ScienceAlert: исследование показывает, как будет выглядеть Вселенная, если вы превысите скорость света, странно: ScienceAlert

Ничто не может двигаться быстрее света. Это физическое правило вплетено в ткань специальной теории относительности Эйнштейна. Чем быстрее что-то происходит, тем ближе к остановке застывшая во времени перспектива.

Двигайтесь быстрее, и вы столкнетесь с проблемами обращения времени вспять, искажая понятия причинно-следственной связи.

Но исследователи из Варшавского университета в Польше и Национального университета Сингапура раздвинули границы теории относительности, чтобы создать систему, которая не противоречит современной физике и может указать путь к новым теориям.

То, что они придумали, это «расширение специальная теория относительности«который сочетает в себе три измерения времени и одно измерение пространства («1+3 пространство-время»), в отличие от трех пространственных измерений и одного временного измерения, к которым мы все привыкли.

Вместо того, чтобы создавать какие-либо серьезные логические противоречия, это новое исследование добавляет больше доказательств в поддержку идеи о том, что объекты могут двигаться быстрее света, не нарушая полностью существующие законы физики.

«Нет фундаментальной причины, по которой наблюдатели, движущиеся по отношению к описываемым физическим системам со скоростями, превышающими скорость света, не должны этому подвергаться», говорит физик Андрей Драганиз Варшавского университета в Польше.

Это новое исследование основано на Предыдущая работа некоторыми из тех же исследователей, которые утверждают, что сверхсветовые перспективы могут помочь связать квантовую механику с механикой Эйнштейна. Специальная теория относительности Две области физики, которые в настоящее время не могут быть объединены в одну всеобъемлющую теорию, описывающую гравитацию так же, как мы объясняем другие силы.

Частицы больше не могут быть смоделированы как точечные объекты в этой структуре, как они могут в более приземленной трехмерной (плюс временной) перспективе Вселенной.

Вместо этого, чтобы понять, что могут видеть наблюдатели и как может вести себя сверхсветящаяся частица, нам нужно обратиться к теориям поля, лежащим в основе квантовой физики.

Основываясь на этой новой модели, ультрасветящиеся объекты будут выглядеть как частицы, расширяющиеся в космосе подобно пузырям — мало чем отличающиеся от волны, проходящей через поле. С другой стороны, высокоскоростное тело будет испытывать несколько разных временных масштабов.

Однако скорость света в вакууме останется постоянной даже для тех наблюдателей, которые движутся быстрее, чем он, что поддерживает один из основных принципов Эйнштейна — принцип, который ранее рассматривался только в отношении наблюдателей, движущихся медленнее скорости света. (как и все мы).

«Это новое определение поддерживает гипотезу Эйнштейна о постоянстве скорости света в вакууме даже для супернаблюдателей». Драган говорит.

«Так что наше расширенное специальное соотношение не кажется особенно экстравагантной идеей».

Однако исследователи признают, что переход на модель пространства-времени 1+3 поднимает некоторые новые вопросы, хотя и отвечает на другие. Они предполагают, что расширение специальной теории относительности для включения систем отсчета со скоростью, превышающей скорость света, необходимо.

Это может включать заимствование у Квантовая теория поля: комбинация концепций специальной теории относительности, квантовой механики и классической теории поля (которая направлена ​​на предсказание того, как физические поля взаимодействуют друг с другом).

Если физики правы, все частицы Вселенной будут обладать необычными свойствами в расширенной специальной теории относительности.

Один из вопросов, поднятых исследованием, заключается в том, сможем ли мы наблюдать за этим расширенным поведением, но для ответа на него потребуется много времени и много ученых.

«Абстрактное экспериментальное открытие новой фундаментальной частицы — это достижение, достойное Нобелевской премии, которое может быть достигнуто большой исследовательской группой с использованием новейших экспериментальных методов». говорит физик Кшиштоф Торжинскииз Варшавского университета.

«Однако мы надеемся применить наши результаты для лучшего понимания явления спонтанного нарушения симметрии, связанного с массой частицы Хиггса и других частиц в стандартная формаособенно в ранней Вселенной.

Исследование опубликовано в Классическая и количественная гравитация.