Hvordan NASA-forskere kommer til å overskride lysets hastighet i verdensrommet. Er superluminal hastighet mulig? Hva er raskere enn lysets hastighet

Hastigheten er større enn lysets hastighet i et vakuum – dette er en realitet. Einsteins relativitetsteori forbyr bare superluminal overføring av informasjon. Så det er ganske mange tilfeller hvor gjenstander kan bevege seg raskere enn lyset og ikke ødelegge noe. La oss starte med skygger og solstråler.

Hvis du lager en skygge på en fjern vegg fra en finger som du lyser med en lommelykt, og deretter beveger fingeren, beveger skyggen seg mye raskere enn fingeren. Hvis veggen er plassert veldig langt unna, vil skyggens bevegelse ligge bak fingerens bevegelse, siden lyset fortsatt må nå fra fingeren til veggen, men skyggens hastighet vil fortsatt være den samme antall ganger større. Det vil si at hastigheten på skyggen ikke begrenses av lysets hastighet.

I tillegg til skygger kan solstråler også bevege seg raskere enn lys. For eksempel en flekk fra en laserstråle rettet mot månen. Avstanden til månen er 385 000 km. Hvis du beveger laseren litt, flytter den knapt 1 cm, vil den ha tid til å løpe over Månen med en hastighet på omtrent en tredjedel raskere enn lyset.

Lignende ting kan skje i naturen. For eksempel kan en lysstråle fra en pulsar, en nøytronstjerne, gre gjennom en støvsky. Et sterkt blits skaper et ekspanderende skall av lys eller annen stråling. Når den krysser overflaten av skyen, skaper den en ring av lys som vokser raskere enn lysets hastighet.

Dette er alle eksempler på ting som beveger seg raskere enn lyset, men som ikke var fysiske kropper. Å bruke en skygge eller en kanin kan ikke overføre en superluminal melding, så kommunikasjon raskere enn lys fungerer ikke.

Og her er et eksempel som er assosiert med fysiske kropper. Når vi ser fremover, vil vi si at igjen, superluminale meldinger vil ikke fungere.

I en referanseramme knyttet til en roterende kropp, kan fjerne objekter bevege seg med superluminale hastigheter. For eksempel, Alpha Centauri, i jordens referanseramme, beveger seg med mer enn 9600 ganger lysets hastighet, og "traverserer" en avstand på omtrent 26 lysår per dag. Og nøyaktig samme eksempel med Månen. Stå med front mot den og snu rundt aksen din på et par sekunder. I løpet av denne tiden roterte den rundt deg omtrent 2,4 millioner kilometer, det vil si 4 ganger raskere enn lysets hastighet. Ha-ha, sier du, det var ikke hun som snurret, men jeg... Og husk at i relativitetsteorien er alle referansesystemer uavhengige, også roterende. Så, fra hvilken side bør du se...

Så hva bør vi gjøre? Vel, faktisk er det ingen motsetninger her, for igjen, dette fenomenet kan ikke brukes til superluminal overføring av meldinger. Vær i tillegg oppmerksom på at månen i sin nærhet ikke overskrider lysets hastighet. Alle forbud er nemlig pålagt i den generelle relativitetsteorien mot å overskride den lokale lyshastigheten.

Vi snakker ofte om det maksimal lyshastighet i vårt univers, og at det ikke er noe som kan bevege seg raskere enn lysets hastighet i et vakuum. Og enda mer - oss. Når man nærmer seg nærlyshastighet, får et objekt masse og energi, som enten ødelegger det eller motsier Einsteins generelle relativitetsteori. La oss si at vi tror på dette og ser etter løsninger (som eller så finner vi ut av det) for å fly til nærmeste stjerne ikke i 75 000 år, men i et par uker. Men siden de færreste av oss har høyere fysikkutdanning, er det ikke klart hvorfor de sier det på gata lysets hastighet er maksimal, konstant og lik 300 000 km/s?

Det er mange enkle og intuitive forklaringer på hvorfor ting er slik, men du kan begynne å hate dem. Et internettsøk vil lede deg til konseptet "relativistisk masse" og hvordan det krever mer kraft for å akselerere et objekt som allerede beveger seg i høy hastighet. Dette er en kjent måte å tolke det matematiske apparatet til den spesielle relativitetsteorien på, men det villeder mange, og spesielt dere, våre kjære lesere. Fordi mange av dere (og vi også) smaker høyfysikk, som om de dypper en tå i det salte vannet før de går inn for å svømme. Som et resultat blir det mye mer komplekst og mindre vakkert enn det faktisk er.

La oss diskutere dette problemet fra synspunktet om en geometrisk tolkning som er i samsvar med generell relativitet. Det er mindre åpenbart, men litt mer komplisert enn å tegne piler på papir, så mange av dere vil umiddelbart forstå teorien som er skjult bak abstraksjoner som "kraft" og direkte løgner som "relativistisk masse".

