Които се разпространяват със скоростта на светлината. Какво ще се появи светът за обект, който лети със скоростта на светлината? Комплексни случаи на движение MOP

През септември 2011 г. физикът на Антонио Елепто преразпределя света в шок. Неговото изявление може да превърне нашето разбиране за вселената. Ако данните, събрани от 160 учени от проекта Opera, бяха правилни, наблюдава се невероятен. Частици - в този случай неутрино - се движеха по-бързо от светлината. Според теорията на относителността на Айнщайн е невъзможно. И последиците от такова наблюдение биха били невероятни. Може би ще трябва да преразгледа самите основи на физиката.

Въпреки че Ередитато каза, че той и неговият екип са "изключително сигурни" в своите резултати, те не казват, че данните са напълно точни. Напротив, те помолиха други учени да им помогнат да оформят какво се случва.

В крайна сметка се оказа, че резултатите от операта са погрешни. Благодарение на лошо свързания кабел, възникна проблемът с синхронизацията и сигналите от GPS сателитите бяха неточни. В сигнала имаше неочаквано забавяне. В резултат на това измерванията на времето, необходимо на неутрино до преодоляване на определено разстояние, бяха показани допълнителни 73 наносекунди: изглежда, че неутрино летя по-бързо от светлината.

Въпреки месеците на задълбочени проверки преди началото на експеримента и повторно провеждане на данни впоследствие, учените са сериозно погрешни. Elertato подаде оставка, противно на коментарите на много, че такива грешки винаги се дължат на изключителната сложност на устройствата за ускоряване на частиците.

Защо предположение е само едно нещо - че нещо може да се движи по-бързо от светлината, предизвика такъв шум? Доколкото сме уверени, че нищо не може да преодолее тази бариера?

Нека първо анализираме втория от тези въпроси. Скоростта на светлината във вакуума е 299,792.458 километра в секунда - за удобство, този номер е закръглен до 300 000 километра в секунда. Това е доста бързо. Слънцето се намира на 150 милиона километра от земята, а светлината идва на земята само за осем минути и двадесет секунди.

Може ли някой от нашите творения да се състезава в състезание със светлина? Една от най-бързите изкуствени съоръжения сред някога построената космическа сонда "Нови хоризонта", спечелена от Плутон и Харон през юли 2015 година. Той достигна скоростта спрямо Земята 16 км / в. Много по-малко от 300 000 км / и.

Въпреки това имахме малки частици, които се движеха много бързо. В началото на 60-те години Уилям Бертоци в Масачузетския технологичен институт експериментира с ускорение на електроните до още по-високи скорости.

Тъй като електроните имат отрицателен заряд, те могат да бъдат достъпни - по-точно, отблъскване - прилагане на същия отрицателен заряд към материала. Колкото повече енергия се прилага, толкова по-бързо се ускоряват електроните.

Би било възможно да се мисли, че е необходимо просто да се увеличи приложената енергия, за да се ускори до скорост от 300 000 км / и. Но се оказва, че електроните просто не могат да се движат толкова бързо. Експериментите на Bertozzi показаха, че използването на по-голяма енергия не води до пряко пропорционално увеличение на скоростта на електроните.

Вместо това беше необходимо да се прилагат огромни количества допълнителна енергия, за да се промени значително скоростта на електронното движение. Тя се приближи до скоростта на светлината и по-близо, но никога не е достигала.

Представете си движението до вратата с малки камери, всяка от които преодолява половината от текущата ви позиция до вратата. Строго говорейки, никога няма да стигнете до вратата, защото след всяка от стъпката си ще имате разстояние, което трябва да преодолеете. Приблизително с такъв проблем Бертоци се сблъска с електроните си.

Но светлината се състои от частици, наречени фотоните. Защо тези частици могат да се движат със скоростта на светлината и електроните не са?

"Тъй като обектите се движат по-бързо и по-бързо, те стават все по-трудни - по-трудните те стават, толкова по-трудно е, че никога няма да получите скоростта на света", казва Роджърс Сус, физик от университета Мелбърн в Австралия. - Фотонът няма маса. Ако имаше маса, той не можеше да се движи със скоростта на светлината.

Фотони специални. Те не само нямат никаква маса, която им осигурява пълна свобода на движение в космически вакуум, те все още не трябва да се ускоряват. Естествената енергия, която имат, се движат от вълни, като тях, така че по време на тяхното творение те вече имат максималната скорост. В известен смисъл е по-лесно да се мисли за светлината на двете енергии, а не като поток от частици, макар и в действителност, светлината също е другата.

Въпреки това, светлината се движи много по-бавно, отколкото бихме могли да очакваме. Въпреки че интернет техниците обичат да говорят за комуникации, които работят "със скоростта на светлината" в фибри, светлината се движи с 40% по-бавно в стъклото на това на едро влакнести влакна, отколкото във вакуум.

В действителност, фотоните се движат със скорост от 300 000 км / и, но са изправени пред определена интерференция, намеса, причинена от други фотони, които се излъчват със стъклени атоми, когато преминават основната светлинна вълна. Може да не е лесно да се разбере това, но поне се опитахме.

По същия начин, като част от специални експерименти с отделни фотони, те успяха да се забавят много впечатляващи. Но за повечето случаи броят на 300 000 ще бъде истина. Не сме виждали и не създадохме нищо, което може да се движи толкова бързо или дори по-бързо. Има специални моменти, но преди да ги докоснем, нека докосваме друг въпрос. Защо е толкова важно правилото на скоростта на светлината да бъде строго извършено?

Отговорът е свързан с лице, наречено, както често се случва във физиката. Неговата специална теория на относителността изследва много последици от нейните универсални ограничения на скоростта. Един от най-важните елементи на теорията е идеята, че скоростта на светлината е постоянна. Независимо от това къде и колко бързо се движите, светлината винаги се движи със същата скорост.

Но от това тече няколко концептуални проблеми.

Представете си светлината, която пада от фенера на огледалото на тавана на стационарния космически кораб. Светлината се появява, отразена от огледалото и пада към пода на космическия кораб. Да кажем, че тя преодолява разстояние от 10 метра.

