Содержание
Информацию можно передавать с двойной скоростью света, выяснили физики
https://ria.ru/20180313/1516275495.html
Информацию можно передавать с двойной скоростью света, выяснили физики
Информацию можно передавать с двойной скоростью света, выяснили физики — РИА Новости, 13.03.2018
Информацию можно передавать с двойной скоростью света, выяснили физики
Скорость света не предел для передачи информации – при некоторых условиях данные можно передавать в два раза быстрее, заявляют ученые в статье, опубликованной в РИА Новости, 13.03.2018
2018-03-13T17:18
2018-03-13T17:18
2018-03-13T18:10
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/1516275495.jpg?9769271201520953854
австрия
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.
xn--p1ai/awards/
2018
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
открытия — риа наука, австрия
Открытия — РИА Наука, Наука, Австрия
МОСКВА, 13 мар – РИА Новости.
Скорость света не предел для передачи информации – при некоторых условиях данные можно передавать в два раза быстрее, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
23 февраля 2012, 02:21
Данные о «сверхсветовых» нейтрино могли появиться из-за сбоя техникиСенсационный результат о превышении скорости света нейтрино, зафиксированный в сентябре 2011 года участниками эксперимента OPERA, возможно, стал результатом технической ошибки, сообщает блог ScienceInsider со ссылкой на неназванный источник.
«Нам удалось теоретически и экспериментально показать, что квантовая суперпозиция позволяет обмениваться информацией сразу в двух направлениях, передавая лишь одну частицу, что считалось невозможным с точки зрения классической физики. Это позволяет создавать абсолютно защищенные линии связи, в которых будут защищены не только данные, но и само направление их передачи», — пишут Филип Вальтер и его коллеги из Венского университета (Австрия).
Согласно теории относительности, ничто во Вселенной не может двигаться быстрее скорости света, так как на ее преодоление потребуется бесконечное количество энергии. Это же касается и носителей информации – ни один из них не может обогнать свет и мгновенно передать данные на огромные расстояния.
После открытия квантовой телепортации и феномена запутывания частиц разгорелся спор о том, можно ли таким образом передавать информацию быстрее скорости света, а если да, то как ее тогда извлечь. Большинство ученых считает, что это невозможно, поскольку данные о телепортации необходимо передавать классическим путем. Однако состояние частиц действительно мгновенно меняется вне зависимости от расстояния, разделяющего их.
Вальтер и его коллеги выяснили, что предел скорости света все же можно нарушить: они заставили информацию перемещаться в два раза быстрее, и сделать это позволили необычные свойства фотонов, запутанных на квантовом уровне. Как поясняют ученые, все это не означает, что частица движется с удвоенной скоростью света или что она несет сразу два бита данных.
Речь идет о том, что фотон служит каналом не односторонней, а двусторонней связи.
29 сентября 2017, 12:02
Китайские физики провели первую межконтинентальную «телепортацию»
Для этого необходимо перевести фотон в такое квантовое состояние, чтобы его положение в пространстве было бы сильно «размазано» – то есть он одновременно находился бы в разных точках на пути между передатчиком и приемником. Грубо говоря, у каждого участника эксперимента будет по условной половине фотона, пока он находится в неопределенном состоянии.
Таким образом, абонент квантовой линии может считывать информацию, которую ему передают, и одновременно записывать собственную. А его собеседник сможет прочитать переданные обратно данные, сравнивая, какими свойствами обладал фотон в тот момент, когда на него записали бит, и каковы они теперь.
Подобный трюк, как отмечают ученые, не противоречит теории относительности, но позволяет передавать данные в два раза быстрее, чем это теоретически возможно в соответствии с классическими законами физики.
22 июня 2016, 14:26
Физик: в программе АСИ речь идет о квантовой, а не «обычной» телепортацииАгентство стратегических инициатив планирует осуществить к 2035 году не обычную телепортацию, которая невозможна в реальном мире, а ее квантовый аналог, считает российский физик Алексей Федоров, сотрудник Российского квантового центра.
Руководствуясь этой идеей, физики-экспериментаторы из Венского университета построили квантовую машину, которая позволяет вести подобный двусторонний обмен информацией в реальном мире при помощи обычного оптоволокона, нескольких лазеров, расщепителей света и других оптических устройств.
Первые эксперименты с этой установкой показали, что передаваемые данные автоматически шифруются, так что взлом линии связи становится очень сложной задачей. Более того, если один из абонентов будет передавать абсолютно случайные данные, то хакер в принципе не сможет извлечь их. Это сделает двусторонние линии квантовой связи привлекательными для банков и госорганов.
Давайте разберемся: почему ничто не может быть быстрее света?
В сентябре 2011 года физик Антонио Эредитато поверг мир в шок. Его заявление могло перевернуть наше понимание Вселенной. Если данные, собранные 160 учеными проекта OPERA, были правильными, наблюдалось невероятное. Частицы — в этом случае нейтрино — двигались быстрее света. Согласно теории относительности Эйнштейна, это невозможно. И последствия такого наблюдения были бы невероятными. Возможно, пришлось бы пересмотреть самые основы физики.