Først, la oss definere hva en retning er, slik at vi tydelig kan definere plassen vår. "Ned" er retningen. Det er definert som retningen ting faller i når du lar dem gå. "Opp" er motsatt retning av "ned". Plukk opp et kompass og bestemme flere retninger: nord, sør, vest og øst. Alle disse retningene er definert av seriøse mennesker som en "ortonormal (eller ortogonal) basis", men det er bedre å ikke tenke på det nå. La oss anta at disse seks retningene er absolutte, siden de vil eksistere der vi behandler vårt komplekse spørsmål.

La oss nå legge til to retninger: til fremtiden og til fortiden. Du kan ikke enkelt bevege deg i disse retningene på egen hånd, men å forestille deg dem burde være lett nok for deg. Fremtiden er retningen der morgendagen kommer; fortid er retningen der gårsdagen er.

Disse åtte kardinalretningene – opp, ned, nord, sør, vest, øst, fortid og fremtid – beskriver universets grunnleggende geometri. Vi kan kalle hvert par av disse retningene en "dimensjon", og det er derfor vi lever i et firedimensjonalt univers. Et annet begrep for å definere denne firedimensjonale forståelsen vil være "rom-tid", men vi vil prøve å unngå å bruke dette begrepet. Bare husk at i vår sammenheng vil "rom-tid" tilsvare konseptet "univers".

Velkommen til scenen. La oss ta en titt på skuespillerne.

Når du sitter foran datamaskinen din akkurat nå, er du i bevegelse. Du føler det ikke. Det ser ut til at du er i ro. Men dette er bare fordi alt rundt deg også beveger seg i forhold til deg. Nei, ikke tro at vi snakker om at jorden sirkler rundt solen eller at solen beveger seg gjennom galaksen og trekker oss med den. Dette er selvfølgelig sant, men det er ikke det vi snakker om nå. Med bevegelse mener vi bevegelse mot "fremtiden".

Tenk deg at du sitter i en togvogn med vinduene lukket. Du kan ikke se gaten, og la oss si at skinnene er så perfekte at du ikke føler om toget beveger seg eller ikke. Derfor, bare når du sitter inne i toget, kan du ikke si om du faktisk reiser eller ikke. Se utenfor og du vil innse at landskapet suser forbi. Men vinduene er lukket.

Det er bare én måte å vite om du flytter eller ikke. Bare sitte og vente. Blir toget på stasjonen, skjer det ingenting. Men hvis toget beveger seg, kommer du før eller siden til en ny stasjon.

I denne metaforen representerer vognen alt vi kan se i verden rundt oss - et hus, Vaska katten, stjerner på himmelen, etc. "Neste stasjon - i morgen."

Hvis du sitter urørlig, og katten Vaska sover rolig de tildelte timene per dag, vil du ikke føle bevegelse. Men i morgen kommer definitivt.

Dette er hva det betyr å bevege seg mot fremtiden. Bare tiden vil vise hva som er sant: bevegelse eller parkering.

Det burde være ganske enkelt for deg å forestille deg så langt. Det kan være vanskelig å tenke på tid som en retning, langt mindre på seg selv som et objekt som går gjennom tiden. Men du vil forstå. Bruk nå fantasien.

Tenk deg at når du kjører i bilen din, skjer det noe forferdelig: bremsene svikter. Ved en merkelig tilfeldighet, i samme øyeblikk blokkerer gassen og girkassen. Du kan verken sette fart eller stoppe. Det eneste du har er et ratt. Du kan endre bevegelsesretningen, men ikke hastigheten.

Selvfølgelig er det første du vil gjøre å prøve å kjøre inn i en myk busk og på en eller annen måte stoppe bilen forsiktig. Men la oss ikke bruke denne teknikken foreløpig. La oss bare fokusere på detaljene til den defekte bilen din: du kan endre retning, men ikke hastighet.

Dette er hvordan vi beveger oss gjennom universet. Du har et ratt, men ingen pedaler. Når du sitter og leser denne artikkelen, går du inn i en lys fremtid topphastighet. Og når du står opp for å lage deg te, endrer du bevegelsesretningen i rom-tid, men ikke hastigheten. Hvis du beveger deg veldig raskt gjennom rommet, vil tiden flyte litt saktere.

Det er lett å forestille seg ved å tegne et par akser på papir. Aksen som vil gå opp og ned er tidens akse, opp betyr inn i fremtiden. Den horisontale aksen representerer rommet. Vi kan bare tegne én dimensjon av rommet fordi et stykke papir er todimensjonalt, men la oss bare forestille oss at dette konseptet gjelder for alle tre dimensjonene av rommet.

Tegn en pil fra opprinnelsen til koordinataksen, der de konvergerer, og pek den opp langs den vertikale aksen. Det spiller ingen rolle hvor lang den er, bare husk at den kun kommer i én lengde. Denne pilen, som nå peker inn i fremtiden, representerer en mengde som fysikere kaller "fire hastigheter." Dette er hastigheten på bevegelsen din gjennom rom-tid. Akkurat nå er du i en stasjonær tilstand, så pilen peker bare mot fremtiden.

