Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Что быстрее скорости света
26.11.2017

Что быстрее скорости света

Оценка: 5.0    6313 23 Наука и Технологии
14:37
Верхний предел скорости известен даже школьникам: связав массу и энергию знаменитой формулой, Альберт Эйнштейн еще в начале ХХ века указал на принципиальную невозможность ничему, обладающему массой, перемещаться в пространстве быстрее, чем скорость света в вакууме. Однако уже в этой формулировке содержатся лазейки, обойти которые вполне по силам некоторым физическим явлениям и частицам. 

По крайней мере, явлениям, существующим в теории.

Первая лазейка касается слова «масса»: на безмассовые частицы эйнштейновские ограничения не распространяются. Не касаются они и некоторых достаточно плотных сред, в которых скорость света может быть существенно меньше, чем в вакууме. Наконец, при приложении достаточной энергии само пространство может локально деформироваться, позволяя перемещаться так, что для наблюдателя со стороны, вне этой деформации, движение будет происходить словно быстрее скорости света.

Некоторые такие «сверхскоростные» явления и частицы физики регулярно фиксируют и воспроизводят в лабораториях, даже применяют на практике, в высокотехнологичных инструментах и приборах. Другие, предсказанные теоретически, ученые еще пытаются обнаружить в реальности, а на третьи у них большие планы: возможно, когда-нибудь эти явления позволят и нам перемещаться по Вселенной свободно, не ограничиваясь даже скоростью света.


Квантовая телепортация

Телепортация живого существа – хороший пример технологии, теоретически допустимой, но практически, видимо, неосуществимой никогда. Но если речь идет о телепортации, то есть мгновенном перемещении из одного места в другое небольших предметов, а тем более частиц, она вполне возможна. Чтобы упростить задачу, начнем с простого – частиц.

Кажется, нам понадобятся аппараты, которые (1) полностью пронаблюдают состояние частицы, (2) передадут это состояние быстрее скорости света, (3) восстановят оригинал.

Однако в такой схеме даже первый шаг полностью реализовать невозможно. Принцип неопределенности Гейзенберга накладывает непреодолимые ограничения на точность, с которой могут быть измерены «парные» параметры частицы. Например, чем лучше мы знаем ее импульс, тем хуже – координату, и наоборот. Однако важной особенностью квантовой телепортации является то, что, собственно, измерять частицы и не надо, как не надо ничего и восстанавливать – достаточно получить пару спутанных частиц.

Например, для приготовления таких спутанных фотонов нам понадобится осветить нелинейный кристалл лазерным излучением определенной волны. Тогда некоторые из входящих фотонов распадутся на два спутанных – необъяснимым образом связанных, так что любое изменение состояния одного моментально сказывается на состоянии другого. Эта связь действительно необъяснима: механизмы квантовой спутанности остаются неизвестны, хотя само явление демонстрировалось и демонстрируется постоянно. Но это такое явление, запутаться в котором в самом деле легко – достаточно добавить, что до измерения ни одна из этих частиц не имеет нужной характеристики, при этом какой бы результат мы ни получили, измерив первую, состояние второй странным образом будет коррелировать с нашим результатом.

Механизм квантовой телепортации, предложенный в 1993 году Чарльзом Беннеттом и Жилем Брассардом, требует добавить к паре запутанных частиц всего одного дополнительного участника – собственно, того, кого мы собираемся телепортировать. Отправителей и получателей принято называть Алисой и Бобом, и мы последуем этой традиции, вручив каждому из них по одному из спутанных фотонов. Как только они разойдутся на приличное расстояние и Алиса решит начать телепортацию, она берет нужный фотон и измеряет его состояние совместно с состоянием первого из спутанных фотонов. Неопределенная волновая функция этого фотона коллапсирует и моментально отзывается во втором спутанном фотоне Боба.

