Naujausiame „Kosmoso žurnalo“ 10 geriausių 2010 m. Istorijų sąraše buvo pasakojimas „Greičiau nei aptikti šviesos pulsarai“ - kuris, skaitydamas toliau, leido suprasti, kad tiriamas reiškinys nebuvo tikslus juda greičiau nei šviesa.
Bet kokiu atveju tai paskatino mane ieškoti būdų, kaip sugeneruoti akivaizdų superluminalų judesį, iš dalies įsitikinti, kad apačia nėra iškritusi iš reliatyvumo fizikos, ir iš dalies įsitikinti, ar šiuos dalykus galima tinkamai paaiškinti paprasta anglų kalba. Čia eina…
1) Priežasties ir pasekmės iliuzijos
Greičiau nei šviesos pulsaras pasakojimas iš esmės yra apie hipotetines šviesos strėles, kurios šiek tiek primena garso signalo strėles, kur ne garso garsas, o garso šaltinis viršija garso greitį - taigi atskiri garso impulsai susilieja ir sudaro viena smūgio banga, judanti garso greičiu.
Dabar, ar kažkas panašaus iš tikrųjų atsitiko pulsoriaus skleidžiama šviesa, tebėra diskusijų klausimas, tačiau vienas iš modelio šalininkų parodė efektą laboratorijoje - skaitykite šiame „Scientific American“ tinklaraščio įraše.
Tai, ką darote, yra sudėlioti nepriklausomai įjungiamų lempučių liniją. Tai pakankamai lengva, kad juos būtų galima išjungti iš eilės - pirmiausia 1, po to 2, tada 3 ir tt - ir jūs galite ir toliau mažinti laiko tarpą tarp kiekvieno šaudymo, kol susidarys situacija, kai 2 lemputė išsijungs po 1 lemputės per trumpesnį laiką nei šviesa turėtų nuvažiuoti atstumą tarp 1 ir 2 lempučių. Tai tiesiog triukas - priežastinio ryšio tarp lempučių sudeginimo nėra - tačiau atrodo, kad juda veiksmų seka (pirmiausia 1, tada 2, tada 3 ir tt) greičiau nei šviesa per svogūnėlių eilę. Ši iliuzija yra akivaizdaus superluminalinio judesio pavyzdys.
Yra daugybė galimų scenarijų, kodėl superluminali Meksikos sinchrotrono spinduliuotės banga gali sklisti iš skirtingų taškų šaltinių aplink greitai besisukančią neutronų žvaigždę, esant intensyviam magnetiniam laukui. Kol iš šių taškų šaltinių nėra priežastinio ryšio, šis rezultatas nepažeidžia reliatyvumo fizikos.
2) Padaryti šviesą greičiau nei šviesa
Jūs galite sukurti akivaizdų superluminalų šviesos judesį, valdydami jo bangos ilgį. Jei fotoną vertintume kaip bangų paketą, tą bangos paketą galima ištempti tiesiškai, kad priekinis bangos kraštas greičiau pasiektų savo tikslą, nes jis yra pastumtas prieš likusią bangos dalį - tai reiškia, kad jis keliauja greičiau nei šviesa .
Tačiau fizinis „bangos paketo priekinio krašto“ fizinis pobūdis nėra aiškus. Visas bangos paketas yra lygus vienam fotonui - ir ištempto bangos paketo priekinis kraštas negali perduoti jokios reikšmingos informacijos. Išties, ištemptas ir susilpnintas, jis gali būti neatskiriamas nuo foninio triukšmo.
Šis triukas taip pat reikalauja, kad šviesa judėtų per lūžio tašką, o ne vakuumą. Jei domitės techninėmis detalėmis, fazės ar grupės greitį galite padaryti didesnį nei c (šviesos greitis vakuume), bet ne signalo greitį. Bet kokiu atveju, kadangi informacija (arba fotonas kaip visas vienetas) nejuda greičiau nei šviesa, reliatyvumo fizika nėra pažeidžiama.
3) Kaip gauti naudos iš žiniasklaidos priemonių
Galite imituoti dramatiškesnius superluminalius judesius per stiprinimo terpę, kur priekinis šviesos impulso kraštas stimuliuoja naujo impulso sklidimą tolimame stiprinimo terpės gale - tarsi šviesos impulsas pasiektų vieną Niutono lopšio galą ir naują impulsą. yra prognozuojamas iš kito galo. Jei norite pamatyti laboratorijos sąranką, pabandykite čia. Nors atrodo, kad šviesa šuoliuoja per švietimą, tačiau tai yra naujas šviesos impulsas, iškylantis kitame gale ir vis dar judantis standartiniu šviesos greičiu.
4) Reliatyvinė reaktyvinio ryšio iliuzija
Jei aktyvioji galaktika, tokia kaip M87, išstumia perkaitintos plazmos čiurkšlę, judančią arti šviesos greičio, ir srovė yra maždaug suderinta su jūsų regėjimo linija iš Žemės - galite būti suklysti galvodami, kad jos turinys juda greičiau nei šviesa.
Jei tas čiurkšlė yra 5000 šviesmečių, turėtų praeiti mažiausiai 5000 metų, kol kas nors peržengs tą 5000 šviesmečių atstumą. A fotore, kurį skleidžia reaktyvinio vandens dalelė taške A, netoli reaktyvinio oro, tavęs pasiekti prireiks 5000 metų. Tuo tarpu reaktyvinės medžiagos dalelės juda link tavęs beveik taip pat greitai, kaip tas fotonas. Taigi kai dalelė skleidžia kitą fotoną taške B, taške, esančiame netoli reaktyvo galiuko - tas antrasis fotonas pasieks jūsų akį per mažiau nei 5000 metų nuo pirmojo fotono, nuo taško A. Tai suteiks jums įspūdį, kad dalelė kirto 5000 šviesmečių nuo taškų A iki B per mažiau nei 5000 metų. Bet tai tik optinė iliuzija - reliatyvumo fizika išlieka neišnaikinta.
5) Nežinomas superluminalinis judesys
Visiškai įmanoma, kad objektai, esantys už stebimos visatos horizonto, tolsta nuo mūsų padėties greičiau nei šviesos greitis - tai yra visatos kaupiamojo išsiplėtimo pasekmė, dėl kurios tolimos galaktikos, atrodo, tolsta greičiau nei artimos galaktikos. Bet kadangi hipotetinių objektų, esančių už stebimo horizonto, šviesa niekada nepasieks Žemės, jų buvimas nežinomas tiesiogiai stebint iš Žemės - ir tai nereiškia reliatyvumo fizikos pažeidimo.
Ir galiausiai, ne tiek nesuprantama, kiek teorinė yra ankstyvosios kosminės infliacijos sąvoka, kuri taip pat apima erdvės-laiko plėtimąsi, o ne judėjimą erdvės-laiko viduje - taigi ir pažeidimo nėra.
Kiti reikalai…
Nesu tikras, kad aukščiau pateiktas sąrašas yra baigtinis, ir sąmoningai palikau kitus teorinius pasiūlymus, tokius kaip kvantinis įsipainiojimas ir „Alcubierre“ metmenų pavara. Bet kuris iš jų, jei tikras, akivaizdžiai pažeistų reliatyvumo fiziką - taigi, galbūt, į tai reikia atsižvelgti aukštesnio lygio skepticizmu.