Hvis du vil bevege deg gjennom verdensrommet - til høyre langs koordinataksen - må du endre fire-hastigheten og inkludere en horisontal komponent. Det viser seg at du må snu pilen. Men så snart du gjør dette, vil du legge merke til at pilen ikke lenger peker oppover, inn i fremtiden, like selvsikkert som før. Du beveger deg nå gjennom rommet, men du har måttet ofre fremtidig bevegelse siden firetrinnsnålen bare kan rotere, men aldri strekke seg eller trekke seg sammen.

Det er her den berømte "tidsutvidelseseffekten" begynner, som alle snakker om, selv litt kjent med den spesielle relativitetsteorien. Hvis du beveger deg gjennom rommet, beveger du deg ikke gjennom tiden så raskt som du kunne hvis du satt stille. Klokken din vil telle ned tiden langsommere enn klokken til en person som ikke beveger seg.

Og nå kommer vi til løsningen på spørsmålet om hvorfor uttrykket "raskere enn lyset" ikke har noen betydning i universet vårt. Se hva som skjer hvis du vil bevege deg gjennom plassen så raskt som mulig. Du snur firetrinnsnålen helt til den peker langs den horisontale aksen. Vi husker at pilen ikke kan strekke seg. Den kan bare rotere. Så du har økt hastigheten i verdensrommet så mye som mulig. Men det ble umulig å bevege seg raskere. Det er ingen steder å snu pilen, ellers blir den "rettere enn rett" eller "horisontal enn horisontal." Dette er konseptet vi sidestiller med "raskere enn lyset." Det er rett og slett umulig å mate et stort folk med tre fisker og syv brød.

Dette er grunnen til at ingenting i universet vårt kan reise raskere enn lys. Fordi uttrykket «raskere enn lys» i universet vårt tilsvarer uttrykket «rettere enn rett» eller «horisontalt enn horisontalt».

Ja, du har fortsatt noen spørsmål. Hvorfor kan firehastighetsvektorer bare rotere, men ikke strekke seg? Det er et svar på dette spørsmålet, men det har å gjøre med invariansen til lysets hastighet, og vi lar det ligge til senere. Og hvis du bare tror dette, vil du være litt mindre informert om dette emnet enn de mest geniale fysikerne som noen gang har gått på planeten.

Skeptikere kan stille spørsmål ved hvorfor vi bruker en forenklet modell av rommets geometri når vi snakker om euklidiske rotasjoner og sirkler. I virkelige verden geometrien til romtiden adlyder geometrien til Minkowski, og rotasjonene er hyperbolske. Men en enkel versjon av forklaringen har livets rett.

Samt en enkel forklaring på dette, .

Dedikert til direkte måling av nøytrinohastighet. Resultatene høres oppsiktsvekkende ut: nøytrinohastigheten var litt - men statistisk signifikant! - raskere enn lysets hastighet. Samarbeidspapiret inneholder en analyse av ulike kilder til feil og usikkerheter, men reaksjonen til det store flertallet av fysikere er fortsatt svært skeptisk, først og fremst fordi dette resultatet ikke stemmer overens med andre eksperimentelle data om egenskapene til nøytrinoer.

Ris. 1.

Eksperimentdetaljer

Ideen med eksperimentet (se OPERA-eksperiment) er veldig enkel. En nøytrinostråle blir født ved CERN, flyr gjennom jorden til det italienske Gran Sasso-laboratoriet og passerer der gjennom en spesiell OPERA nøytrino-detektor. Nøytrinoer samhandler veldig svakt med materie, men fordi fluksen deres fra CERN er så stor, kolliderer noen nøytrinoer fortsatt med atomer inne i detektoren. Der genererer de en kaskade av ladede partikler og etterlater dermed signalet sitt i detektoren. Nøytrinoer ved CERN fødes ikke kontinuerlig, men i "bursts", og hvis vi kjenner fødselsøyeblikket til nøytrinoen og øyeblikket for dets absorpsjon i detektoren, samt avstanden mellom de to laboratoriene, kan vi beregne hastigheten av nøytrinoen.

Avstanden mellom kilden og detektoren i en rett linje er omtrent 730 km og den måles med en nøyaktighet på 20 cm ( eksakt avstand mellom referansepunkter er 730 534,61 ± 0,20 meter). Riktignok er ikke prosessen som fører til fødselen av nøytrinoer lokalisert med en slik nøyaktighet. Ved CERN frigjøres en stråle med høyenergiprotoner fra SPS-akseleratoren, slippes ned på et grafittmål og genererer sekundære partikler, inkludert mesoner. De flyr fortsatt fremover med nesten lyshastighet og forfaller til myoner mens de sender ut nøytrinoer. Myoner forfaller også og produserer flere nøytrinoer. Da blir alle partikler, bortsett fra nøytrinoer, absorbert i stoffets tykkelse, og de når fritt deteksjonsstedet. Generell ordning Denne delen av eksperimentet er vist i fig. 1.