К сожалению, Боб не знает, как именно его фотон реагирует на поведение фотона Алисы: чтобы понять это, ему надо дождаться, пока она пришлет результаты своих измерений обычной почтой, не быстрее скорости света. Поэтому никакую информацию передать по такому каналу не получится, но факт останется фактом. Мы телепортировали состояние одного фотона. Чтобы перейти к человеку, остается масштабировать технологию, охватив каждую частицу из всего лишь 7000 триллионов триллионов атомов нашего тела, – думается, от этого прорыва нас отделяет не более, чем вечность.

Однако квантовая телепортация и спутанность остаются одними из самых «горячих» тем современной физики. Прежде всего потому, что использование таких каналов связи обещает невзламываемую защиту передаваемых данных: чтобы получить доступ к ним, злоумышленникам понадобится завладеть не только письмом от Алисы к Бобу, но и доступом к спутанной частице Боба, и даже если им удастся до нее добраться и проделать измерения, это навсегда изменит состояние фотона и будет сразу же раскрыто.


Эффект Вавилова – Черенкова

Этот аспект путешествий быстрее скорости света – приятный повод вспомнить заслуги российских ученых. Явление было открыто в 1934 году Павлом Черенковым, работавшим под руководством Сергея Вавилова, три года спустя оно получило теоретическое обоснование в работах Игоря Тамма и Ильи Франка, а в 1958 г. все участники этих работ, кроме уже скончавшегося Вавилова, были награждены Нобелевской премией по физике.

В самом деле, теория относительности говорит лишь о скорости света в вакууме. В других прозрачных средах свет замедляется, причем довольно заметно, в результате чего на их границе с воздухом можно наблюдать преломление. Коэффициент преломления стекла равен 1,49 – значит, фазовая скорость света в нем в 1,49 раза меньше, а, например, у алмаза коэффициент преломления уже 2,42, и скорость света в нем снижается более чем в два раза. Другим частицам ничто не мешает лететь и быстрее световых фотонов.

Именно это произошло с электронами, которые в экспериментах Черенкова были выбиты высокоэнергетическим гамма-излучением со своих мест в молекулах люминесцентной жидкости. Этот механизм часто сравнивают с образованием ударной звуковой волны при полете в атмосфере на сверхзвуковой скорости. Но можно представить и как бег в толпе: двигаясь быстрее света, электроны проносятся мимо других частиц, словно задевая их плечом – и на каждый сантиметр своего пути заставляя сердито излучать от нескольких до нескольких сотен фотонов.

Вскоре такое же поведение было обнаружено и у всех других достаточно чистых и прозрачных жидкостей, а впоследствии излучение Черенкова зарегистрировали даже глубоко в океанах. Конечно, фотоны света с поверхности сюда действительно не долетают. Зато сверхбыстрые частицы, которые вылетают от небольших количеств распадающихся радиоактивных частиц, время от времени создают свечение, возможно, худо-бедно позволяющее видеть местным жителям.

Излучение Черенкова – Вавилова нашло применение в науке, ядерной энергетике и смежных областях. Ярко светятся реакторы АЭС, битком набитые быстрыми частицами. Точно измеряя характеристики этого излучения и зная фазовую скорость в нашей рабочей среде, мы можем понять, что за частицы его вызвали. Черенковскими детекторами пользуются и астрономы, обнаруживая легкие и энергичные космические частицы: тяжелые невероятно трудно разогнать до нужной скорости, и излучения они не создают.


Пузыри и норы

Вот муравей ползет по листу бумаги. Скорость его невелика, и на то, чтобы добраться от левого края плоскости до правого, у бедняги уходит секунд 10. Но стоит нам сжалиться над ним и согнуть бумагу, соединив ее края, как он моментально «телепортируется» в нужную точку. Нечто подобное можно проделать и с нашим родным пространством-временем, с той лишь разницей, что изгиб требует участия других, невоспринимаемых нами измерений, образуя туннели пространства-времени, – знаменитые червоточины, или кротовые норы.

Кстати, согласно новым теориям, такие кротовые норы – это некий пространственно-временной эквивалент уже знакомого нам квантового феномена запутанности. Вообще, их существование не противоречит никаким важным представлениям современной физики, включая общую теорию относительности. Но вот для поддержания такого туннеля в ткани Вселенной потребуется нечто, мало похожее на настоящую науку, – гипотетическая «экзотическая материя», которая обладает отрицательной плотностью энергии. Иначе говоря, это должна быть такая материя, которая вызывает гравитационное... отталкивание. Трудно представить, что когда-нибудь эта экзотика будет найдена, а тем более приручена.

