В сентябре 2011 года, физик Антонио Ereditato окуная мир в шоковое состояние. Его выступление может произвести революцию в нашем понимании Вселенной. Если данные, полученные от 160 проект ученых оперы, были правильными, видели огромный. Частицы — в этом случае нейтрино двигаться быстрее, чем свет. Согласно теории относительности, невозможно. И последствия такого замечания была бы невероятной. Возможно, следует пересмотреть основы физики.
Хотя Ereditato сказал, что он и его команда были “очень уверены” в своих выводах, которых не было сказать, что это были совершенно точные. Наоборот, они просили других ученых, чтобы помочь им понять, что происходит.
В итоге оказалось, что результаты опера были правильными. Из-за плохо подключенного кабеля имеет проблемы синхронизации, а также сигналы GPS-спутников, которые были неточными. Возникла неожиданная задержка в сигнале. В результате, измерить время, которое потребовалось нейтрино, чтобы преодолеть определенное расстояние, показал 73 лишние наносекунды: казалось, что нейтрино летят быстрее скорости света.
Несмотря на месяцы тщательной проверки до начала эксперимента и повторно проверить данные позже, ученые допустили серьезную ошибку. Ereditato уйти в отставку, вопреки замечаниям многих, что подобные ошибки всегда были из-за чрезвычайной сложности устройство ускорителей частиц.
Почему предположение — только предположение, что нечто может двигаться быстрее, чем свет, вызвало этот шум? Насколько мы уверены, что ничто не может преодолеть этот барьер?
Давайте сначала рассмотрим вторую из этих проблем. Скорость света в вакууме-299 792,458 км / сек — для Вашего удобства, это число округляется до 300 000 километров в секунду. Это очень быстро. Солнца составляет 150 миллионов километров от Земли, а свет, который достигает Земли всего за восемь минут и двадцать секунд.
Может любой из наших творений, чтобы конкурировать в гонке со светом? Один из самых быстрых искусственный объект, когда-либо построенных, космический зонд новые горизонты пролетел мимо Плутона и Харона в июле 2015 года. Он достиг скорости относительно Земли 16 км/C. намного меньше, чем 300 000 км/с.
Впрочем, были и мелкие частицы, которые двигались очень быстро. В 1960-х годах Уильям Bertozzi Массачусетского технологического института экспериментировали с ускорением электронов до более высоких скоростях.
Поскольку электроны имеют отрицательный заряд, который может разогнать — или, скорее, чтобы подтолкнуть с помощью того же отрицательный заряд материала. Чем больше энергии применяется, тем быстрее электроны ускоряются.
Можно подумать, что нужно только увеличить запас энергии, чтобы разогнаться до скорости 300 000 км/с. Но оказывается, что электроны не могут двигаться так быстро. Bertozzi эксперименты показали, что использование всего энергии не приводят к прямо пропорционально скорости электронов.
Вместо этого они вынуждены в огромных количествах дополнительную энергию, чтобы сделать небольшое изменение скорости электронов. Она приближается к скорости света становится все ближе и ближе, но так и не пришел.
Представьте, что движение двери в маленьких шагов, каждый из которых достигал половины расстояния от текущей позиции до двери. Строго говоря, вы никогда не достигнете двери, потому что после каждого шага вы будете иметь, чтобы остаться на дистанции, которые необходимо преодолеть. Об этой проблеме, Bertozzi столкнулся в общении с его электронов.
Но свет состоит из частиц, называемых фотонами. Почему эти частицы движутся со скоростью света, а электроны не?
“Так как объекты движутся быстрее и быстрее, они становятся тяжелее и более громоздкие они становятся, тем сложнее это, чтобы ускорить их, так что она никогда не достигает скорости света”, – говорит Роджер рассул, физик из Университета Мельбурна, Австралия. “Фотон не имеет массы. Если бы массы, которая может двигаться со скоростью света”.
Фотоны специальные. Не только недостаток веса, что обеспечивает им полную свободу передвижения в космическом вакууме, они еще нужны для ускорения, не. Природная энергия, которые они имеют, он двинулся по волнам, как они, таким образом, на момент ее создания, так как имеют максимальную скорость. В некотором смысле это легче думать о свете как энергии, а не как поток частиц, хотя, по правде говоря, свет и другое.
Однако, свет движется гораздо медленнее, чем можно было бы ожидать. Хотя Интернет-технологии любовь, чтобы говорить о связи, которые работают “со скоростью света в оптическое волокно, свет, ездит на 40% медленнее, на это стекло стекловолокна, чем в вакууме.