Hele kaskaden som fører til utseendet til en nøytrinostråle kan strekke seg i hundrevis av meter. Imidlertid siden Alle partikler i denne haugen flyr fremover med nesten lyshastighet; for deteksjonstiden er det praktisk talt ingen forskjell om nøytrinoen ble født umiddelbart eller etter en kilometers reise (den har imidlertid veldig viktig, da nøyaktig det opprinnelige protonet som førte til fødselen av denne nøytrinoen fløy ut av akseleratoren). Som et resultat gjentar de genererte nøytrinoene, stort sett, ganske enkelt profilen til den opprinnelige protonstrålen. Derfor er nøkkelparameteren her nettopp tidsprofilen til protonstrålen som sendes ut fra akseleratoren, spesielt den nøyaktige posisjonen til dens for- og bakkant, og denne profilen måles med god tid s m oppløsning (se fig. 2).

Hver økt med å slippe en protonstråle på et mål (på engelsk kalles en slik økt søle, "burst") varer omtrent 10 mikrosekunder og fører til fødselen av et stort antall nøytrinoer. Imidlertid flyr nesten alle rett gjennom jorden (og detektoren) uten interaksjon. I de sjeldne tilfellene når detektoren oppdager en nøytrino, er det umulig å si i hvilket eksakt øyeblikk i løpet av 10 mikrosekundersintervallet den ble sendt ut. Analysen kan bare utføres statistisk, det vil si akkumulere mange tilfeller av nøytrino-deteksjon og konstruere deres fordeling over tid i forhold til utgangspunktet for hver økt. I detektoren tas utgangspunktet i det øyeblikket da det konvensjonelle signalet, som beveger seg med lysets hastighet og sendes ut nøyaktig i øyeblikket for protonstrålens forkant, når detektoren. Nøyaktig måling av dette øyeblikket ble muliggjort ved å synkronisere klokker i to laboratorier med en nøyaktighet på noen få nanosekunder.

I fig. Figur 3 viser et eksempel på en slik fordeling. De svarte prikkene er ekte nøytrinodata registrert av detektoren og summert over et stort antall økter. Den røde kurven viser et konvensjonelt "referanse"-signal som vil bevege seg med lysets hastighet. Det kan sees at dataene starter på omtrent 1048,5 ns Tidligere referansesignal. Dette betyr imidlertid ikke at nøytrinoer faktisk ligger foran lyset med et mikrosekund, men er bare en grunn til å nøye måle alle kabellengder, utstyrsresponshastigheter, elektroniske forsinkelsestider og så videre. Denne rekontrollen ble utført og det viste seg at den utlignet "referanse" dreiemomentet med 988 ns. Dermed viser det seg at nøytrinosignalet faktisk overtar referansesignalet, men bare med rundt 60 nanosekunder. Når det gjelder nøytrinohastighet, tilsvarer dette å overskride lyshastigheten med omtrent 0,0025 %.

Feilen i denne målingen ble estimert av forfatterne av analysen til å være 10 nanosekunder, som inkluderer både statistiske og systematiske feil. Dermed hevder forfatterne at de "ser" superluminal nøytrinobevegelse ved et statistisk konfidensnivå på seks standardavvik.

Forskjellen mellom resultatene og forventningene med seks standardavvik er allerede ganske stor og kalles i partikkelfysikk det store ordet "oppdagelse". Imidlertid må dette tallet forstås riktig: det betyr bare at sannsynligheten statistisk svingningene i dataene er svært små, men det indikerer ikke hvor pålitelig databehandlingsteknikken er og hvor godt fysikerne tok hensyn til alle instrumentelle feil. Tross alt er det mange eksempler innen partikkelfysikk hvor uvanlige signaler ikke ble bekreftet av andre eksperimenter med eksepsjonelt høy statistisk sikkerhet.

Hva motsier superluminale nøytrinoer?

I motsetning til populær tro, forbyr ikke spesiell relativitetsteori i seg selv eksistensen av partikler som beveger seg med superluminale hastigheter. Men for slike partikler (de kalles vanligvis "tachyoner") er lyshastigheten også en grense, men bare nedenfra - de kan ikke bevege seg saktere enn den. I dette tilfellet er partikkelenergiens avhengighet av hastighet invers: jo høyere energi, desto nærmere er hastigheten til tachyonene lysets hastighet.

