Fyzici sa mýlili, takto vyzerá cestovanie nadsvetelnou rýchlosťou

Ako by sa na náš svet pozerali vzdialení pozorovatelia pohybujúci sa nadsvetelnou rýchlosťou? Presne touto otázkou sa zaoberali teoretickí fyzici v novej štúdii publikovanej v žurnále New Journal of Physics. Na tému upozornila Česká televízia na svojom webe.

Pozorovatelia pohybujúci sa nadsvetelnou rýchlosťou

Ako sa uvádza v tlačovej správe zverejnenej portálom Phys, začiatkom 20. storočia Albert Einstein zásadne zmenil spôsob, akým vnímame čas a priestor. V tej dobe trojrozmerný priestor získal svoju štvrtú, časovú dimenziu, takže čas a priestor už viac neboli dva oddelené pojmy, ale začali sa vnímať ako jeden celok – časopriestor.

Pixabay

V tomto období Einstein publikoval svoju špeciálnu teóriu relativity, ktorá nahradila Newtonove predstavy o priestore a čase a zahŕňala teóriu elektromagnetického poľa reprezentovanú Maxwellovými rovnicami.

Einstein sa dokázal správne zorientovať v zmätku viacerých protichodných poznatkov vtedajšej doby, pričom fyziku aplikovanú na inerciálne sústavy postavil na dvoch základných postulátoch:

• Prvý postulát – všetky fyzikálne zákony musia byť vo všetkých inerciálnych sústavách invariantne vyjadrené.
• Druhý postulát (konštantná rýchlosť svetla) – rýchlosť svetla vo vákuu je vo všetkých inerciálnych sústavách rovnaká, prípadne je rýchlosť svetla rovnaká pre všetkých inerciálnych pozorovateľov, vo všetkých smeroch a nezávisí na rýchlosti objektu vyžarujúceho svetlo.

Podľa hlavného autora novej štúdie Andrzeja Dragana je rozhodujúci práve prvý princíp, ktorý hovorí o tom, že zákony mechaniky majú rovnaký tvar v každej inerciálnej sústave a všetci inerciálni pozorovatelia sú si rovní.

Inerciálna vzťažná sústava je vzťažná sústava, v ktorej platí 1. Newtonov pohybový zákon a teda, že telesá, na ktoré nepôsobí žiadna sila, zostávajú v pokoji alebo v rovnomernom priamočiarom pohybe.

„Tento princíp sa zvyčajne vzťahuje na pozorovateľov, ktorí sa voči sebe pohybujú rýchlosťou menšou ako rýchlosť svetla. Neexistuje ale žiadny zásadný dôvod, prečo by sa nemal vzťahovať na pozorovateľov pohybujúcich sa voči popísaným fyzikálnym sústavám rýchlosťami väčšími ako rýchlosť svetla,“ uvádza Dragan.

Svet by vyzeral úplne inak

Keďže žiadny zásadný dôvod neexistuje, vedci sa aspoň na teoretickej úrovni zaoberali tým, ako by vyzeral náš svet, ak by bol sledovaný pozorovateľmi pohybujúcimi sa rýchlejšie než svetlo vo vákuu. Podľa vedcov tu je dokonca šanca, že by to umožnilo začleniť niektoré základné princípy kvantovej mechaniky do špeciálnej teórie relativity.

Elizabeth Wheatley/STScI

Autori vo svojej štúdii vychádzali z poznatku, že žijeme v trojrozmernom priestore s jednou časovou dimenziou. V prípade pozorovateľa pohybujúceho sa nadsvetelnou rýchlosťou by sa však všetko obrátilo úplne naruby.

V takomto svete by totiž zostala zachovaná iba jedna priestorová dimenzia, tá, po ktorej sa pohybuje častica. Všetky zostávajúce dimenzie by sa zmenili na časové.

„Ďalšie tri dimenzie sú časové dimenzie,“ objasňuje Dragan. „Z pohľadu pozorovateľa častica svojim spôsobom starne nezávisle v každom z troch časových rozmerov. Z našej perspektívy by to však vypadalo ako súčasný pohyb vo všetkých smeroch priestoru, teda ako šírenie kvantovo-mechanickej sférickej vlny spojenej s časticou,“ dodáva.

Podľa autorov teda zahrnutie superluminálnych pozorovateľov do popisu nášho sveta vyžaduje vytvorenie novej definície rýchlosti a kinematiky, ktorá zachováva „Einsteinov postulát o stálosti rýchlosti svetla vo vákuu aj pre superluminálnych pozorovateľov“.

V závere tiež uvádzajú, že po zohľadnení všetkých superluminálnych riešení sa svet stáva nedeterministickým, čo znamená, že častice sa nepohybujú len po jednej dráhe, ale po viacerých súčasne.

Hoci cestovanie nadsvetelnou rýchlosťou je súčasťou azda každého dobrého vesmírneho sci-fi, na mieste je tiež otázka, či je niečo také vôbec možné. Ako sme ťa informovali v samostatnom článku, podľa niektorých vedcov to je teoreticky možné len prostredníctvom negatívnej energie, čo je síce pojem používaný vo veľmi komplikovanej fyzike na vysvetlenie podstaty určitých polí, no doposiaľ nevedno či niečo také skutočne existuje.

Čítajte viac z kategórie: Novinky