harakat qila olmasligi ma'lum bo'ldi. Bertotssining tajribalari shuni ko'rsatdiki, ko'proq energiya ishlatish elektron tezligining to'g'ridan-to'g'ri proportsional o'sishiga olib kelmaydi.

Buning o'rniga, elektronlarning tezligini biroz o'zgartirish uchun juda katta miqdordagi qo'shimcha energiya sarflanishi kerak edi. U yorug'lik tezligiga tobora yaqinlashdi, lekin unga hech qachon erisha olmadi.

Eshik tomon kichik qadamlar bilan harakatlanayotganingizni tasavvur qiling, har bir qadam hozirgi joyingizdan eshikgacha bo'lgan masofaning yarmini qamrab oladi. Qat'iy aytganda, siz hech qachon eshikka etib bormaysiz, chunki har bir qadamingizdan keyin siz hali ham bosib o'tadigan masofaga ega bo'lasiz. Bertozzi o'z elektronlari bilan ishlashda taxminan bir xil muammoga duch keldi.

Ammo yorug'lik fotonlar deb ataladigan zarralardan iborat. Nima uchun bu zarralar yorug'lik tezligida harakatlana oladi, lekin elektronlar harakat qila olmaydi?

"Jismlar tez va tez harakat qilgani sayin, ular og'irlashadi - ular qanchalik og'ir bo'lsa, ularning tezlashishi shunchalik qiyinlashadi, shuning uchun siz hech qachon yorug'lik tezligiga erisha olmaysiz", deydi Avstraliyaning Melburn universiteti fizikasi Rojer Rassul. “Fotonning massasi yo'q. Agar u massaga ega bo'lsa, u yorug'lik tezligida harakat qila olmas edi."

Fotonlar o'ziga xosdir. Ular nafaqat massaga ega emaslar, bu esa ularni kosmosning vakuumida to'liq harakat erkinligini ta'minlaydi, balki ular tezlashishi ham kerak emas. Ularda mavjud bo'lgan tabiiy energiya xuddi ular kabi to'lqinlarda harakat qiladi, shuning uchun ular yaratilganda ular allaqachon maksimal tezlikka ega. Qaysidir ma'noda yorug'likni zarralar oqimi sifatida emas, balki energiya deb hisoblash osonroq, garchi haqiqatda yorug'lik ikkalasi ham.

Biroq, yorug'lik biz kutganimizdan ancha sekinroq tarqaladi. Garchi internet-texnologlar optik tolali aloqada "yorug'lik tezligida" ishlaydigan aloqalar haqida gapirishni yoqtirishsa-da, yorug'lik shisha tolali optikada vakuumga qaraganda 40% sekinroq tarqaladi.

Haqiqatda fotonlar 300 000 km/s tezlikda harakatlanadi, lekin asosiy yorugʻlik toʻlqini oʻtganda shisha atomlari chiqaradigan boshqa fotonlar keltirib chiqaradigan maʼlum miqdordagi interferensiyaga duch keladi. Buni tushunish oson bo'lmasligi mumkin, lekin hech bo'lmaganda biz harakat qildik.

Xuddi shu tarzda, alohida fotonlar bilan maxsus tajribalar doirasida ularni juda ta'sirli tarzda sekinlashtirish mumkin edi. Lekin ko‘p hollarda 300 000 to‘g‘ri bo‘lar edi.Biz bunchalik tez yoki undan ham tezroq harakatlana oladigan biror narsani ko‘rmagan yoki qurmaganmiz. Bu erda alohida fikrlar bor, lekin ularga to'xtashdan oldin, keling, boshqa savolimizga to'xtalib o'tamiz. Nima uchun yorug'lik tezligi qoidasiga qat'iy rioya qilish juda muhim?