Mye mer alvorlige problemer begynner i kvantefeltteori. Denne teorien erstatter kvantemekanikk når det kommer til kvantepartikler med høy energi. I denne teorien er ikke partikler punkter, men relativt sett koagler av et materiell felt, og de kan ikke betraktes separat fra feltet. Det viser seg at tachyoner senker energien i feltet, noe som betyr at de gjør vakuumet ustabilt. Det er da mer fordelaktig for tomrommet å spontant desintegreres i et stort antall av disse partiklene, og derfor er det rett og slett meningsløst å vurdere bevegelsen til en tachyon i vanlig tomrom. Vi kan si at tachyonen ikke er en partikkel, men en ustabilitet i vakuumet.

Når det gjelder tachyon-fermioner er situasjonen noe mer komplisert, men også der oppstår sammenlignbare vanskeligheter som hindrer dannelsen av en selvkonsistent tachyon kvantefeltteori, inkludert den ordinære relativitetsteorien.

Dette er imidlertid heller ikke det siste ordet i teorien. Akkurat som eksperimentører måler alt som kan måles, tester teoretikere også alle mulige hypotetiske modeller som ikke motsier tilgjengelige data. Spesielt er det teorier der et lite, ennå ikke lagt merke, avvik fra postulatene til relativitetsteorien er tillatt - for eksempel kan selve lysets hastighet være en variabel verdi. Slike teorier har ennå ikke direkte eksperimentell støtte, men de er ennå ikke lukket.

Denne korte skissen av teoretiske muligheter kan oppsummeres som følger: til tross for at i noen teoretiske modeller FTL-reise er mulig, de forblir rent hypotetiske konstruksjoner. Alle eksperimentelle data tilgjengelig i dag er beskrevet av standardteorier uten superluminal bevegelse. Derfor, hvis det var pålitelig bekreftet for i det minste noen partikler, ville kvantefeltteorien måtte gjøres om radikalt.

Bør OPERA-resultatet betraktes som det "første tegn" i denne forstand? Ikke ennå. Den kanskje viktigste grunnen til skepsis er fortsatt det faktum at OPERA-resultatet ikke stemmer overens med andre eksperimentelle data om nøytrinoer.

For det første, under den berømte supernovaeksplosjonen SN1987A, ble det også registrert nøytrinoer som ankom flere timer før lyspulsen. Dette betyr ikke at nøytrinoene reiste raskere enn lys, men reflekterer bare det faktum at nøytrinoer sendes ut tidligere i supernovakjernens kollaps enn lys. Imidlertid, siden nøytrinoer og lys, etter å ha reist i 170 tusen år, ikke divergerte med mer enn noen få timer, betyr det at hastighetene deres er veldig nære og avviker med ikke mer enn milliarddeler. OPERA-eksperimentet viser tusenvis av ganger større avvik.

Her kan vi selvfølgelig si at nøytrinoer produsert under supernovaeksplosjoner og nøytrinoer fra CERN er svært forskjellige i energi (flere titalls MeV i supernovaer og 10–40 GeV i det beskrevne eksperimentet), og hastigheten til nøytrinoer varierer avhengig av energien . Men denne endringen i dette tilfellet fungerer i "feil" retning: jo høyere energien til tachyoner er, desto nærmere bør hastigheten være lysets hastighet. Selvfølgelig kan vi også her komme opp med en modifikasjon av tachyon-teorien der denne avhengigheten ville være helt annerledes, men i dette tilfellet må vi diskutere den "dobbelhypotetiske" modellen.

Videre fra settet med eksperimentelle data om nøytrinoscillasjoner oppnådd for i fjor, følger det at massene til alle nøytrinoer skiller seg fra hverandre bare med brøkdeler av en elektronvolt. Hvis resultatet av OPERA blir oppfattet som en manifestasjon av den superluminale bevegelsen til nøytrinoer, vil kvadratverdien av massen til minst én nøytrino være i størrelsesorden –(100 MeV) 2 (negativ kvadratisk masse er en matematisk manifestasjon av det faktum at partikkelen regnes som en tachyon). Da må vi innrømme det Alle typer nøytrinoer er tachyoner og har omtrent samme masse. På den annen side viser direkte måling av nøytrinomassen i tritiumkjerners beta-forfall at nøytrinomassen (i absolutt verdi) ikke bør overstige 2 elektronvolt. Det vil med andre ord ikke være mulig å avstemme alle disse dataene med hverandre.

Konklusjonen fra dette kan trekkes som følger: det erklærte resultatet av OPERA-samarbeidet er vanskelig å passe inn i noen, selv de mest eksotiske teoretiske modellene.

Hva blir det neste?

I alle store samarbeid innen partikkelfysikk er det vanlig praksis at hver spesifikk analyse utføres av en liten gruppe deltakere, og først da presenteres resultatene for generell diskusjon. I dette tilfellet var tilsynelatende dette stadiet for kort, som et resultat av at ikke alle deltakerne i samarbeidet gikk med på å signere artikkelen (den fullstendige listen inkluderer 216 deltakere i eksperimentet, men forhåndstrykket har bare 174 forfattere). Derfor, i nær fremtid, vil det tilsynelatende bli utført mange tilleggskontroller i samarbeidet, og først etter dette vil artikkelen bli sendt til utskrift.

