Patru metodă universală limită de viteză ppeodolet ipotetică
Când Albert Eynshteyn primul pentru a stabili că lumina se deplasează cu aceeași viteză a universului nostru, este, de fapt, setați limita de viteză la 299,792,458 de metri pe secundă. Dar acest lucru nu este sfârșitul. De fapt, acesta este doar începutul. Inainte de masa lui Einstein - atomi din care tu și eu și totul în jur constau - și energia este văzută ca o valoare separată. Dar, în 1905, Einstein a schimbat pentru totdeauna modul de percepție a universului fizic.
Teoria specială a relativității în masă și energie împreună într-o manieră simplă, dar fundamentală ecuație E = mc ^ 2. Această ecuație mic înseamnă că nici o masă nu se poate mișca la fel de repede ca lumina, sau mai rapid.
Omenirea a ajuns cel mai aproape de limita de viteza luminii în acceleratoare de particule puternice precum Large Hadron Collider și Tevatron. Aceste mașini enorme accelerează particulele subatomice la 99,99% viteza luminii, dar, după cum se explică de laureatul Nobel pentru fizică David Gross, particulele nu atinge limita de viteză cosmică.
Acest lucru ar necesita o cantitate infinita de energie, iar masa obiectului devine infinit, ceea ce este imposibil. (Particule de lumina fotoni se pot deplasa cu viteza luminii, pentru că masele nu sunt).
După fizica lui Einstein a descoperit că unele valori pot ajunge la sverhlyuminalnyh (sau super-lumină) viteze și încă mai respectă regulile de spațiu, stabilirea relativității speciale. Cu toate că acest lucru nu infirma teoria lui Einstein, ne da o idee despre comportamentul specific al luminii și spațiului cuantic.
Echivalentul lumina unui boom sonic.
Atunci când obiectele se miște mai repede decât viteza sunetului, acestea creează un boom sonic. Astfel, în teorie, dacă ceva se mișcă mai repede decât viteza luminii, acesta trebuie să producă un fel de „accident vascular cerebral de lumină“.
De fapt, acest impact lumina apare pe o bază de zi cu zi și peste tot în lume - puteți vedea chiar și ochii. Se numește radiație Cerenkov (efect Cerenkov - Vavilova) și arată ca o strălucire albăstruie în interiorul reactoarelor nucleare.
radiații Cerenkov este numit după om de știință sovietic Pavel Alekseyevich Cerenkov, care a măsurat pentru prima dată în 1934 și a primit Premiul Nobel pentru Fizică în 1958 pentru descoperirea sa.
Cerenkov lumina radiație, deoarece miezul reactorului este scufundat în apă să se răcească. In apa, lumina se mișcă mai încet, viteza este de 75%, viteza luminii în vidul spațiului, dar electronii care sunt produse în timpul reacției în interiorul nucleului, se deplasează în apă mai repede decât lumina.
Particulele ca acești electroni, care sunt superioare în viteza luminii în apă sau orice alt mediu, cum ar fi sticla, creând un șoc val similar cu unda de șoc de șoc acustic.
Când racheta, de exemplu, trece prin aer, generează un front de undă de presiune care împinge aerul viteza sunetului, și mai aproape de rachete spre bariera sunetului, mai puțin timp rămâne în valuri pentru a scăpa de pista de obiect. La atingerea vitezei undelor sonore în rachete smalyvaet gramada, creând un front de șoc, ceea ce duce la un șoc de sunet puternic.
În mod similar, atunci când electronii se deplasează prin apă la o viteză care depășește viteza luminii în apă, ele generează o undă de șoc de lumina care luminează uneori albastru, dar poate să reflecte lumina în ultraviolet.
Cu toate ca aceste particule se miște mai repede decât lumina în apă, dar în realitate ele nu încalcă limita de viteză cosmică de 300 000 km / s.
În cazul în care regulile nu sunt luate în considerare.
Nu uita că teoria specială a relativității a lui Einstein spune ca nimic cu masa poate călători mai repede decât viteza luminii; și modul în care fizica poate pretinde universul observă această regulă. Dar cum despre faptul că, fără greutatea?
Fotonii sunt, prin natura lor, nu se poate bate viteza luminii, dar particulele de lumină - nu sunt singurele lucruri din univers sunt lipsite de masă. spațiu gol nu conține o substanță materială și, prin urmare, nu are masă, prin definiție.
