Польские ученые предложили расширить специальную теорию относительности Эйнштейна

Ничто не может лететь быстрее света. Это закон физики, который мы знаем из специальной теории относительности Эйнштейна. Чем быстрее что-нибудь происходит, тем ближе оно приближается к перспективе остановки времени. Будете двигаться быстрее, столкнетесь с проблемой реверсирования времени и запутаетесь в понятиях причинности.

• Ученым впервые удалось зафиксировать процессы, происходящие в мозге во время рвоты

Детали

Но исследователи Варшавского университета в Польше и Национального университета Сингапура теперь расширили границы теории относительности, чтобы создать систему, которая не противоречит существующей физике и даже может указать путь к новым теориям. Они придумали "расширение специальной теории относительности", которое сочетает три измерения времени с одним измерением пространства (1+3 пространство-время), в отличие от трех пространственных измерений и одного измерения времени, привычных для нас.

Вместо того чтобы создавать какие-либо серьезные логические неувязки, это новое исследование добавляет больше доказательств в поддержку идеи о том, что объекты вполне могут двигаться быстрее света, не нарушая полностью наши текущие законы физики. Физик Анджей Драган из Варшавского университета отмечает:

Нет фундаментальных причин, почему наблюдатели, двигающиеся относительно описанных физических систем со скоростями выше скорости света, не должны подвергаться этому (законам физики - ред.)

Это новое исследование основывается на предыдущей работе некоторых исследователей, утверждающих, что сверхсветовые перспективы могут помочь связать квантовую механику со специальной теорией относительности Эйнштейна - двумя отраслями физики, которые не могут быть согласованы в единую всеобъемлющую теорию, которая будет полностью описывать вселенную.

Частицы больше нельзя моделировать как точечные объекты в этой структуре, как мы раньше могли это делать в более приземленной трехмерной (плюс время) перспективе Вселенной.

Чтобы понять, что могут видеть наблюдатели, и как будет вести себя сверхсветовая частица, нам нужно было бы обратиться к типам теорий поля, лежащим в основе квантовой физики.

Исходя из этой новой модели, сверхсветовые объекты будут выглядеть как расширяющиеся частицы через пространство, как пузырь – не как волна через поле. С другой стороны, высокоскоростной объект "переживет" несколько разных временных шкал.

Несмотря на это, скорость света в вакууме будет оставаться постоянной даже для наблюдателей, которые двигаются быстрее ее, что сохраняет один из фундаментальных принципов Эйнштейна – принцип, который раньше рассматривали только в отношении наблюдателей, которые двигаются медленнее, чем скорость света. Анджей Драган объясняет:

Это новое определение сохраняет постулат Эйнштейна о постоянности скорости света в вакууме даже для сверхсветовых наблюдателей. Поэтому наша расширенная специальная теория относительности не кажется особенно экстравагантной идеей.

Однако исследователи признают, что переход к пространственно-временной модели 1+3 действительно вызывает некоторые новые вопросы, хотя и дает ответы на другие. Они предполагают, что необходимо расширение специальной теории относительности для включения систем отсчета, которые быстрее света.

Это вполне может включать заимствование из квантовой теории поля: сочетание концепций специальной теории относительности, квантовой механики и классической теории поля (цель предугадать, как физические поля будут взаимодействовать друг с другом).

Если физики правы, в расширенной специальной теории относительности все частицы Вселенной обладали бы чрезвычайными свойствами.

Один из вопросов, поднятых исследованием, состоит в том, сможем ли мы когда-нибудь наблюдать такое расширенное поведение или нет, но ответ на это требует гораздо больше времени и гораздо больше ученых. Физик Кшиштоф Туржинский из Варшавского университета объясняет:

Простое экспериментальное открытие новой фундаментальной частицы является подвигом, достойным Нобелевской премии, и возможно в обширной исследовательской группе с использованием новейших экспериментальных методов. Однако мы надеемся применить наши результаты для лучшего понимания явления спонтанного нарушения симметрии, связанного с массой частицы Хиггса и других частиц в Стандартной модели, особенно в ранней Вселенной.

Ранее мы сообщали, что французские ученые сделали интригующее открытие о пленке мыльного пузыря, которое может быть полезно для промышленных процессов. Ученые протестовали пузырьки при разных условиях температуры и влажности. В результате увидели, что в некоторых случаях разница между мыльной пленкой и окружающей средой была значительной – максимальная температура составила 8°C.