Своеобразной альтернативой кротовым норам может служить еще более экзотическая деформация пространства-времени – движение внутри пузыря искривленной структуры этого континуума. Идею высказал в 1993 году физик Мигеле Алькубьерре, хотя в произведениях фантастов она звучала намного раньше. Это как космический корабль, который движется, сжимая и сминая пространство-время перед своим носом и снова разглаживая его позади. Сам корабль и его экипаж при этом остаются в локальной области, где пространство-время сохраняет обычную геометрию, и никаких неудобств не испытывают. Это прекрасно видно по популярному в среде мечтателей сериалу «Звездный путь», где такой «варп-двигатель» позволяет путешествовать, не скромничая, по всей Вселенной.


Тахионы

Фотоны – частицы безмассовые, как и нейтрино и некоторые другие: их масса в покое равна нулю, и чтобы не исчезнуть окончательно, они вынуждены всегда двигаться, и всегда – со скоростью света. Однако некоторые теории предполагают существование и куда более экзотических частиц – тахионов. Масса их, фигурирующая в нашей любимой формуле E = mc2, задается не простым, а мнимым числом, включающим особый математический компонент, квадрат которого дает отрицательное число. Это очень полезное свойство, и сценаристы любимого нами сериала «Звездный путь» объясняли работу своего фантастического двигателя именно «обузданием энергии тахионов».

В самом деле, мнимая масса делает невероятное: тахионы должны терять энергию, ускоряясь, поэтому для них все в жизни обстоит совсем не так, как мы привыкли думать. Сталкиваясь с атомами, они теряют энергию и ускоряются, так что следующее столкновение будет еще более сильным, которое отнимет еще больше энергии и снова ускорит тахионы вплоть до бесконечности. Понятно, что такое самоувлечение просто нарушает базовые причинно-следственные зависимости. Возможно, поэтому изучают тахионы пока лишь теоретики: ни единого примера распада причинно-следственных связей в природе пока никто не видел, а если вы увидите, ищите тахион, и Нобелевская премия вам обеспечена.

Однако теоретики все же показали, что тахионы, может, и не существуют, но в далеком прошлом вполне могли существовать, и, по некоторым представлениям, именно их бесконечные возможности сыграли важную роль в Большом взрыве. Присутствием тахионов объясняют крайне нестабильное состояние ложного вакуума, в котором могла находиться Вселенная до своего рождения. В такой картине мира движущиеся быстрее света тахионы – настоящая основа нашего существования, а появление Вселенной описывается как переход тахионного поля ложного вакуума в инфляционное поле истинного. Стоит добавить, что все это вполне уважаемые теории, несмотря на то, что главные нарушители законов Эйнштейна и даже причинно-следственной связи оказываются в ней родоначальниками всех причин и следствий.


Скорость тьмы

Если рассуждать философски, тьма – это просто отсутствие света, и скорости у них должны быть одинаковые. Но стоит подумать тщательнее: тьма способна принимать форму, перемещающуюся куда быстрее. Имя этой формы – тень. Представьте, что вы показываете пальцами силуэт собаки на противоположной стене. Луч от фонаря расходится, и тень от вашей руки становится намного больше самой руки. Достаточно малейшего движения пальца, чтобы тень от него на стене сместилась на заметное расстояние. А если мы будем отбрасывать тень на Луну? Или на воображаемый экран еще дальше?..

Едва заметное мановение – и она перебежит с любой скоростью, которая задается лишь геометрией, так что никакой Эйнштейн ей не указ. Впрочем, с тенями лучше не заигрываться, ведь они легко обманывают нас. Стоит вернуться в начало и вспомнить, что тьма – это просто отсутствие света, поэтому никакой физический объект при таком движении не передается. Нет ни частиц, ни информации, ни деформаций пространства-времени, есть только наша иллюзия того, что это отдельное явление. В реальном же мире никакая тьма не сможет сравниться в скорости со светом.