Javob ko'pincha fizikada bo'lgani kabi ismli shaxs bilan bog'liq. Uning maxsus nisbiylik nazariyasi uning universal tezlik chegaralarining ko'plab oqibatlarini o'rganadi. Nazariyaning eng muhim elementlaridan biri yorug'lik tezligi doimiy ekanligi haqidagi g'oyadir. Qaerda bo'lishingizdan yoki qanchalik tez harakat qilishingizdan qat'iy nazar, yorug'lik doimo bir xil tezlikda harakat qiladi.

Ammo bu bir qator kontseptual muammolarni keltirib chiqaradi.

Harakatsiz kosmik kemaning shiftidagi oynaga chiroqdan tushgan yorug'likni tasavvur qiling. Yorug'lik yuqoriga ko'tarilib, ko'zguda aks etadi va kosmik kemaning poliga tushadi. Aytaylik, u 10 metr masofani bosib o'tdi.

Endi tasavvur qiling-a, bu kosmik kema sekundiga minglab kilometrlik ulkan tezlikda harakatlana boshlaydi. Chiroqni yoqsangiz, yorug'lik avvalgidek ishlaydi: u yuqoriga qarab porlaydi, oynaga uriladi va polda aks etadi. Ammo buning uchun yorug'lik vertikal emas, balki diagonal masofani bosib o'tishi kerak bo'ladi. Axir, ko'zgu hozir bilan birga tez harakat qilmoqda kosmik kema.

Shunga ko'ra, yorug'lik masofasi oshadi. Aytaylik, 5 metr. Bu 10 emas, jami 15 metr bo'lib chiqadi.

Va shunga qaramay, masofa oshib ketgan bo'lsa ham, Eynshteyn nazariyalari yorug'lik hali ham bir xil tezlikda harakat qilishini ta'kidlaydi. Tezlik masofa vaqtga bo'linganligi sababli, tezlik bir xil bo'lib qolishi va masofa oshgani uchun vaqt ham ortishi kerak. Ha, vaqtning o'zi ham cho'zilishi kerak. Va bu g'alati tuyulsa ham, bu eksperimental tarzda tasdiqlangan.

Bu hodisa vaqt kengayishi deb ataladi. Tez harakatlanuvchi transport vositalarida sayohat qiladigan odamlar uchun vaqt statsionar bo'lganlarga qaraganda sekinroq harakat qiladi.

Masalan, Xalqaro kosmik stansiyadagi astronavtlar uchun vaqt 0,007 soniya sekinroq ishlaydi. Kosmik stansiya, bu sayyoradagi odamlar bilan solishtirganda, Yerga nisbatan 7,66 km / s tezlikda harakat qiladi. Yorug'lik tezligiga yaqin harakat qila oladigan yuqorida aytib o'tilgan elektronlar kabi zarralar bilan bog'liq vaziyat yanada qiziqroq. Bu zarralar holatida sekinlashuv darajasi juda katta bo'ladi.

Buyuk Britaniyadagi Oksford universitetining eksperimental fizikasi Stiven Koltammer muon deb ataladigan zarrachalar misoliga ishora qiladi.

Myuonlar beqaror: ular tezda oddiy zarrachalarga aylanadi. Shu qadar tezki, Quyoshdan chiqib ketayotgan ko'pchilik muonlar Yerga yetib borgunga qadar parchalanishi kerak. Biroq, aslida, muonlar Yerga Quyoshdan juda katta hajmda keladi. Fiziklar buning sababini tushunishga uzoq vaqtdan beri harakat qilishgan.

"Bu sirning javobi shundaki, muonlar shu qadar energiya bilan hosil bo'ladiki, ular yorug'lik tezligiga yaqin harakat qiladilar", deydi Koltammer. "Ularning vaqt tuyg'usi, aytganda, ularning ichki soati sekin."

Haqiqiy, tabiiy vaqt o'zgarishi tufayli muonlar bizga nisbatan kutilganidan ko'ra ko'proq "tirik qolishadi". Jismlar boshqa jismlarga nisbatan tez harakat qilganda, ularning uzunligi ham qisqaradi va qisqaradi. Bu oqibatlar, vaqtning kengayishi va uzunligining qisqarishi, massaga ega bo'lgan narsalar - men, siz yoki kosmik kemaning harakatiga qarab fazo-vaqt qanday o'zgarishiga misoldir.