Сега си представете, че този космически кораб започва да се движи с огромна скорост в много хиляди километри в секунда. Когато включите фенерчето, светлината се държи както преди: свети, попада в огледалото и се отразява на пода. Но за да направите това, светлината ще трябва да преодолее диагоналното разстояние и да не е вертикално. В крайна сметка, огледалото сега се движи бързо с космическия кораб.

Съответно, разстоянието, което преодолява светлината, се увеличава. Казвам, 5 метра. Отнема 15 метра като цяло, а не 10.

И въпреки това, въпреки че разстоянието се увеличи, теориите на Айнщайн твърдят, че светлината все още ще се движи със същата скорост. Тъй като скоростта е разстоянието, разделено по време, скоростта остава същата, а разстоянието се увеличава, а времето трябва също да се увеличи. Да, самото време трябва да се простира. И въпреки че звучи странно, но е потвърдено експериментално.

Този феномен се нарича забавяне във времето. Времето се движи по-бавно за хора, които се движат в бърз преместващ транспорт, по отношение на тези, които са неподвижни.

Например, времето върви по-бавно от 0,007 секунди за астронавтите на международна космическа станция, която се движи със скорост от 7.66 км / сек. Спрямо земята, ако се сравнява с хората на планетата. Още по-интересно е ситуацията с частици като гореспоменатите електрони, които могат да се движат близо до скоростта на светлината. В случая с тези частици приспадането ще бъде огромно.

Stephen Kolthammer, физикски експериментатор от Оксфордския университет във Великобритания, показва пример с частици, наречени мюони.

Муните са нестабилни: те бързо се разпадат в по-прости частици. Толкова бързо, че повечето мюони, оставяйки слънцето, трябва да се разпаднат по време на постигането на земята. Но в реалността на муоните пристигат на земята от слънцето в колосални томове. Физиката за дълго време се опита да разбере защо.

"Отговорът на тази мистерия е, че мюните се генерират с такава енергия, която се движи със скорост близо до светлината, казва Kolthammer. - чувството им на време, така да се каже, вътрешният им часовник върви бавно. "

Муонистите "остават живи" по-дълго от очакваното, по отношение на нас, благодарение на реалната, естествена кривина на времето. Когато обектите се движат бързо с други обекти, тяхната дължина също е намалена, компресираща. Тези последици, забавянето във времето и намаляването на дължината са примери за това как пространствените промени в времето, в зависимост от движението на нещата - аз, вие или космическия кораб - притежавате тежест.

Какво е важно, както каза Айнщайн, това не засяга светлината, защото той няма маса. Ето защо тези принципи вървят ръка за ръка. Ако обектите могат да се движат по-бързо от светлината, те ще се подчиняват на основните закони, които описват работата на Вселената. Това са ключови принципи. Сега можем да говорим за няколко изключения и отстъпления.

От една страна, въпреки че не сме виждали нищо, което да се движи по-бързо от светлината, това не означава, че това ограничение на скоростта не може да бъде теоретично да се бие в много специфични условия. Например, вземете разширяването на най-голямата вселена. Галактиките във Вселената се отстраняват един от друг при скорост, което значително надвишава светлината.

Друга интересна ситуация се отнася до частиците, които споделят едновременно същите свойства, независимо от това колко далеч един от друг. Това е така нареченото "квантово объркване". Фотонът ще се върти нагоре и надолу, случайно да избере от две възможни състояния, но изборът на посока на въртене ще бъде точно отразен върху другия фотон навсякъде, ако те са объркани.

Двама учени, всеки от които изучава собствения си фотон, ще получат същия резултат по едно и също време, по-бързо от скоростта на светлината може да си позволи.

Въпреки това, и в двата примера е важно да се отбележи, че нито една информация не се движи по-бързо със скоростта на светлината между два обекта. Можем да изчислим разширяването на Вселената, но не можем да наблюдаваме обектите по-бързо от светлината в нея: те изчезнаха от зрителното поле.

Що се отнася до двама учени с фотоните си, въпреки че можеха да получат един резултат по едно и също време, те не можеха да дадат един на друг по-бързо, отколкото светлината между тях се движи.

"Това не създава никакви проблеми, сякаш можете да изпращате сигнали по-бързо от светлината, получавате странни парадокси, според които информацията може по някакъв начин да се върне във времето", казва Kolthammer.

Има и друг възможен начин да направите пътуването по-бърза светлина технически възможно: неизправности в пространството-време, които ще позволят на пътника да избегне редовни правила за пътуване.

Джералд Kliver от Университета на Beilor в Тексас вярва, че един ден можем да изградим космически кораб, който пътува по-бързо от светлината. Който се движи през червената. Wormworms са контур в пространството-време, подходящо идеално в теорията на Einsna. Те могат да позволят на астронавта да скочи от единия край на вселената на друг с помощта на аномалия в пространството-време, определена форма на кратък път.

Обектът, който пътува през Wormwort, няма да надвишава скоростта на светлината, но теоретично може да достигне до дестинацията по-бързо от светлината, която върви по "обикновения" път. Но червеите могат да бъдат като цяло недостъпни за космически пътувания. Може ли да има друг начин да се изкриви активно пространството-време, за да се движи по-бързо от 300 000 км / и спрямо някой друг?

Прилепването също проучи идеята за "двигателя Alcuberre" през 1994 година. Той описва ситуацията, в която пространството-време се компресира преди космическия кораб, като го бута напред и се разширява зад него, също го бута напред. - Но тогава - казва Кливър: "Имаше проблеми: как да го направим и колко енергия ще се нуждае."

През 2008 г. той и неговият дипломиран ученик Ричард часовници изчисли колко енергия ще се нуждае.

"Представихме кораб 10 m x 10 m x 10 m - 1000 кубически метра - и изчислих, че количеството енергия, необходимо за започване на процеса, ще бъде еквивалентно на масата на целия Юпитер."

