Nic nemůže letět rychleji než světlo. Je to fyzikální pravidlo, které je vetkáno do samotné podstaty Einsteinovy speciální teorie relativity.
Čím rychleji něco letí, tím více se to blíží perspektivě zastavení času. Když se ještě zrychlíte, narazíte na problémy s vracením času, což naruší představy o kauzalitě. Vědci z Varšavské univerzity v Polsku a Národní univerzity v Singapuru však nyní posunuli hranice teorie relativity a přišli se systémem, který není v rozporu se stávající fyzikou, a dokonce by mohl ukázat cestu k novým teoriím.
Jak uvádí server Phys.org, vědci přišli s „rozšířením speciální teorie relativity“, které kombinuje tři časové rozměry s jedním prostorovým rozměrem („1+3 časoprostor“), na rozdíl od tří prostorových rozměrů a jednoho časového rozměru, na které jsme všichni zvyklí.
Tato nová studie spíše než aby vytvářela nějaké velké logické nesrovnalosti, přidává další důkazy na podporu myšlenky, že objekty by mohly být schopny letět rychleji než světlo, aniž by zcela porušovaly naše současné fyzikální zákony.
„Neexistuje žádný zásadní důvod, proč by pozorovatelé pohybující se vzhledem k popsaným fyzikálním systémům rychlostí větší než rychlost světla neměli podléhat,“ říká fyzik Andrzej Dragan z Varšavské univerzity v Polsku.
Tato nová studie navazuje na předchozí práci vědců, kteří tvrdí, že nadsvětelné perspektivy by mohly pomoci propojit kvantovou mechaniku s Einsteinovou speciální teorií relativity – dvěma odvětvími fyziky, která v současné době nelze sladit do jedné zastřešující teorie, jež by popisovala gravitaci stejným způsobem, jakým vysvětlujeme ostatní síly.
Částice již nelze v tomto rámci modelovat jako bodové objekty, jak bychom mohli v přízemnějším 3D (plus časovém) pohledu na vesmír. Abychom pochopili, co mohou pozorovatelé vidět a jak se může chovat nadsvětelná částice, museli bychom se obrátit na teorie pole, které jsou základem kvantové fyziky.
Na základě tohoto nového modelu by supersvětelné objekty vypadaly jako částice rozpínající se jako bublina v prostoru – ne nepodobně vlně v poli. Na druhou stranu by vysokorychlostní objekt „zažil“ několik různých časových linií.
Přesto by rychlost světla ve vakuu zůstala konstantní i pro pozorovatele, kteří se pohybují rychleji než ona, což zachovává jeden z Einsteinových základních principů – princip, o kterém se dříve uvažovalo pouze v souvislosti s pozorovateli pohybujícími se pomaleji než rychlostí světla (jako my všichni).
„Tato nová definice zachovává Einsteinův postulát o stálosti rychlosti světla ve vakuu i pro nadsvětelné pozorovatele,“ říká Dragan. „Proto se naše rozšířená speciální teorie relativity nezdá být nijak zvlášť extravagantní myšlenkou.“
Vědci nicméně uznávají, že přechod na model časoprostoru 1+3 vyvolává některé nové otázky, i když na jiné odpovídá. Naznačují, že je třeba rozšířit speciální teorii relativity o vztažné rámce rychlejší než světlo.
To může zahrnovat i výpůjčky z kvantové teorie pole – kombinace konceptů ze speciální relativity, kvantové mechaniky a klasické teorie pole (jejímž cílem je předpovědět, jak na sebe budou fyzikální pole vzájemně působit).
Pokud mají fyzikové pravdu, měly by všechny částice vesmíru v rozšířené speciální relativitě mimořádné vlastnosti. Jednou z otázek, které výzkum vyvolal, je, zda bychom někdy byli schopni toto rozšířené chování pozorovat – odpověď na ni však bude vyžadovat mnohem více času a mnohem více vědců.
„Samotný experimentální objev nové fundamentální částice je výkon hodný Nobelovy ceny a proveditelný ve velkém výzkumném týmu za použití nejmodernějších experimentálních technik,“ říká fyzik Krzysztof Turzyński z Varšavské univerzity.
„Doufáme však, že naše výsledky využijeme k lepšímu pochopení jevu spontánního narušení symetrie spojeného s hmotností Higgsovy částice a dalších částic standardního modelu, zejména v raném vesmíru.“
Zdroj: phys.org, redakce
Autor článku
Kliknutím na jméno zobrazíte další články od tohoto autora.