Eng muhimi, Eynshteyn aytganidek, yorug'lik ta'sir qilmaydi, chunki uning massasi yo'q. Shuning uchun bu tamoyillar yonma-yon ketadi. Agar narsalar yorug'likdan tezroq harakat qila olsa, ular koinot qanday ishlashini tavsiflovchi asosiy qonunlarga bo'ysunishardi. Bu asosiy tamoyillar. Endi biz bir nechta istisnolar va istisnolar haqida gapirishimiz mumkin.

Bir tomondan, biz yorug'likdan tezroq harakat qilayotganini ko'rmagan bo'lsak-da, bu tezlik chegarasini nazariy jihatdan juda aniq sharoitlarda engib bo'lmaydi degani emas. Masalan, koinotning kengayishini olaylik. Koinotdagi galaktikalar yorug'lik tezligidan sezilarli darajada oshib ketadigan tezlikda bir-biridan uzoqlashmoqda.

Yana bir qiziqarli holat, bir-biridan qanchalik uzoqda bo'lishidan qat'i nazar, bir vaqtning o'zida bir xil xususiyatlarga ega bo'lgan zarralarga tegishli. Bu "kvant chalkashlik" deb ataladigan narsa. Foton yuqoriga va pastga aylanadi, tasodifiy ikkita mumkin bo'lgan holatni tanlaydi, lekin aylanish yo'nalishini tanlash, agar ular o'ralgan bo'lsa, boshqa joyda aniq aks etadi.

Har biri o'z fotonlarini o'rganayotgan ikkita olim bir vaqtning o'zida yorug'lik tezligidan tezroq bir xil natijaga erishadi.

Biroq, bu ikkala misolda ham shuni ta'kidlash kerakki, hech qanday ma'lumot ikki jism o'rtasida yorug'lik tezligidan tezroq tarqalmaydi. Biz koinotning kengayishini hisoblay olamiz, lekin undagi ob'ektlarni yorug'likdan tezroq kuzata olmaymiz: ular ko'zdan g'oyib bo'ldi.

Fotonlari bo'lgan ikkita olimga kelsak, ular bir vaqtning o'zida bitta natijani olishlari mumkin bo'lsa-da, ular bir-birlariga buni yorug'lik o'rtasida tarqalishdan tezroq bildira olmadilar.

"Bu biz uchun hech qanday muammo tug'dirmaydi, chunki agar siz signallarni yorug'likdan tezroq jo'natsangiz, g'alati paradokslarga ega bo'lasiz, bu orqali ma'lumotlar o'z vaqtida orqaga qaytishi mumkin", deydi Koltammer.

Boshqasi bor mumkin bo'lgan yo'l yorug'likdan tezroq sayohatni texnik jihatdan mumkin qiling: sayohatchiga oddiy sayohat qoidalaridan qochish imkonini beradigan fazo-vaqtdagi yoriqlar.

Texasdagi Baylor universiteti xodimi Jerald Kliverning fikricha, bir kun kelib biz yorug‘likdan ham tez uchadigan kosmik kema yasay olamiz. Qaysi qurt teshigi orqali harakatlanadi. Chuvalchang teshiklari - bu Eynsheyn nazariyalariga juda mos keladigan fazo-vaqtdagi halqalar. Ular kosmonavtga fazodagi anomaliya, ya'ni kosmik yorliq orqali koinotning bir chetidan ikkinchisiga sakrashga imkon berishi mumkin edi.

Chuvalchang teshigidan o'tayotgan ob'ekt yorug'lik tezligidan oshmaydi, lekin nazariy jihatdan "oddiy" yo'lni bosib o'tadigan yorug'likdan ko'ra tezroq o'z manziliga etib borishi mumkin. Ammo chuvalchang teshiklari butunlay o'tib bo'lmaydigan bo'lishi mumkin kosmik sayohat. Boshqa birovga nisbatan 300 000 km / s dan tezroq harakat qilish uchun fazo vaqtini faol ravishda buzishning yana bir usuli bo'lishi mumkinmi?