След това енергията трябва постоянно да се "се присъединява", така че процесът да не приключи. Никой не знае дали ще бъде възможно, или какви ще бъдат подобни технологии. "Не искам да цитирам метър от векове, сякаш прогнозирах нещо, което никога няма да бъде", казва Кривър, "но не виждам решения за сега."

Така че, пътуването по-бърза скорост остава фантастично в момента. Докато единственият начин е да се потопите в дълбока анабиоза. И все пак не всичко е толкова лошо. В повечето случаи говорихме за видима светлина. Но в действителност светлината е много по-голяма. От радиовълни и микровълни към видима светлина, ултравиолетова радиация, рентгенови лъчи и гама лъчи, излъчвани от атоми по време на процеса на разпадане - всички тези прекрасни лъчи се състоят от един и същ: фотони.

Разликата в енергията и следователно - в дължината на вълната. Всички заедно, тези лъчи съставляват електромагнитен спектър. Фактът, че радиовълните, например, се движат със скоростта на светлината, е изключително полезна за комуникации.

В своето проучване Колантамерът създава схема, която използва фотони, за да предава сигнали от една част от веригата към друга, така че перфектно заслужава правото да коментира полезността на невероятната скорост на светлината.

"Фактът, че сме изградили инфраструктурата на интернет, например, и към нея и радио, въз основа на светлината, е свързана с лекотата, с която можем да го предадем", отбелязва той. И добавя, че светлината действа като комуникационна сила на Вселената. Когато електроните в мобилния телефон започват да треперят, фотоните излизат и водят до факта, че електроните в друг мобилен телефон също треперят. Така се ражда телефонното обаждане. Тръбът на електроните в Слънцето също излъчва фотони - в огромни количества - които, разбира се, образуват светлина, давайки живот на земната топлина и, khm, светлина.

Светлината е универсален език на Вселената. Неговата скорост - 299,792,458 км / и - остава постоянна. Междувременно пространството и времето на Podiatiely. Може би трябва да мислим как да се движим по-бързо от светлината, но как да се движим по-бързо на това пространство и този път? Към корена в корена, така да се каже?

Както знаете, фотоните се движат със скоростта на светлината, светлите частици, от които се състои. В този брой ще помогнем със специална теория на относителността.

В фантастични филми космическите междузвездни кораби летят почти със скоростта на светлината. Обикновено това е така наречените фантастични хипотеки. Както писателите, така и режисьорът е описан и ни го показват с почти една и съща художествена техника. Най-често, какъвто и да е корабът, героите дърпат или натискат бутона за контролния елемент, а превозното средство е незабавно ускорено, като се ускорява почти до скоростта на светлината с оглушителен памук. Звездите, които зрителят виждат зад кораба, първо блестят, а след това те се изваждат в линията. Но звездите гледат в лифтолите на космическите кораби всъщност? Изследователите гарантират не. В реалността пътниците на кораба вместо звездите, опънати в линията, ще видят само светлинен диск.

Ако обектът ще се движи почти със скоростта на светлината, тогава тя може да види ефекта на доплера. Във физиката, промяната в честотата и дължините на вълните поради бързото движение на приемника. Честотата на светлината на звездите мига пред зрителя от кораба ще се увеличи толкова много, че ще бъде изместен от видимия диапазон към рентгеновата част на спектъра. Звезди, сякаш изчезна! В същото време, дължината на реликтната електромагнитна радиация, оставаща след голяма експлозия, ще намалее. Фоновото радиация ще бъде видимо и ще се появи с лек диск, който избледня по ръбовете.

Но какво изглежда светът като обекта, който ще достигне скоростта на светлината? Както знаете, фотоните се движат при такива скорости, частици светлина, от които се състои. В този брой ще помогнем със специална теория на относителността. Според него, когато обектът се движи със скоростта на светлината, колко време, времето, прекарано в движението от този обект, става равно на NUL. Прост език, ако се движите със скоростта на светлината, е невъзможно да се направят никакви действия, като например наблюдение, визия, визия и т.н. Обектът, който лети със скоростта на светлината, всъщност ще види нещо.

Фотоните винаги летят със скоростта на светлината. Те не прекарват времето си овърклок и спиране, така че целият им живот за тях трае нулевото време. Ако бяхме фотони, тогава нашите моменти на раждане и смърт ще съвпаднат, т.е. ние просто не осъзнаваме, че светът изобщо съществува. Заслужава да се отбележи, че ако обектът е развален до скоростта на светлината, скоростта му във всички референтни системи става еднаква скорост на светлината. Тук е такава FOT физика. Използвайки специална теория на относителността, може да се заключи, че за обект, движещ се със скоростта на светлината, целият свят ще се появи безкрайно сплескан и всички събития, които се случват в нея, ще се проведат едновременно.

Доктор по технически науки А. Голубев.

В средата на миналата година в списанията се появи сензационно съобщение. Група американски изследователи откриха, че много кратък лазерен импулс се движи в специално подбран среден стотици пъти по-бързо от вакуум. Това явление изглеждаше напълно невероятно (скоростта на светлината в средата винаги е по-малка от вакуум) и дори поражда съмнения в правосъдието на специалната теория на относителността. Междувременно, суперлиналният физически обект е лазерен импулс в армировъчна среда - за първи път е открит не през 2000 г. и 35 години по-рано през 1965 г. и възможността за суперлуминистното движение е широко обсъждано преди началото на 70-те години. Днес дискусията около този странен феномен проблясваше с нова сила.

Примери за "супер светло" движение.

В началото на 60-те години, късите импулси с висока мощност започнаха да приемат, преминавайки през квантов усилвател (обратна среда на населението) лазерна светкавица.

В усилващата среда първоначалният регион на светлинния пулс причинява принудително излъчване на атомите на усилвателя, а крайният му регион е абсорбцията на енергия от тях. В резултат на това наблюдателят изглежда изглежда, че импулсът се движи по-бързо от светлината.

Експеримента на Лижонг Уонг.

Светлината, преминаваща през призмата на прозрачен материал (например стъкло), се пречупва, т.е. това е дисперсия.

Светлината импулс е набор от вибрации с различна честота.