Selvfølgelig kan vi nå forvente en strøm av teoretiske artikler med ulike eksotiske forklaringer på dette resultatet. Men før det oppgitte resultatet er pålitelig dobbeltsjekket, kan det ikke betraktes som et fullverdig funn.

. Ifølge Antonio Ereditato, en ansatt ved partikkelfysikksenteret på den fransk-sveitsiske grensen, viste det seg etter tre år med målinger at en stråle med nøytrinoer som ble skutt opp fra Genève til det italienske Gran Sasso-laboratoriet dekket en avstand på 730 km 60 nanosekunder raskere enn lys.

"Vi har høy tiltro til resultatene. Men det er nødvendig for andre kolleger å gjøre testene sine og bekrefte resultatene våre", bemerket han. Ifølge forskeren overstiger ikke målefeilen 10 ns.

Dersom forskningsresultatene bekreftes, kan det sette spørsmålstegn ved grunnlaget for Albert Einsteins spesielle relativitetsteori (1905), som sier at ingenting i universet kan bevege seg raskere enn lyset, dvs. ved hastigheter over 299 792 km/s.

0 0

Det som står her er dessverre fullstendig tull. Reuters-byrået er selvsagt en anerkjent organisasjon, men vitenskapsnyheter må likevel ikke hentes fra de samme hendene som bringer nyheter fra politikk og samfunnsliv.

"grunnlaget for Albert Einsteins teori om spesiell relativitet (1905), som sier at ingenting i universet kan reise raskere enn lys"

Relativitetsteorien hevder ikke noe slikt. Relativitetsteorien sier at ingenting kan reise raskere enn lys I ET VAKUUM. Og partikler som beveger seg raskere enn lys ble funnet for lenge siden, eller mer presist, miljøer der noen partikler kan bevege seg raskere enn fotoner.
Det er ikke klart for meg hvordan nøytrinostrålen reiste fra Genève et sted der, men åpenbart ikke i et vakuum. Hvis han for eksempel gikk gjennom luften, er det ikke overraskende at fotonene spredt av luften nådde det endelige punktet senere enn nøytrinoene, som nesten ikke interagerte med materie.

0 0

0 0

Faktisk vil nøytrinoer alltid bevege seg raskere enn lys :) Ganske enkelt fordi de praktisk talt ikke samhandler med materie, og lys (fotoner) samhandler perfekt. Og bare i et vakuum blir fotonene endelig akselerert til en full høyde :)
Men det var interessant å finne et medium der elektroner kunne bevege seg raskere enn lysets hastighet. Og et slikt miljø ble funnet for lenge siden. Og samtidig oppstår det fantastiske effekter. Se i Wikipedia "Vavilov-Cherenkov stråling".

0 0

0 0

En annen publikasjon om emnet:

Fysikere ved forskningssenteret til European Organization for Nuclear Research (CERN) fant under et eksperiment at subatomære partikler kan bevege seg med hastigheter som overstiger lysets hastighet.

En stråle med nøytrinoer sendt fra CERN til Gran Sasso underjordiske laboratoriet i Italia, en avstand på 732 km, kom angivelig til bestemmelsesstedet flere milliarddeler av et sekund tidligere enn om den hadde reist med lysets hastighet.

Hvis de eksperimentelle dataene bekreftes, vil Einsteins relativitetsteori, ifølge hvilken lyshastigheten er 299 792 458 meter per sekund, bli tilbakevist.

Ifølge forskere overgikk nøytrinostrålene den med 60 nanosekunder, noe som motsier postulatet om at elementærpartikler ikke kan bevege seg raskere enn lysets hastighet.

BBCs russiske tjeneste snakket om resultatene av eksperimentet med Ruben Sahakyan, professor i fysikk ved University College London.

BBC: Du jobbet i Gran Sasso-laboratoriet, og er sikkert godt kjent med Opera-eksperimentet.

Ruben Sahakyan: Jeg forlot Gran Sasso-laboratoriet for mer enn 10 år siden, da Operaen var under bygging. "Opera" er et eksperiment som søker etter et slikt fenomen som nøytrinoscillasjoner, det vil si transformasjonen av en type nøytrino til en annen.

Nøytrinoer er fundamentale partikler, de såkalte byggesteinene i universet. De har en rekke interessante egenskaper, inkludert transformasjon fra en type til en annen. "Opera" er ment å utforske dette problemet.

Det resultatet (data om at nøytrinoer reiser raskere enn lysets hastighet) var et biprodukt av eksperimentet de gjorde.

BBC: Er resultatene presentert av forskere overbevisende?

R.S.: De publiserte resultatene ser overbevisende ut. I eksperimentell vitenskap er det et numerisk mål på tillit til et resultat, det vil si at målingen din må overstige målefeilen med minst fem ganger. Og deres er seks ganger høyere.