В действительности, фотоны движутся со скоростью 300 000 км/с, но столкнулся с некоторой помехи, помехи, вызванные другими фотонов, которые испускаются атомами стекла, когда свет проходит основная волна. Чтобы понять это может быть трудно, но по крайней мере мы пытались.
Так же, в специальных экспериментах с фотонами лицом, вы можете замедлить их очень впечатляет. Но для большинства случаев это будет хорошей число 300 000. Мы не видели и не создать ничего, что могло двигаться так быстро, или даже быстрее. Есть особые моменты, но прежде чем мы это сделаем, давайте затронем еще один вопрос. Почему так важно, чтобы верховенство скорости света было сделано строго?
Ответ связан с человеком по имени Альберт Эйнштейн, как это часто бывает в физике. Его теории специальная теория относительности исследует последствия всеобщего ограничения скорости. Одним из наиболее важных элементов теории является идея, что скорость света постоянна. Независимо от того, где вы находитесь и как быстро вы двигаетесь, свет всегда движется с одинаковой скоростью.
Но это подразумевает несколько концептуальных проблем.
Представьте свет, идущий от фонаря к зеркалу на потолке неподвижного корабля. Света поднимается, находит свое отражение в зеркале и падает на пол корабля. Предположим, что превышает расстояние до 10 метров.
А теперь представьте, что корабль начинает двигаться с колоссальной скоростью в тысячи километров в секунду. Когда вы включаете фонарик, свет ведет себя как и прежде: блеск, падает на зеркало и отражается на землю. Но для этого свет должен превышать Диагональ расстояние, а не вертикальный. В конце концов, зеркало-это теперь быстро движется вместе с кораблем.
Следовательно, увеличение расстояния, которое свет преодолевает. Например, 5 метров. Он был в общем, а не 10 на 15 метров.
И несмотря на это, даже если это расстояние будет больше, Эйнштейн, теория сказать, что свет все равно будет двигаться в том же темпе. Поскольку скорость-это расстояние деленное на время, иногда на скорости чувствует то же самое, и увеличить расстояние, время также должно быть увеличено. Да, пришло время, чтобы растянуть. И хотя это звучит странно, но было подтверждено экспериментально.
Это явление называется замедлением времени. Время течет медленнее для тех, кто едет в быстро движущихся транспортных средств, относительно тех, что находятся в неподвижном состоянии.
Например, проходит время 0,007 секунд медленнее для астронавтов на Международной космической станции, который движется со скоростью 7.66 км/с относительно Земли, в сравнении с населением планеты. Еще более интересна ситуация с вышеупомянутыми частиц, таких как электроны, которые могут разгоняться до скорости света. В случае этих частиц, степень замедления будет огромна.
Стивен гол даммер, экспериментальной физики Оксфордского университета в Великобритании показывает пример частицы, называемые мюонами.
Мюоны нестабильны: то стремительно распадаются на более мелкие частицы. Так быстро, что большинство мюонов выходить на солнце нужно расстаться на время, чтобы достичь Земли. Но, в реальности, мюоны достигают земли от Солнца в больших количествах. Физики долго пытались разобраться, почему.
“Ответом на эту загадку является то, что мюоны создаются с этим типом энергии, которые перемещаются со скоростью, близкой к световой,” сказал гол даммер. — Твое чувство времени, так сказать, свои внутренние часы отстают”.
Мюоны “живут” дольше, чем ожидалось с нами, по этой причине кривизны природного времени. Когда объекты быстро движутся по отношению к другим объектам, его длина тоже уменьшается, сжимается. Эти эффекты замедления времени и сокращения длины, приведены примеры пространства-времени в зависимости от движения вещей, — я, ты, или космический корабль с массой.
Важно отметить, как сказал Эйнштейн, на свет не влияет, поскольку он не имеет тоже. Именно по этой причине, что эти принципы идут рука об руку. Если объекты могут двигаться быстрее, чем свет, который должен быть подчинен основным законам, которые описывают работу Вселенной. Это ключевые принципы. Теперь мы можем говорить о нескольких исключениях и отступлениях.
С одной стороны, мы еще не видел ничего, что движется быстрее скорости света, это не значит, что этот предел скорости теоретически невозможно взломать в очень специфических условиях. Взять, например, расширение Вселенной. Галактик в Вселенной отступают друг от друга на скоростях значительно выше, чем у света.
Еще один интересный аспект касается ситуации частиц разделяют одинаковые свойства, в то же время, независимо от того, как далеко друг от друга. Это так называемая “квантовая запутанность”. Фотон вращает вверх и вниз, случайным образом выбрать один из двух возможных состояний, но выбор направления вращения отображается с точностью в другие Фотон в любом другом месте, если они завернуты.