Вероятно всички - дори хора далеч от физиката, известно е, че максималната скорост на движение на материалните обекти или разпространението на всички сигнали е скоростта на светлината във вакуум. Той се обозначава с писмото от и е почти 300 хиляди километра в секунда; Точна величина. от \u003d 299 792 458 m / s. Скоростта на светлината във вакуум е една от основните физически константи. Невъзможността за постигане на скорост над отОт специалната теория на относителността (сервизната станция) Айнщайн. Ако е възможно да се докаже, че предаването на сигнали с превъзходна скорост, теорията на относителността би била възможна. Досега това се случи, въпреки многобройните опити да опровергае забраната за съществуването на скорости, големи от. Въпреки това, в експериментални изследвания на последните времена, някои много интересни явления показаха, че при специално създадени условия е възможно да се спазват суперлистранните скорости и принципите на теорията на относителността не са нарушени.

За да започнем, припомняме основните аспекти, свързани с проблема с скоростта на светлината. На първо място: защо е невъзможно (при нормални условия) надвишават ограничението на светлината? Защото тогава основният закон на нашия свят е нарушен - законът за причинно-следствената връзка, в съответствие с който разследването не може да бъде изпреварващо причината. Никой никога не гледаше, например, но мечката се понижи, а след това ловецът стреля. При превишаване на скоростта отПоследователността на събитията става обрат, лентата на времето се връзва назад. Това лесно се осигурява от следните прости мотиви.

Да предположим, че ние сме на определен космически чудо кораб, който се движи по-бързо от светлината. След това постепенно ще наваксаме светлината, излъчвана от източника в повече и по-ранни точки във времето. Първоначално ще хванем качени фотони, да речем, вчера, след това - излъчван ден преди вчера, тогава - седмица, месец, преди година, и така нататък. Ако светлинен източник е огледало, отразявайки живота, първо виждаме събитията от вчера, след това вчера и така нататък. Можем да видим, да кажем, старецът, който постепенно се превръща в човек на средна възраст, тогава в младия, в един млад мъж, в едно дете ... т.е. времето ще се върне, ще се върнем от настоящето в миналото. Причините и разследванията ще се променят на места.

Въпреки че техническите подробности за процеса на наблюдение са напълно игнорирани по тази причина, от основна гледна точка, ясно показва, че движението с суперлумична скорост води до невъзможната ситуация в нашия свят. Въпреки това, природата е поставила още по-строги условия: недостижимо движение не само с превъзходна скорост, но при скорост, равна на скоростта на светлината, е възможно да се приближи. От теорията на относителността следва, че с увеличаване на скоростта на движение, възникват три обстоятелства: масата на движещия се обект се увеличава, нейният размер в посока на движение намалява и забавя потока от време на този обект (от. \\ T гледна точка на външния "наблюдател" наблюдател). При нормални скорости тези промени са незначителни, но тъй като те се приближават към скоростта на светлината, те стават всички осезаеми и в границата - при скорости равни от- Масата става безкрайно голяма, обектът напълно губи размера в посоката на движение и времето е спряно върху него. Следователно, никакво материално тяло не може да достигне скоростта на светлината. Само самата светлина има тази скорост! (Както и "всеобхватната" частица - неутрино, която, като фотон, не може да се движи със скорост по-малък от.)

Сега за скоростта на предаване на сигнала. Целесъобразно е да се възползват от изгледа на светлината под формата на електромагнитни вълни. Какъв е сигналът? Това е известна информация, която трябва да бъде предадена. Идеалната електромагнитна вълна е безкраен синусоизъм със строго една честота и не може да понесе каквато и да е информация, защото всеки период на такива синусоиди е точно повторен от предишния. Accpair на преместването на фазата на синусоидалната вълна е така наречената фаза скорост - може би в средата при определени условия надвишават скоростта на светлината във вакуум. Тук няма ограничения, тъй като скоростта на фазата не е скоростта на сигнала - все още не е. За да създадете сигнал, трябва да направите някаква "маркировка" на вълната. Такава маркировка може да бъде например промяна във всяка от вълновите параметри - амплитуда, честота или начална фаза. Но веднага след като марката е направена, вълната губи синусоидалност. Тя се модулира, състояща се от набор от обикновени синусоидални вълни с различни амплитуди, честоти и начални фази - група вълни. Скоростта на преместване на марката в модулираната вълна е скоростта на сигнала. Когато се разпределя в средата, тази скорост обикновено съвпада с скоростта на групата, характеризираща разпространението на гореспоменатата група вълни като цяло (виж "Наука и живот" № 2, 2000). При нормални условия, група скорост и следователно, скоростта на сигнала е по-малка от скоростта на светлината във вакуум. Не случайно изразяване "при нормални условия" се използва, защото в някои случаи групата на групата може да надвишава от Или дори губят значението си, но след това не се прилага за разпространението на сигнала. Сто сестява, че предаването на сигнала е невъзможно при скорост, отколкото от.

Защо е така? Защото препятствие за предаване на всеки сигнал при скорост отобслужва същия закон за причинно-следствената връзка. Представете си такава ситуация. В някакъв момент светлината светкавица (събитие 1) включва устройство, което изпраща определен радиосигнал, и на отдалечена точка в действието на този радиосигнал се появява експлозия (събитие 2). Ясно е, че събитието 1 (Flash) е причината, а събитието 2 (експлозия) е следствие, причините, които идват по-късно. Но ако радиосигналът е разпределен с превъзходна скорост, наблюдателят близо до точката първо ще види експлозията и едва по-късно - постигнатото преди него от Светло огнище, причина за експлозията. С други думи, за този наблюдател, събитие 2 щеше да се отчита по-рано от събитието 1, т.е. следствие ще бъде предложението.