På den annen side er dette en kompleks måling, det er mange elementer i den, og på hvert trinn er det mange måter å gjøre feil på. Og derfor må vi oppfatte det med sunn skepsis. Til ære for forfatterne tolker de ikke resultatet, men oppgir ganske enkelt dataene som er oppnådd under eksperimentet.

BBC: Hvordan reagerte verdens vitenskapelige miljø på disse dataene?

R.S.: Verdenssamfunnet reagerte med sunn skepsis og til og med konservatisme. Dette er tross alt et seriøst eksperiment, ikke en populistisk uttalelse.

Konsekvensene hvis disse dataene viser seg å være sanne er for alvorlige til å tas lett på.

Våre grunnleggende ideer om verden vil endre seg. Nå vil folk vente på ytterligere publikasjoner av systematiske feil i eksperimentet og, viktigst av alt, data fra uavhengige eksperimenter.

BBC: Hvilke, for eksempel?

R.S.: Det er et amerikansk eksperiment "Minus", som kan bekrefte denne målingen. Den er veldig lik Opera. Akseleratoren produserer en stråle av nøytrinoer, sender den deretter 730 kilometer og måler den i et underjordisk laboratorium. Essensen av målingen er enkel: du vet avstanden mellom kilden og detektoren din, du måler tiden det tok å komme frem, og bestemmer dermed hastigheten.

Djevelen er i detaljene. «Minus» gjorde en lignende måling for fire år siden, men da var verdien de målte og feilen sammenlignbare med hverandre. Hovedproblemet deres var at de ikke hadde en nøyaktig avstand.

De 730 kilometerne mellom kilde og detektor er vanskelig å måle med absolutt presisjon, og Opera klarte nylig å måle denne avstanden ned til 20 centimeter ved hjelp av geodetiske metoder. "Minus" vil prøve å gjøre det samme og vil da kunne sjekke dataene til dette eksperimentet.

BBC: Hvis resultatet av eksperimentet bekreftes, hvordan vil dette påvirke tradisjonelle ideer om verden?

R.S.: Hvis dette bekreftes, vil resultatet være alvorlig. Det er nå to teorier som forklarer vitenskapelig poeng syn på hele verden som omgir oss: kvanteteorien om mikroverdenen og Einsteins relativitetsteori.

Resultatet av eksperimentet (nøytrinoer beveger seg med en hastighet som overstiger lysets hastighet) motsier direkte Einsteins relativitetsteori, som sier at på ethvert referansepunkt er lysets hastighet konstant og ingenting kan overgå lysets hastighet.

Det er et stort antall ufattelige implikasjoner, spesielt muligheten for tidsreiser (for partikler).

Http://www.bbc.co.uk/russian/science/2011/09/110923_interview_expert_neutrino_discovery.shtml

0 0

Det vil være mange publikasjoner, men det er meningsløst å diskutere dem på 10, siden du sannsynligvis ikke engang kan forestille deg hvor mye fysikk har gått fremover siden 1905 :), da Einstein nettopp formulerte prinsippene for teoretisk relativitet. Det er mange helt uventede aspekter ved alt dette, og hvis de blir neglisjert, er det lett å suge ut sensasjonene. Eksperimentørene sugde tilsynelatende ikke noe ut, men det er bare karakteristisk at verken de selv eller forskerne som arbeider med disse problemene lager noe støy - de registrerte ganske enkelt et slikt og et slikt resultat og foreslår nå å sjekke det og enten tilbakevise det, eller bekrefte det, og "bekreft" betyr ikke at relativitetsteorien bør korrigeres, siden det kan være en rekke forklaringer på disse dataene under betingelsene til den eksisterende modellen.
Tenk deg for eksempel - en viss partikkel er så akselerert at hastigheten er nesten lik lysets hastighet - vel, veldig nærme. Dessuten, hvis dens koordinat er tilstrekkelig svakt usikker, blir usikkerheten til hastigheten i henhold til Heisenberg-usikkerhetsprinsippet slik at det er en ikke-null sannsynlighet for at partikkelen beveger seg raskere enn lysets hastighet. Dette er et velkjent paradoks, som spesielt følger hypotesen om eksistensen av antimaterie, som forklarer alt perfekt til slutt og innenfor rammen av den eksisterende modellen.
Vel, husk en så jævla ting som et Casimir-støvsuger - et vakuum er ikke tomhet, det er et område i rommet som vrimler av utallige virtuelle partikler som fødes og dør. De kalles virtuelle fordi de blir født og utslettes raskere enn du kan oppdage det, for å registrere et brudd på bevaringslovene. Men med visse mentale eksperimenter er det mulig å "skyve fra hverandre" par av virtuelle partikler, og de vil ikke kunne kollapse. I tillegg, hvis vi tar en eksepsjonelt liten størrelse på et romområde, vil bare en partikkel vises i den, og den andre vil være på den andre siden av "veggen". Casimir-effekten er allerede eksperimentelt bevist, men studien forblir praktisk talt uendret på grunn av det faktum at det er ekstremt vanskelig å utføre eksperimenter i så små områder av rommet.
Jeg snakker ikke engang om tachyonteorien, som også lett kan brukes for å støtte relativitetsteorien (hvis den legges til forklaringen av de mystiske transformasjonene av nøytrinoer fra en type til en annen og mulig forekomst av denne fenomen med lyshastigheten over
Generelt er det så mange detaljer at det er umulig å bevare relativitetsteorien intakt. Men noen av mulige tolkninger, kan imidlertid flytte fysikken betydelig fremover.