Два ученых, каждый из которых изучает свою собственную фотонов, мы получим тот же результат, в то же время, разрешая быстрее со скоростью света.
Однако в этих двух примерах, важно отметить, что нет никакой информации, движется быстрее, чем скорость света между двумя объектами. Мы можем рассчитать расширение Вселенной, но Вы не можете наблюдать объекты быстрее скорости света в ней: она исчезла из поля моего зрения.
Как два ученых с их фотонами, хотя они могли бы получить результат в один миг они не могли дать знать-быстрее, чем свет движется между ними.
“Не создает никаких проблем для нас, потому что, если Вы не в состоянии посылать сигналы быстрее скорости света, вы получаете странные парадоксы, в соответствии с которой информация может, каким-то образом вернуться в прошлое”, – сказал гол даммер.
Существует и другой возможный способ, чтобы сделать быстрее, чем свет путешествия это технически возможно: трещины в пространстве-времени, которое позволит путешественнику избежать обычных правил проезда.
Джеральд кливер из Университета Бэйлора в Техасе считает, что однажды мы сможем построить космический корабль, чтобы путешествовать быстрее, чем свет. Перемещение через червоточину. Червоточина представляет собой петлю в пространстве-времени, которое прекрасно вписывается в теорию Апѕапабыл. Это может привести к космонавту, чтобы перейти от одного конца Вселенной в другой с помощью аномалий в пространстве-времени, некоторые формы космической комбинации.
Объект путешествия через червоточину, не должна превышать скорость света, но, теоретически, можем добраться до пункта назначения быстрее, чем свет, который является “нормальным” способом. Но кротовые норы могут быть недоступны с космических путешествий. Там может быть другой способ активного искажения пространства-времени для перемещения быстрее, чем 300 000 км/с относительно кого-то другого?
Кливер также исследовал идею “двигатель Алькубьерре”, предложенная физиком-теоретиком Мигелем Алькубьерре в 1994 году. Описывает ситуацию, в которой пространство-время сжимается в передней части судно, толкая его вперед, и расширение за ним, и толкают его вперед. “Но тогда”, – говорит тесак, ” есть проблема: как это сделать и сколько нужно энергии.”
В 2008 году он и его ученик Ричард Obousy вычисляется как больше потребность в энергии.
“Мы представили яхта 10 м х 10 м х 10 м — 1000 кубов— и подсчитал, что количество энергии, необходимой для запуска процесса, это было бы эквивалентно вся масса Юпитера”.
После этого энергия должна быть постоянно “завершен”, процесс не был завершен. Никто не знает, если он когда-нибудь будет возможно, или что надо будет аналогичные технологии. “Я не хочу, чтобы во мне после столетий цитировали, как я предсказал то, что никогда не будет работать”, – говорит тесак, “но я не вижу решения”.
Таким образом, путешествовать быстрее, чем скорость света быть фантастикой того времени. До сих пор, единственный способ, чтобы посетить экзопланеты в моей жизни — погрузиться в глубокую спячку. И хотя не все так плохо. В большинстве случаев мы говорим о видимом свете. Но в реальности свет намного больше, чем это. Из радиоволны и микроволны, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи и гамма-лучи, испускаемые атомами в процессе распада — все эти красивые лучи состоят из одно и то же: фотоны.
Разница энергии, и, следовательно, от длины волны. Все вместе, эти лучи образуют электромагнитный спектр. Что радиоволны, например, что движется со скоростью света это очень полезно для коммуникаций.
В своем исследовании, Althamer создает программу, которая использует фотоны для передачи сигналов из одной части карты в другую, так что он заслуживает право комментировать удивительной полезности от скорости света.
“Тот факт, что они построили инфраструктуру Интернета, например, и перед ним, и радио, световых, относится к легкости, с которой мы можем передавать,” он сказал добавить, что свет действует как связь силы Вселенной. Когда электроны в мобильном телефоне начинает дрожать, фотоны излучаются и вызовет движение электронов в другой мобильный телефон дрожит тоже. Так родилась телефону. Дрожь электронов на солнце также испускает фотоны — в больших количествах — которые, конечно, форма, свет, дающий жизнь Земле, теплой и, кхм, свет.
Свет-это универсальный язык Вселенной. Его скорость 299 792,458 км/с остается постоянным. Тем временем, пространство и время податливый. Возможно, мы должны думать не о том, чтобы двигаться быстрее, чем свет, и как быстро ориентироваться в этом пространстве и в этом времени? Зреть в корень, так сказать?
Давайте посмотрим: почему ничто не может быть быстрее света?
Илья Хель