Целесъобразно е да се подчертае, че "суперлуминалната забрана" на теорията на относителността е насложена върху движението на материални органи и предаването на сигнали. В много ситуации е възможно да се движи при всяка скорост, но това ще бъде движението на нематериални обекти и не сигнали. Например, представете си две лъжи, лежащи в една и съща равнина, единият от които се намира хоризонтално, а другият го пресича с нисък ъгъл. Ако първата линия се движи надолу (в посоката, посочена от стрелката) при висока скорост, точката на пресичане на линии може да бъде принудена да избяга колко бързо, но тази точка не е материално тяло. Друг пример: Ако вземете фенерче (или, да речем лазер, придаващ тесен лъч) и бързо опишете дъгата във въздуха, тогава линейната скорост на светлината зайче ще се увеличи с разстоянието и на достатъчно голямо отстраняване надвишава от.Светлината ще се движи между точки А и В с висока скорост, но няма да бъде предаван сигнал от А в Б, тъй като такава светлина зайче не носи никаква информация за точката А.

Изглежда, че въпросът за суперлистранните скорости е разрешен. Но през 60-те години на ХХ век физиците на теоретиката бяха представени от хипотезата за съществуването на суперлумални частици, наречени тахиони. Това са много странни частици: теоретично, те са възможни, но за да се избегнат противоречия с теорията на относителността, те трябваше да припишат въображаемата тежест на мира. Физически въображаема маса не съществува, тя е чисто математическа абстракция. Въпреки това, това не предизвика специална тревога, тъй като тахионите не могат да бъдат сами - те съществуват (ако съществуват!) Само при скорости, надвишаващи скоростта на светлината във вакуум, и в този случай масата на тахиона е реална. Има някаква аналогия с фотоните: Фотонът има смешна маса, равна на нула, но това просто означава, че фотонът не може да бъде сам - светлината не може да бъде спряна.

Най-трудното се оказа, че се очаква да съгласува хипотезата за тахион със закона за причинно-следствена връзка. Опитите, предприети в тази посока, въпреки че те бяха доста остроумие, не доведоха до очевиден успех. Експериментално регистрираните тахиони също не успяха на никого. В резултат на това интересът към тахионите като ултразвуковите елементарни частици постепенно излязоха.

Въпреки това, през 60-те години, феноменът е експериментално открит, първоначално водеше физиците в объркване. Това е описано подробно в член А. Н. Ораевски "супер-поточни вълни в армировъчни медии" (UFN No. 12, 1998). Тук накратко даваме същността на случая, изпращайки читателя, който се интересува от подробности към посочената статия.

Малко след отварянето на лазерите - в началото на 60-те години - имаше проблем за получаване на къса (продължителност от около 1 ns \u003d 10-9 в) лампички с висока мощност. За да направите това, кратък лазерен импулс бе пропуснат чрез оптичен квантов усилвател. Пулсът разделя светлината на две части. Един от тях, по-мощен, се насочва към усилвателя, а другият се разпределя във въздуха и се обслужва като опорен импулс, с който е възможно да се сравнява импулс, който преминава през усилвателя. И двата импулса се подават на фотодетекторите и техните изходни сигнали могат да бъдат визуално наблюдавани на екрана на осцилоскоп. Очакваше се, че светлината импулс, преминаваща през усилвателя, би имала известна забава в сравнение с опорния импулс, т.е. скоростта на разпространение на светлина в усилвателя ще бъде по-малка, отколкото във въздуха. Какво е удивлението на изследователите, когато установиха, че импулсът се разпространява през усилвателя със скорост не само повече, отколкото във въздуха, но и надвишава скоростта на светлината във вакуум няколко пъти!

След като се възстанови от първия шок, физиците започнаха да търсят причината за такъв неочакван резултат. Никой не е възникнал дори и най-малко съмнение в принципите на специалната теория на относителността и това е помогнало, за да се намери правилното обяснение: ако принципите на ул. "Се спасят, отговорът трябва да се търси в свойствата на армировъчната среда.

Без да ходим тук по детайлите, посочваме само, че подробен анализ на механизма на действие на армировъчната среда напълно изясни ситуацията. Случаят е да се промени концентрацията на фотоните в разпространението на импулса - промяна поради промяната в коефициента на армировка на средата до отрицателна стойност по време на преминаването на задната страна на импулса, когато средната вече абсорбира енергията , защото собственият му запас вече е консумиран поради предаването на неговия светлинен импулс. Абсорбцията не е амплификация, а ударът на импулса и по този начин пулсът се подсилва отпред и отслабва в задната част. Представете си, че наблюдаваме пулса с помощта на устройство, което се движи със скоростта на светлината в усилвателната среда. Ако околната среда беше прозрачна, ще видим импулса в неподвижност. В средата, в която процесът, споменат по-горе, увеличаването на предната и отслабването на задния ръб на пулса ще бъде представено на наблюдателя, така че средата да премести инерцията напред. Но ако устройството (наблюдение) се движи със скоростта на светлината, и импулсът се превърна, скоростта на импулса надвишава скоростта на светлината! Именно този ефект беше регистриран от експериментатори. И тук наистина няма противоречие с теорията на относителността: само процесът на укрепване е такъв, че концентрацията на фотоните, която излезе по-рано, се оказва по-голяма от по-късно. С превъзходна скорост, а не фотоните, но обвивката на импулса, по-специално нейната максимална, която се наблюдава на осцилоскоп.

Така, докато в конвенционалните среди винаги има отслабване на светлината и намаляването на скоростта му, определена от рефракционния индекс, в активни лазерни среди, има не само увеличаване на светлината, но и разпространението на импулса с суперлуминална скорост .

Някои физици се опитаха да окажат експериментално да докажат наличието на прекомерно движение с тунелен ефект - един от най-невероятните явления в квантовата механика. Този ефект е, че микрочастицата (по-точно казано на микрозалеждането, в различни условия, проявява както свойствата на частицата, така и свойствата на вълната) могат да проникнат през така наречената потенциална бариера - явлението, абсолютно невъзможно в класиката механика (в която аналог би бил такава ситуация: топката, изоставена в стената, ще бъде от другата страна на стената или вълновото движение, прикрепено към въжената стена, ще бъде предаден на въжето, вързано на стената другата страна). Същността на тунелния ефект в квантовата механика е както следва. Ако микропредприятието с определена енергия се среща по пътя си, площта с потенциална енергия, превишаваща енергията на микроектиката, тази област е бариера за нея, чиято височина се определя от разликата в енергиите. Но микрото е "се просмуква" през бариерата! Такава възможност му дава известно съотношение на несигурността Geisenber HA, записана за време на енергия и взаимодействие. Ако взаимодействието на микро-колана с бариерата се случва за достатъчно специфично време, тогава микроцелевата енергия, напротив, се характеризира с несигурност и ако тази несигурност е редът на бариерата, последният престава да прекратява да бъде огромно препятствие. Ето скоростта на проникване чрез потенциалната бариера и се превърна в предмет на изследване на редица физици, смятайки, че може да надвишава от.