 


Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 23

1 2 »
-1  
Shinnn 27.11.2017 16:17 [Материал]
... право есть как и уважение к любому мнению, потому что оно основано не на пустом месте... кто понимает что мнение сформировано по умозрению внешних факторов родовых систем, тот уважает мир, в котором живет - здесь собраны все кто когда либо был сотворен... и надо также понимать что человек может быть слаб и духовно и физически, но род держит своего потомка и от заступничества можно получить с лихвой, когда земля под ногами будет шевелиться... но именно сатанинские догмы создают мнение о непоколебимости человеческого права и воли и по сути потешаются над человеком, который сам по себе слаб и немощен, без поддержки родовых систем... от них зависит весь ряд событий, в которые попадает потомок и ум как сопричастность к управлению миром... ты читаешь красивые сказки - как азбука для самых маленьких... мы выросли из нее и пишем жизнь сами... человек всегда будет человеком - он ушел от животного и никогда не вернется в ту пору, когда творили мир... его возможности, управляемые черным и белым ресурсом, похожи на символ Инь-Ян перетекающих внутри него энергий... они всегда будут в состоянии перехода из одного нумена в другой и спорить внутри человека за свой приор... и мнение будет основано на том, кто займет более высокую позицию в аргументах на этот момент... завтра может быть по - другому... и пока человек жив - в нем всегда два противоречивых мнения... мы созданы из противоречий, которые пытаемся решать или, правильнее, за нас пытаются решить два родовых нумена, на праве сильного...
0  
Shinnn 27.11.2017 10:47 [Материал]
Иногда думаю, ты сидишь в каком – то безжизненном трафарете… и жизнь трактуешь по исписанным листкам… должно быть так и так… а она идет по – другому, совесть тихо отдыхает и не видит ничего, пока ее не ткнешь в загривок таким же поступком… расплата – это не карма… это право сильного… если против твоего Эго нашлось более космическое – получишь в избытке, что и заслужил… если напротив твое Эго сильнее – так и будешь палить души чужие и не вспомнишь, что такое совесть… она четко соответствует твоим планам на сегодняшний день… что есть лукавство – это завуалированное состояние души, готовой сотворить порок… лукавит, соблазняет, искушает – по сути ложь… «Избавь от лукавого и не введи в искушение…» - мы просим защиты у Бога от пороков… где в это время бывает совесть…??? Два рода пытаются создать свое привилегированное Эго и не ищут компромисс… и побеждает всегда сильнейший, а не совестливый… это понятие камуфляж для силы… всего лишь… «ударили по одной щеке – подставь другую…» - не испытывай силу противной стороны, она может сокрушить и уничтожить… мысли – пролонгация силы рода на перекрестках судьбы… это там на небе за нас решают как ты поступишь в этот момент – пропустишь встречный, объедешь, или пойдешь напролом и раздавишь своей мощью… правила нового мира создают новые игры по сути без правил… и мы постоянно учимся в них лавировать и искать выход из ситуаций, в которые поставили новые правила… по высоте полета конгломерата родовых иерархов…
0  
Alexei2012 27.11.2017 01:50 [Материал]
biggrin Запутанность? «Мгновенная» передача информации на любые расстояния? На эту тему есть сенсационные результаты. В течение последних двух десятилетий эксперимент, известный как тест Белла, подтвердил странность квантовой механики - в частности, «пугающее действие на расстоянии», которое так беспокоило Эйнштейна. Не давно были повторены эти эксперименты. ( https://www.newscientist.com/article....an-mind ) Частицы находились на большом расстоянии в точках А и B. Статистический анализ их «запутанности» дал основание авторам предлагать, что измерения на точках А и В могли контролироваться чем-то, что потенциально могло бы быть отделено от материального мира. Оказалось, что даже генераторы случайных чисел могут быть не случайными. Они могут регулироваться некоторой «основной» физикой, которую мы еще не понимаем, и этот так называемый «супердетерминизм» может объяснить наблюдаемые корреляции в эффекте «запутанности». Т.е. похоже был прав Декарт, который выдвинул идею о существование духовно мыслящей материю, [где] ум находится вне обычной физики и вмешивается в физический мир». Т.е. Декарт повторил то, что Будда говорил почти 2500 лет назад: «Всё, что мы есть, и все вокруг нас, есть результат наших мыслей. Ум – это всё».
0  
Almor 27.11.2017 06:19 [Материал]
Можно еще короче: сознание первично, материя вторична. Избито до банальности, но актуально было, есть и будет. smile
0  
Archerius 26.11.2017 23:21 [Материал]
Иисус сказал: Образы являются человеку, и свет, который в них, скрыт. В образе света Отца он (свет) откроется, и его образ скрыт из-за его света. Когда вы видите ваше подобие, вы радуетесь. Но когда вы видите ваши образы, которые произошли до вас,- они не умирают и не являются - сколь великое вы перенесете? (из еванг.-апокриф от Фомы)