Kliver 1994 yilda "Alcubierre dvigateli" g'oyasini ham o'rganib chiqdi. U kosmik-vaqtning kosmik kema oldida qisqarishi, uni oldinga surishi va orqasida kengayishi, shuningdek, uni oldinga siljishi tasvirlangan. "Ammo keyin," deydi Kliver, "muammolar paydo bo'ldi: buni qanday qilish kerak va qancha energiya kerak bo'ladi."

2008 yilda u va uning aspiranti Richard Obuzi qancha energiya kerakligini hisoblab chiqdi.

"Biz 10 m x 10 m x 10 m - 1000 kubometr kemani tasavvur qildik va jarayonni boshlash uchun zarur bo'lgan energiya miqdori butun Yupiterning massasiga teng bo'lishini hisobladik".

Shundan so'ng, jarayon tugamasligi uchun energiya doimiy ravishda "qo'shilishi" kerak. Hech kim buning iloji bo'ladimi yoki yo'qmi yoki kerakli texnologiya qanday ko'rinishini bilmaydi. "Men hech qachon sodir bo'lmaydigan narsani bashorat qilganimdek, asrlar davomida iqtibos keltirishni xohlamayman," deydi Kliver, "lekin men hali hech qanday yechimni ko'rmayapman."

Shunday qilib, yorug'lik tezligidan tezroq sayohat qilish hozircha fantaziya bo'lib qolmoqda. bu daqiqa. Hozircha, yagona yo'l - chuqur to'xtatilgan animatsiyaga kirish. Va shunga qaramay, hammasi yomon emas. Ko'pincha biz ko'rinadigan yorug'lik haqida gapirardik. Ammo, aslida, yorug'lik bundan ham ko'proq. Radioto'lqinlar va mikroto'lqinlardan tortib, ko'rinadigan yorug'lik, ultrabinafsha nurlanish, atomlarning parchalanishi paytida chiqaradigan rentgen va gamma nurlarigacha, bu go'zal nurlar bir xil narsadan iborat: fotonlar.

Farqi energiyada, shuning uchun to'lqin uzunligida. Bu nurlar birgalikda elektromagnit spektrni tashkil qiladi. Masalan, radioto'lqinlarning yorug'lik tezligida tarqalishi aloqa uchun juda foydali.

Kolthammer o'z tadqiqotida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan bir qismidan ikkinchisiga signallarni uzatish uchun fotonlardan foydalanadigan sxema yaratadi, shuning uchun u yorug'likning aql bovar qilmaydigan tezligining foydaliligini sharhlash uchun yaxshi malakaga ega.

"Biz Internet infratuzilmasini qurganimiz, masalan, radio va undan oldin yorug'likka asoslangan holda, biz uni uzatishning qulayligi bilan bog'liq", deydi u. Va u yorug'lik koinotning aloqa kuchi sifatida harakat qilishini qo'shimcha qiladi. Mobil telefondagi elektronlar silkinishni boshlaganda, fotonlar chiqariladi va boshqa mobil telefondagi elektronlar ham silkinishiga olib keladi. Telefon qo'ng'irog'i shunday tug'iladi. Quyoshdagi elektronlarning titrashi ham fotonlarni chiqaradi - in katta miqdorlar- bu, albatta, yorug'likni hosil qiladi, er yuzida hayotga issiqlik va, ahem, yorug'lik beradi.

Nur olamning universal tilidir. Uning tezligi - 299 792,458 km/s - doimiy bo'lib qolmoqda. Shu bilan birga, makon va vaqt moslashuvchan. Ehtimol, biz qanday qilib yorug'likdan tezroq harakat qilish haqida emas, balki bu bo'shliq va bu vaqt ichida qanday tezroq harakat qilish haqida o'ylashimiz kerak? Demak, ildizga o'tingmi?