През юни 1998 г. международен симпозиум по проблемите на предсрочните движения, където резултатите, получени в четири лаборатории, бяха обсъдени в Беркел, Виена, Кил и Флоренция.

И накрая, през 2000 г. имаше съобщения за два нови експеримента, които показаха последиците от суперлуминалното разпределение. Един от тях е завършен Lidjun Wong със служители в Принстънския изследователски институт (САЩ). Резултатът му е, че светлият импулс, включен в камерата, изпълнен с цезиеви двойки, увеличава скоростта си 300 пъти. Оказа се, че основната част на импулса излиза от далечината, че стената на камерата още по-рано от пулса влиза в камерата през предната стена. Тази ситуация противоречи не само за здравия разум, но по същество, теорията за относителността.

Съобщение L. Wong предизвика интензивна дискусия в кръга на физиците, повечето от които не са склонни да видят нарушаването на принципите по отношение на получените резултати. Задачата е да се смята, че правилно обяснява този експеримент.

В експеримента, L.Вонг, светлината импулс, включена в камерата с цезиеви двойки, имаше продължителност около 3 μs. Цициевите атоми могат да бъдат в шестнадесет възможни квантови механични състояния, наречени "ултра-тънки магнитни значителни условия". С помощта на оптично лазерно изпомпване почти всички атоми бяха донесени само в едно от тези шестнадесет състояния, съответстващи на почти абсолютна нулева температура на скалата на келвин (-273.15 ° С). Дължината на цезийската камера е 6 сантиметра. Във вакуумната светлина преминава 6 сантиметра в 0.2 ns. През камерата с цезий, както е показано от измерванията, светлиният импулс премина през 62 ns по-малко от вакуум. С други думи, времето на преминаване на пулса през цезиевата среда има знак "минус"! Всъщност, ако подбирате 62 ns от 0.2 ns, получаваме "отрицателно" време. Това "отрицателно закъснение" в средата е неразбираем временно скок - равен на времето, през което импулсът ще извърши 310 преминава през камерата във вакуум. Последствията от този "временен преврат" е фактът, че импулсът, излизащ от камарата, успя да се пенсионира от нея до 19 метра преди идващият пулс да достигне до стената на камерата. Как може човек да бъде обяснен с такава невероятна ситуация (освен ако, разбира се, не се съмнявайте в чистотата на експеримента)?

Съдейки по разгънатата дискусия, точното обяснение все още не е намерено, но не е съмнение, че необичайните дисперсионни свойства на средата играят роля тук: цезиевите двойки, състоящи се от лазерната светлина на атомите, са среда с аномална дисперсия . Спомнете си кратко какво е то.

Дисперсията на веществото е зависимостта на фаза (обикновен) индекс на пречупване н.от дължина на светлината l. При нормална дисперсия индексът на пречупване се увеличава с намаление на дължината на вълната и това се извършва в стъкло, вода, въздух и всички други прозрачни вещества за светлина. В веществата, които силно абсорбират светлината, курсът на индекса на пречупване с промяна в дължината на вълната се променя в обратното и става много охладен: с намаление на L (увеличаване на честотата W), индексът на пречупване намалява рязко и по-малко от a единица (фазова скорост В. F\u003e. от). Това е аномална дисперсия, при която моделът на разпространението на светлината в веществото се променя радикално. Групова скорост В. Gy става по-фаза скорост на вълната и може да надвишава скоростта на светлината във вакуум (както и да стане отрицателна). L. Wong показва това обстоятелство като причина, която е в основата на способността да се обяснят резултатите от своя експеримент. Трябва да се отбележи, че състоянието В. GR\u003e оттой е чисто формален, тъй като концепцията за групова скорост се въвежда за случая на малка (нормална) дисперсия, за прозрачни среди, когато група вълни по време на разпределение почти не променят формата си. В регионите на анормалната дисперсия светлият импулс бързо се деформира и концепцията за групова скорост губи своя смисъл; В този случай се въвеждат концепциите за скоростта на сигнала и скоростта на енергийно размножаване, която в прозрачна среда съвпада с скоростта на групата, а в средата на абсорбция има по-малка от скоростта на светлината във вакуум. Но това, което е интересно в експеримента на Wong: светлината импулс, минаваща през околната среда с аномална дисперсия, не се деформира - тя е запазена точно! И това съответства на допускането до разпространението на импулса с групова скорост. Но ако е така, се оказва, че няма абсорбция в средата, въпреки че аномалната дисперсия на средата се дължи на абсорбцията! Самият Уонг, признавайки, че много все още остава неясно, вярва, че това, което се случва в експерименталната инсталация, може ясно да се обясни при първото приближение, както следва.

Лекият импулс се състои от множество компоненти с различни дължини на вълните (честоти). Фигурата показва три от тези компоненти (вълни 1-3). В някакъв момент всичките три вълни са във фаза (тяхната максимална съвпада); Тук те се сгъват, подобряват един друг и образуват импулс. Тъй като допълнителното разпределение в пространството на вълните се оплаква и по този начин "угасва".

В областта на аномална дисперсия (вътре в цезиевата клетка), вълната, която е по-къса (вълна 1) става по-дълга. И обратно, вълната преди най-дългата от трите (вълна 3) става най-кратка.

Следователно фазите на вълните се променят съответно. Когато вълните преминаха през цезиева клетка, вълновите им фронтове се възстановяват. Prederpays необичайна фазова модулация в вещество с аномална дисперсия, разглежданите три вълни се появяват отново във фазата в някакъв момент. Тук те отново се сгъват и образуват импулса точно същата форма като входящата цезиева среда.