Свет-фотоны (квант электромагнит. излучения)-гамма-излучение... А что за квантовым уровнем в скрытой / тёмной материи, где простое, элементарное рождает, собирает сложное, рождая в том числе источник света и соответственно двигаясь быстрее? И замедляясь, точнее уплотняясь подобно рождению в скорлупе ореха, со временем обретая форму и содержание той частоты, которая осознаётся, пеленгуется.

Невозможно, чтобы некто видел что-либо из вечного4, если он не станет подобным этому. В истине не так, как с человеком, который в мире:

этот видит солнце, хотя он не солнце, и он видит небо, землю и другие предметы, не будучи всем этим. Но ты увидел нечто в том месте - ты стал им. Ты увидел Дух - ты стал Духом. Ты увидел Христа - ты стал Христом. Ты увидел (Отца - ты) станешь Отцом. Поэтому (в этом месте) ты видишь каждую вещь и (ты не видишь) себя одного. Видишь же ты себя в том (месте). Ибо (ты станешь) тем, что ты видишь. (еванг. от Филиппа/апокр.)
0  
Shinnn 26.11.2017 21:44 [Материал]
...несколько не так... человек, имеющий совесть пытается сформулировать вопрос, не затрагивая потаенных инсинуаций... но они оказываются раскрытыми ка голый среди дня... все что хотелось спрятать оказывается видно, что где и когда, чем закончится... но я еще и не задала вопрос... как бы душа открыта небу... ответы опережали мысль.... прошло 10 лет и все четко идет по намеченному плану... запомнила потому что в 2006 купила машину и в 2007 получила права... все события были связаны с этим периодом времени...
0  
OxfordVSPscov 26.11.2017 20:53 [Материал]
vitkon,а где тогда этот самый генератор мыслей находится? cool
0  
OxfordVSPscov 26.11.2017 20:17 [Материал]
Ведь даже мы видим в узком спектре ЭМВ, а открытия совершаются из какого-то более тонкого плана... Человек долго и упорно работает, и его психика настолько напряжена, что он каким-то образом выходит на правильное знание... Какие-то явления нужно искать в нашей психике...
0  
OxfordVSPscov 26.11.2017 20:12 [Материал]
В условиях сверхгигантских масс, давлений, температур, расстояний и т. д. работает уже наверное другая физика...
0  
OxfordVSPscov 26.11.2017 20:06 [Материал]
А если немного пофантазировать? Вот, допустим, есть некая система А, которая размером 300 млрд. км. (фантазируем!) и внутри системы из точки В в точку С перемещается свет. Расстояние это, к примеру - 600 тыс. км. Свет пройдёт за две секунды, а система пройдёт за гораздо меньшее время в силу своих гигантских размеров.... Да звучит как полный бред, но дело-то всё в размерах и относительности выбранных единиц. Или ещё безумнее: невообразимых размеров существо делает шаг, который равен 1 млн. км, получается, скорость его - 1 млн. км/с???? А для него по привычным человеческим меркам это будет метр с лишним.... И даже свет не поспеет за его шагом. Получается, что в привычном для нас мире - где мы привыкли к стандартным величинам, всё ограничено, а в мире сверхгигантских величин - и скорость света не велика... И даже если рассматривать Вселенную: двигаясь, она пройдёт за одну секунду куда большее расстояние, чем свет... Вот такая теория "относительности" меня почему-то заставляет задуматься, что всё зависит от того какие единицы мы принимаем за исходные... Знаю, звучит безумно, но так можно выйти за рамки привычной идеологии. Жду конструктивной критики! Ещё раз подчёркиваю - это фантазии, не более!!!!!!! biggrin :D biggrin
+1  
SkinPhoniqa 26.11.2017 19:40 [Материал]
Письмо Альберта Эйнштейна дочери о самой мощной силе Вселенной...
«Когда я предложил Теорию Относительности, очень немногие понимали меня, и то, что я открою тебе сейчас для передачи человечеству, тоже будет сталкиваться с непониманием и предрассудками в мире. Я прошу тебя сохранить письмо так долго, как это необходимо — года, десятилетия, пока общество не будет достаточно развито, чтобы принять то, что я объясню ниже.