0 0

Dette er noe som fortsatt ikke er klart for meg: av det jeg leste og så, følger det at forskere lanserte en stråle av nøytrinoer i en avstand på 700 km på en opptaksenhet... Men jorden blir konstant, hvert sekund, gjennomboret av nøytrinoer som ikke samhandler med materie på noen måte. Hvordan fant de ut at det var «deres» nøytrino som ble registrert på opptakeren, og ikke en som kom fra verdensrommet?

Astrofysikere fra Baylor University (USA) har utviklet en matematisk modell av en hyperspace-stasjon som lar en reise gjennom verdensrommet med en hastighet som er 10³² ganger raskere enn lysets hastighet, slik at en kan fly til en nabogalakse og returnere innen et par timer. timer.

Når de flyr, vil folk ikke føle overbelastningen som føles i moderne fly, men en slik motor kan vises i metall bare om noen hundre år.

Drivmekanismen er basert på prinsippet om en romdeformasjonsmotor (Warp Drive), som ble foreslått i 1994 av den meksikanske fysikeren Miguel Alcubierre. Amerikanerne må bare finpusse modellen og gjøre mer detaljerte beregninger.
"Hvis du komprimerer rommet foran skipet, og tvert imot utvider det bak det, så dukker det opp en rom-tidsboble rundt skipet," sier en av forfatterne av studien, Richard Obousi. "Den omslutter skipet og trekker det ut av vanlig verden inn i koordinatsystemet ditt. På grunn av forskjellen i rom-tidstrykk, er denne boblen i stand til å bevege seg i alle retninger, og overvinne lysterskelen med tusenvis av størrelsesordener."

Antagelig vil rommet rundt skipet kunne deformeres på grunn av den fortsatt lite studerte mørke energien. "Mørk energi er et veldig dårlig studert stoff, oppdaget relativt nylig og forklarer hvorfor galakser ser ut til å fly fra hverandre," sa senior Forsker Institutt for relativistisk astrofysikk ved Statens astronomiske institutt oppkalt etter. Sternberg Moskva statsuniversitet Sergei Popov. – Det finnes flere modeller av det, men det er ingen allment akseptert ennå. Amerikanerne tok utgangspunkt i en modell basert på tilleggsdimensjoner, og sier at det er mulig å lokalt endre egenskapene til disse dimensjonene. Da viser det seg at det kan være forskjellige kosmologiske konstanter i forskjellige retninger. Og da vil skipet i boblen begynne å bevege seg."

Denne "atferden" til universet kan forklares med "strengteori", ifølge hvilken hele rommet vårt er gjennomsyret av mange andre dimensjoner. Deres interaksjon med hverandre genererer en frastøtende kraft, som er i stand til å utvide ikke bare materie, for eksempel galakser, men også selve verdensrommet. Denne effekten kalles "inflasjon av universet."

"Fra de første sekundene av dets eksistens strekker universet seg," forklarer Doctor of Physical and Mathematical Sciences, ansatt ved Astro-Space Center Fysisk institutt dem. Lebedeva Ruslan Metsaev. "Og denne prosessen fortsetter til i dag." Når du vet alt dette, kan du prøve å utvide eller begrense rommet kunstig. For å gjøre dette, er det ment å påvirke andre dimensjoner, og dermed vil et stykke rom av vår verden begynne å bevege seg i riktig retning under påvirkning av kreftene til mørk energi.

I dette tilfellet brytes ikke relativitetsteoriens lover. Inne i boblen vil de samme lovene i den fysiske verden forbli, og lysets hastighet vil være maksimal. Denne situasjonen gjelder ikke for den såkalte tvillingeffekten, som forteller oss at under romreiser med lysets hastighet, bremses tiden inne i skipet betydelig og astronauten, som vender tilbake til jorden, vil møte tvillingbroren sin som en veldig gammel Mann. Warp Drive-motoren eliminerer dette problemet, fordi det presser plass, ikke skipet.

Amerikanerne har allerede funnet et mål for den fremtidige flyturen. Dette er planeten Gliese 581 (Gliese 581), som klimatiske forhold og tyngdekraften nærmer seg de på jorden. Avstanden til den er 20 lysår, og selv om Warp Drive opererer billioner av ganger svakere enn dens maksimale effekt, vil reisetiden til den bare være noen få sekunder.