ScienceAlert: Badanie pokazuje, jak wyglądałby wszechświat, gdybyś przekroczył prędkość światła, Strange: ScienceAlert

Nic nie może być szybsze od światła. Jest to zasada fizyki wpleciona w strukturę szczególnej teorii względności Einsteina. Im szybciej coś się dzieje, tym bardziej perspektywa zamrożenia w czasie zbliża się do zatrzymania.

Jedź szybciej, a napotkasz problemy z cofaniem czasu, zadzieraniem z pojęciem związku przyczynowego.

Ale naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego w Polsce i Narodowego Uniwersytetu w Singapurze przesunęli teraz granice teorii względności, aby opracować system, który nie jest sprzeczny z obecną fizyką i może wskazać drogę do nowych teorii.

To, co wymyślili, to „rozszerzenie szczególna teoria względności„który łączy w sobie trzy wymiary czasu i jeden wymiar przestrzeni („1 + 3 czasoprzestrzeń”), w przeciwieństwie do trzech wymiarów przestrzennych i jednego wymiaru czasowego, do których wszyscy jesteśmy przyzwyczajeni.

Zamiast tworzyć jakiekolwiek poważne sprzeczności logiczne, to nowe badanie dostarcza więcej dowodów na poparcie idei, że obiekty mogą poruszać się szybciej niż światło bez całkowitego łamania istniejących praw fizyki.

„Nie ma fundamentalnego powodu, dla którego obserwatorzy poruszający się względem opisanych układów fizycznych z prędkościami większymi od prędkości światła nie mieliby być temu poddawani” mówi fizyk Andrei Draganz Uniwersytetu Warszawskiego w Polsce.

To nowe badanie opiera się na Poprzednia praca przez niektórych z tych samych badaczy, którzy twierdzą, że perspektywy ultraświetlne mogą pomóc połączyć mechanikę kwantową z mechaniką Einsteina Szczególna teoria względności Dwie gałęzie fizyki, których obecnie nie da się połączyć w jedną kompleksową teorię opisującą grawitację w taki sam sposób, w jaki wyjaśniamy inne siły.

Cząstek nie można już modelować jako obiektów punktowych w tej strukturze, tak jak w bardziej przyziemnej trójwymiarowej (plus czasowej) perspektywie wszechświata.

Zamiast tego, aby zrozumieć, co obserwatorzy mogą zobaczyć i jak może zachowywać się nadświetlna cząstka, musimy zwrócić się do rodzajów teorii pola, które leżą u podstaw fizyki kwantowej.

W oparciu o ten nowy model ultraświetliste obiekty wyglądałyby jak cząstka rozszerzająca się jak bańka w przestrzeni – podobnie jak fala w polu. Z drugiej strony ciało poruszające się z dużą prędkością będzie doświadczać kilku różnych skal czasowych.

Jednak prędkość światła w próżni pozostanie stała nawet dla obserwatorów poruszających się szybciej niż prędkość, co utrzymuje jedną z podstawowych zasad Einsteina – zasadę, o której wcześniej myślano tylko w odniesieniu do obserwatorów poruszających się z prędkością mniejszą niż prędkość światła. (jak każdy z nas).

„Ta nowa definicja utrzymuje założenie Einsteina o stałości prędkości światła w próżni, nawet dla superobserwatorów”. Dragan mówi.

„Więc nasz rozszerzony specjalny współczynnik nie brzmi jak szczególnie ekstrawagancki pomysł”.

Jednak naukowcy przyznają, że przejście na model czasoprzestrzeni 1+3 rodzi pewne nowe pytania, nawet jeśli odpowiada na inne. Sugerują, że konieczne jest rozszerzenie teorii szczególnej teorii względności o układy odniesienia szybsze od światła.

Może to obejmować pożyczanie od Kwantowa teoria pola: połączenie koncepcji ze szczególnej teorii względności, mechaniki kwantowej i klasycznej teorii pola (której celem jest przewidywanie wzajemnego oddziaływania pól fizycznych).

Jeśli fizycy mają rację, wszystkie cząstki wszechświata miałyby niezwykłe właściwości w rozszerzonej szczególnej teorii względności.

Jedno z pytań postawionych w badaniach dotyczy tego, czy będziemy w stanie zaobserwować to rozszerzone zachowanie – ale odpowiedź na to zajmie dużo czasu i wielu naukowców.

„Abstrakcyjne eksperymentalne odkrycie nowej cząstki elementarnej to osiągnięcie godne nagrody Nobla, które można osiągnąć w dużym zespole badawczym przy użyciu najnowszych technik eksperymentalnych” mówi fizyk Krzysztof Torzyńskiz Uniwersytetu Warszawskiego.

„Mamy jednak nadzieję, że uda nam się zastosować nasze wyniki do lepszego zrozumienia zjawiska spontanicznego łamania symetrii związanego z masą cząstki Higgsa i innych cząstek w forma standardowazwłaszcza we wczesnym wszechświecie.

Badania opublikowane w Grawitacja klasyczna i ilościowa.