Обикновено във въздуха и в действителност, във всяка прозрачна среда с нормална дисперсия, светлината импулс не може точно да запаметява формата си, когато се разпространява до отдалечено разстояние, т.е. всички негови компоненти не могат да бъдат пленирани в отдалечена точка по пътя на разпространението. И при нормални условия светлият импулс при такава отдалечена точка се появява след известно време. Въпреки това, поради аномалните свойства, използвани в експеримента, импулсът в отдалечената точка е почтен по същия начин, както при входа към тази сряда. Така светлият пулс се държи така, сякаш е имал отрицателно временно забавяне по пътя към отдалечена точка, т.е. ще дойде при нея не по-късно, но преди сряда отиде!

Повечето от физиците са склонни да свързват този резултат с появата на преден интензитет на ниска интензивност в диспергиращата среда на камерата. Факт е, че със спектралното разлагане на импулса в спектъра има компоненти на произволно високи честоти с незначителна амплитуда, така нареченият прекурсор, който е пред "основната част" на импулса. Естеството на създаването и формата на предшественика зависят от дисперсионния закон в средата. Като се има предвид това, се предлага последователността на събитията в експеримента на Wong да се тълкува както следва. Предстоящата вълна, "разтягането" на предната част на себе си се приближава към камерата. Преди пикът на входящата вълна падне върху близката стена на камерата, очертанията инициират появата на пулса в камерата, който идва на далечна стена и отразява от нея, образувайки "обратна вълна". Тази вълна се разпространява 300 пъти по-бързо от, достига до близката стена и се случва с входящата вълна. Пиковете на една вълна се намират с депресиите на другия, така че те се унищожават взаимно и в резултат на това нищо не остава. Оказва се, че входящата вълна "връща дълга" атоми на цезий, които "отпуснати" на нейната енергия в другия край на камерата. Този, който наблюдаваше само началото и края на експеримента, ще види само инерция на светлина, която "скочи" напред във времето, движейки се по-бързо от.

Л. Уонг вярва, че неговият експеримент е несъвместим с теорията на относителността. Одобрението на неоснователността на суперлумичната скорост, тя вярва, че се прилага само за обекти с маса на почивка. Светлината може да бъде представена под формата на вълни, към която обикновено не е приложимо за концепцията за маса, или под формата на фотони с маса от почивка, както е известно равно на нула. Следователно, скоростта на светлината във вакуум казва Уонг, а не границата. Въпреки това, Wong признава, че ефектът, открит от него, не дава възможност да предаде информация на скоростта повече от.

"Информацията вече е затворена тук в предната степен на импулса", казва П. Милони, физик от лос Аламос Националната лаборатория на Съединените щати. "И впечатление за превъзходно изпращане на информация може да бъде създадено дори когато не го изпратите. "

Повечето физици вярват, че новата работа не причинява трошене на основните принципи. Но не всички физици вярват, че проблемът е уреден. Професор A. Ranfagni от италианския изследователски екип, който направи друг интересен експеримент от 2000 г., смята, че въпросът все още остава отворен. Този експеримент, проведен от Daniel Muguna, Analio Ranfagni и Rocco Rugger, установи, че радиовълът от сантиметров диапазон в обикновен въздух се простира при скорост надвишаваща от с 25%.

Обобщавайки, можем да кажем следното. Работата на последните години показва, че при определени условия суперлумичната скорост може да се осъществи. Но какво точно се движи с Superluminal Speed? Теорията на относителността, както вече е споменато, забранява такава скорост за материални органи и за сигнали за носене на информация. Въпреки това някои изследователи са много упорито, които се опитват да демонстрират преодоляването на светлинната бариера специално за сигналите. Причината за това се крие във факта, че в специалната теория на относителността няма строга математическа обосновка (основана, да се каже, на уравненията на Maxwell за електромагнитното поле) на невъзможността за предаване на сигнали при скорост от. Такава неспособност на сто е установена, може да се каже чисто аритметика, базирана на формулата на Айнщайн за добавяне на скорост, но това се потвърждава от принципа на причинно-следствена връзка. Самият Айнщайн, който изследва въпроса за преносимостта на сигнала, написал, че в този случай, "... ние сме принудени да разгледаме възможния механизъм за предаване на сигнала, когато използваме постигнатото действие предхожда причина. Но въпреки че този резултат е от чисто логично гледна точка и не съдържа себе си, по мое мнение, няма противоречия, той все още противоречи на естеството на целия ни опит, което е невъзможно да се приеме V\u003e S. Изглежда, че е достатъчно доказана. "Принципът на причинно-следствена връзка е, че крайъгълният камък, който е в основата на преноса на суперплактиращия сигнал. И на този камък, очевидно, всички търсещи супер-лъжи сигнали няма да изключват, както ако експериментаторите не са били Искате такива сигнали да открият за такава природа на нашия свят.

В заключение трябва да се подчертае, че всичко по-горе се отнася именно на нашия свят, към нашата вселена. Подобна резервация е направена, защото наскоро нови хипотези се появяват в астрофизиката и космологията, позволявайки съществуването на набор от вселени, скрити от нас, свързани с топологични тунели. Такава гледна точка се придържа, например, известния астрофизик Н. С. Кардашев. За външен наблюдател, входовете към тези тунели са обозначени с анормални области на гроба, като черни дупки. Пътуването в такива тунели, като хипотези предлага, ще бъде позволено да заобиколи лимита на скоростта, налагат на скоростта на светлината в обичайното пространство и затова да реализират идеята за създаване на машина за време ... Възможно е Това в такива вселени наистина могат да се появят в такива вселени. Нещата. И въпреки че досега такива хипотези са прекалено много прилича на парцелите на научната фантастика, едва ли е категорично да отхвърлят основната възможност за много елементен модел на материалното устройство на света. Друго нещо е, че всички тези други вселени ще останат чисто математически сгради на физици на теоретиците, живеещи в нашата вселена и силата на мислите им, които се опитват да намерят затворени светове за нас ...