„Pentru că nimic nu poate fi mai goală decât un vid, se poate extinde mai repede decât lumina, pentru că nici un obiect material nu se sparge bariera de lumină, - spune astrofizicianul teoretic Michio Kaku. - Astfel, spațiul gol se poate mișca cu siguranță, mai repede decât lumina ".
Fizicienii cred că ceea ce sa întâmplat imediat după Big Bang în epoca inflației, care a fost sugerat prima fizica Alan Guth și Andrei Linde în 1980. In timpul trilioane de trilioane de un al doilea univers înmulțit cu doi în mărime și rezultat extins exponențial foarte repede, depășind considerabil viteza luminii.
Quantum colțuri entanglement tăiat.
Quantum pare entanglement complex și intimidant, dar în cel mai simplu sens de confuzie - este doar un mod de a interacționa particule subatomice. Și ceea ce este cel mai interesant despre acest fenomen este faptul că procesul de această comunicare poate să apară mai repede decât lumina.
„În cazul în care cei doi electroni pentru a reduce destul de aproape, ei încep să vibreze la unison, potrivit teoriei cuantice. Apoi, dacă împărțiți acești electroni sunt sute sau chiar mii de ani lumină, ei își vor păstra legătura unul cu celălalt. Dacă scuturați un electron și se simte instantaneu vibrațiile, viteza luminii. Einstein a crezut că acest fenomen trebuie să contrazică teoria cuantică, pentru că nimic nu poate călători mai repede decât lumina. "
Dar, în 1935, Einstein, Boris Podolsky și Nathan Rosen a încercat să respingă teoria cuantică, în cursul unui experiment de gândire pe care Einstein a numit „actiune supranaturala la distanta“.
În mod ironic, activitatea lor au stat la baza așa-numitul paradox EPR (Einstein - Podolsky - Rosen), care descrie comunicarea instantanee în procesul de entanglement cuantic. Aceasta, la rândul său, poate forma (și scade treptat), în baza multor tehnologii avansate, cum ar fi criptografia cuantică.
Visele de găuri de vierme.
Deoarece nimic cu masă poate călători mai repede decât lumina, puteți spune la revedere de călătorie interstelar - cel puțin în sensul clasic, cu rachete și de zbor convenționale.
Deși Einstein și îngropat visele noastre de spațiu adânc cu teoria specială a relativității, el ne-a dat o nouă speranță pentru călătorie interstelar cu teoria generală a relativității în 1916.
În timp ce teoria specială a relativității „se căsătorește“ în masă și energie, relativitatea generală se închide cu spațiu și timp.
„Singurul mod posibil de a depăși bariera de lumină pot fi ascunse în teoria generală a relativității și curbura spațiu-timp, - spune Kaku. - Această curbură numim „putred“, și-ar putea permite, teoretic, să depășească distanțele mari instantaneu, piercing literalmente tesatura de spațiu-timp prin ".
În 1988, fizicianul Kip Thorne - consultant științific și producător al filmului „Interstellar“ - folosit ecuațiile relativității generale a lui Einstein pentru a prezice posibila existență a găurilor de vierme, care ar deschide calea pentru noi în spațiu. Dar, în cazul său a fost necesar Krotov vizuini chestiune exotice ciudat că le-ar sprijini în poziția deschisă.
„Un fapt uimitor de azi: este materia exotica poate exista, din cauza ciudățeniilor mecanicii cuantice,“ - scrie în cartea sa Thorn „Știința“ Interstellar“.
Și ar putea fi materie exotica creat vreodata in laboratoarele de pe Pământ, chiar dacă în cantități mici. Atunci când Thorne a propus teoria lui de găuri de vierme stabile în 1988, el a cerut comunității de fizicieni să-l ajute să determine dacă există suficientă în universul de materiale exotice pentru a face existența unor găuri de vierme posibile.
„Acest lucru a creat o mulțime de cercetare în domeniul fizicii; dar astăzi, treizeci de ani mai târziu, răspunsul este încă neclar - spune Thorne. Atâta timp cât totul merge la faptul că răspunsul este „nu“, dar - Noi suntem încă departe de răspunsul final ".