Существует очень мощная Сила, которой до сих пор наука не нашла официальное объяснение. Это Сила включает в себя и управляет всеми остальными явлениями, работающими во Вселенной. Эта Вселенская Сила — ЛЮБОВЬ. Когда ученые искали единую теорию Вселенной, они забыли самую мощную невидимую силу. Любовь есть Свет, который просвещает тех, кто даёт и получает его. Любовь — это притяжение, потому что это заставляет некоторых людей чувствовать влечение к другим. Любовь — это сила, потому что она умножает лучшее, что в нас есть, что мы есть, и позволяет человечеству не быть погруженным в слепой эгоизм. Для Любви мы живем и умираем. Любовь есть Бог, и Бог есть Любовь. Эта сила все объясняет и дает смысл жизни. Это переменная, которую мы игнорировали слишком долго, может быть, потому, что мы боимся Любви.
Чтобы понять Любовь, я сделал простой замен в своём самом известном уравнении. Если вместо Е = mc2, мы признаем, что энергия для исцеления мира может быть получена через любовь, умноженную на скорость света в квадрате, мы приходим к выводу, что любовь является самой мощной Силой, потому что не имеет пределов.

Только через Любовь мы можем найти смысл в жизни, сохранить мир и каждое разумное или чувствующее существо, помочь нашей цивилизации выжить. Возможно, мы еще не готовы, чтобы сделать «бомбу любви» — достаточно мощное устройство, чтобы полностью уничтожить ненависть, эгоизм и жадность, все то, что опустошает планету. Тем не менее, каждый отдельный индивидуум несет в себе небольшой, но мощный генератор любви, энергия которого ждет своего освобождения. Когда мы учимся давать и получать эту энергию универсума, дорогая Lieserl, мы подтверждаем, что любовь побеждает все, и способна преодолеть все, потому что любовь — это квинтэссенция жизни.

Я глубоко сожалею, что не смог выразить то, что находится в моем сердце, которое тихо стучит для тебя всю жизнь. Может быть, это слишком поздно, чтобы извиниться, но время — относительно. Я должен сказать тебе, что я люблю тебя и, благодаря тебе, я получил окончательный ответ!

Твой отец Альберт Эйнштейн»
1-10 11-18
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
Если вы слышите голос в голове во время мысленного монолога — вам повезло
Автор статьи - шизофреник?
Никто в здравом уме никакие голоса в голове не "слышит" (от topzz)

Американские ученые добились бессмертия для мухи
На 139 тысяч нейронов 54 миллиона синапсов, не слишком ли много? (от Snork)
Любовь и предательство: драма Наполеона и Жозефины
Цитата Кориона "Жозефина была постоянно под градусами , впрочем и сам Наполеон тоже. Так что сл (от Катенька)
Любовь и предательство: драма Наполеона и Жозефины
И где тут мужененавистничество? Просто реальность. Лично я всем мужчинам, которые были со мной рядом (от Koriona)