Виж в стаята на една и съща тема.

Група от учените от експеримента на операта в сътрудничество с Европейската организация на ядрените изследвания (CERN) публикува сензационни резултати от експеримент за преодоляване на скоростта на светлината. Резултатите от опита опровергават специалната теория на относителността на Алберт Айнщайн, на която се основава цялата съвременна физика. Теорията посочва, че скоростта на светлината е 299,792,458 m / s, а елементарните частици не могат да преместят по-бързата скорост на светлината.

Въпреки това учените са записали излишък от неутрино с 60 наносекунди, когато преодолеят 732 км. Това се случи на 22 септември по време на експеримента, която проведе международна група ядрени физици от Италия, Франция, Русия, Корея, Япония и други страни.

Експериментът премина по следния начин: протонният лъч се ускоряваше в специален ускорител и ги победи в центъра на специална цел. Така се родиха мезоните - частици, състоящи се от кварки.

С колапса на мезоните се раждат неутрино, "обясни академик Рас Валери Рубаков на Известия, главния изследовател на Института за ядрени изследвания на Руската академия на науките. - Грейсът се намира така, че неутрино мухи 732 км и попада в италианската подземна лаборатория в Гранд Сасо. Той има специален детектор, който определя скоростта на неутрино лъча.

Резултатите от проучването разделят научния свят. Някои учени отказват да повярват на резултатите.

Това, което е направено в ЦЕРН, е невъзможно от съвременните позиции, каза академик на Руската академия на науките Спартак Беляев, каза надзорникът на Института по общо и ядрена физика. - Необходимо е да се провери този експеримент и неговите резултати - може би те просто грешат. Всички експерименти, извършени преди това, бяха поставени в съществуваща теория и поради един от експеримента, не си струва паника.

Академик Беляев в същото време признава: ако е възможно да се докаже, че неутрино може да се движи по-бързо от скоростта на светлината, тя ще бъде преврат.

След това ще трябва да пробием по време на физиката - каза той.

Ако резултатите са потвърдени, това е революция, - съгласява се академик на Шубаков. - Трудно е да се каже, че се оказва за общишките. Като цяло, специална теория на относителността към промяна, разбира се, е възможно, но е изключително трудно да се направи и каква е теорията кристализирана в резултат на това, не е съвсем ясно.

Шубаков забеляза, че докладът казва, че в три години от експеримента са записани и измерени 15 хиляди събития.

Статистиката е много добра и в експеримента участваха международна група авторитетни учени ", ще се обобщи Ширакков.

Академиците подчертаха, че светът се опита да експериментално опровергае специалната теория на относителността. Въпреки това, нито един от тях все още не е получил положителни резултати.

Астрофизиката от Университета в Bailor (САЩ) разработи математически модел на хипер-пространствено задвижване, което позволява да се преодолеят пространствените разстояния при скорост над скоростта на светлината при 10 ° ², което позволява няколко часа да летят в съседните галактиката и се върнете обратно.

С полет хората няма да се чувстват претоварвания, които се усещат в съвременни самолети, обаче, в метала, такъв двигател ще може да се появи, освен след няколкостотин години.

Механизмът на действие на задвижващия механизъм се основава на принципа на двигателя на деформация на двигателя (Warp Drive), който предложи през 1994 г. мексиканският физик Мигел Алкубересра. Американците остават само за финализиране на модела и произвеждат по-подробни изчисления.
"Ако пространството е компресирано пред кораба, и зад него, напротив, около кораба се появява пространствен балон", казва един от авторите на изследването, Ричард Уотси. "Той обгръща кораба и Издърпва го от обичайния свят в координатната си система. За сметка на разликата в налягането на пространството-времето този балон е в състояние да се движи във всяка посока, преодоляващ светлинен праг за хиляди поръчки. "

Вероятно пространството около кораба ще може да може да бъде за сметка на тъмната енергия. "Тъмната енергия е много лошо изучено вещество, открито наскоро наскоро и обяснява защо галактиките са разпръснати един от друг", каза старши изследовател, катедрата за релативистичната астрономическа институция. Sternberg Msu Sergey Popov. - Има няколко Моделите, но това, което все още не е прието. Американците взеха модел, базиран на допълнителни измерения като основа и се казва, че е възможно да се променят свойствата на тези измервания. След това се оказва, че в различни посоки може да се окаже в различни посоки да бъдат различни космологични константи. И тогава корабът в балона ще се движи. "

Обяснете такова "поведение" на Вселената, може да "теоретичната теория", според която цялото нашето пространство е проникване с много други измервания. Тяхното взаимодействие между себе си генерира отблъскваща сила, която може да разшири не само вещество, като галактиките, но и самата организация. Този ефект се нарича "инфлация на вселената".

"От първите секунди на своето съществуване вселената се разтяга", обяснява докторе по физика и математически науки, служител на Астро-космическия център на Физическия институт. Лебедев Руслан Мецайев. "И този процес продължава досега." Знаейки всичко това, можете да се опитате да разширите или стесните пространството изкуствено. За да направите това, трябва да се отрази на други измервания, като по този начин част от пространството на нашия свят ще започне движение в правилната посока под действието на тъмните енергийни сили.

В същото време законите на теорията на относителността не са нарушени. Вътре в балона ще останат същите закони на физическия свят и скоростта на светлината ще бъде границата. Тази ситуация не се отнася за т.нар. Почистващ ефект, разказът, който по време на време пътува с осветителни скорости, времето в кораба е значително забавено и астронавтът, който се връща на земята, ще се срещне с близнакъв брат си вече в дълбок брат си човек. Двигателят на багажника облекчава този проблем, защото той избутва пространството, а не корабът.

Американците вече са намерили цел за бъдещия полет. Тази планета Gliese 581 (Glise 581), върху която климатичните условия и гравитацията се приближават до земята. Разстоянието до нея е 20 светлинни години, и дори ако Warp Drive ще работи в трилион пъти по-слаб от максималната сила, времето по пътя към него ще бъде само няколко секунди.