Может ли что-то двигаться быстрее скорости света?
Содержание
- 1 Результаты эксперимента OPERA
- 2 Что может двигаться быстрее света
- 3 Что может изменить скорость движения электронов
- 4 Скорость движения фотонов
- 5 Может ли время идти по-разному
- 6 Можно ли двигаться быстрее скорости света
Результаты эксперимента OPERA
Хотя Эредитато говорил, что он и его команда были «крайне уверены» в своих результатах, они не говорили о том, что данные были совершенно точными.
Напротив, они попросили других ученых помочь им разобраться в том, что происходит.
В конце концов, оказалось, что результаты OPERA были ошибочными. Из-за плохо подключенного кабеля возникла проблема синхронизации, и сигналы с GPS-спутников были неточными. Была неожиданная задержка в сигнале. Как следствие, измерения времени, которое потребовалось нейтрино на преодоление определенной дистанции, показали лишние 73 наносекунды: казалось, что нейтрино пролетели быстрее, чем свет.
Несмотря на месяцы тщательной проверки до начала эксперимента и перепроверку данных впоследствии, ученые серьезно ошиблись. Эредитато ушел в отставку, вопреки замечаниям многих о том, что подобные ошибки всегда происходили из-за чрезвычайной сложности устройства ускорителей частиц.
Что может двигаться быстрее света
Почему предположение — одно только предположение — что нечто может двигаться быстрее света, вызвало такой шум? Насколько мы уверены, что ничто не может преодолеть этот барьер?
Скорость света в вакууме составляет около 300 000 километров в секунду
Давайте сначала разберем второй из этих вопросов.
Скорость света в вакууме составляет 299 792,458 километра в секунду — для удобства, это число округляют до 300 000 километров в секунду. Это весьма быстро. Солнце находится в 150 миллионах километров от Земли, и свет от него доходит до Земли всего за восемь минут и двадцать секунд.
Все самые свежие новости из мира высоких технологий вы также можете найти в Google News.
Может ли какое-нибудь из наших творений конкурировать в гонке со светом? Один из самых быстрых искусственных объектов среди когда-либо построенных, космический зонд «Новые горизонты», просвистел мимо Плутона и Харона в июле 2015 года. Он достиг скорости относительно Земли в 16 км/c. Намного меньше 300 000 км/с.
Тем не менее у нас были крошечные частицы, которые двигались весьма быстро. В начале 1960-х годов Уильям Бертоцци в Массачусетском технологическом институте экспериментировал с ускорением электронов до еще более высоких скоростей.
Поскольку электроны имеют отрицательный заряд, их можно разгонять — точнее, отталкивать — применяя тот же отрицательный заряд к материалу.
Чем больше энергии прикладывается, тем быстрее разгоняются электроны.
Можно было бы подумать, что нужно просто увеличивать прилагаемую энергию, чтобы разогнаться до скорости в 300 000 км/с. Но оказывается, что электроны просто не могут двигаться так быстро. Эксперименты Бертоцци показали, что использование большей энергии не приводит к прямо пропорциональному увеличению скорости электронов.
Что может изменить скорость движения электронов
Вместо этого нужно было прикладывать огромные количества дополнительной энергии, чтобы хоть немного изменить скорость движения электронов. Она приближалась к скорости света все ближе и ближе, но никогда ее не достигла.
Представьте себе движение к двери небольшими шажочками, каждый из которых преодолевает половину расстояния от вашей текущей позиции до двери. Строго говоря, вы никогда не доберетесь до двери, поскольку после каждого вашего шага у вас будет оставаться дистанция, которую нужно преодолеть. Примерно с такой проблемой Бертоцци столкнулся, разбираясь со своими электронами.
Но свет состоит из частиц под названием фотоны. Почему эти частицы могут двигаться на скорости света, а электроны — нет?
Ученые используют все более мощную технику для изучения частиц
«По мере того как объекты движутся все быстрее и быстрее, они становятся все тяжелее — чем тяжелее они становятся, тем труднее им разогнаться, поэтому вы никогда на наберете скорость света», говорит Роджер Рассул, физик из Университета Мельбурна в Австралии. «У фотона нет массы. Если бы у него была масса, он не мог бы двигаться со скоростью света».
Фотоны особенные. У них не только отсутствует масса, что обеспечивает им полную свободу перемещений в космическом вакууме, им еще и разгоняться не нужно. Естественная энергия, которой они располагают, перемещается волнами, как и они, поэтому в момент их создания они уже обладают максимальной скоростью. В некотором смысле проще думать о свете как о энергии, а не как о потоке частиц, хотя, по правде говоря, свет является и тем и другим.
Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.
Тем не менее свет движется намного медленнее, чем мы могли бы ожидать. Хотя интернет-техники любят говорить о коммуникациях, которые работают «на скорости света» в оптоволокне, свет движется на 40% медленнее в стекле этого оптоволокна, чем в вакууме.
Скорость движения фотонов
В реальности, фотоны движутся на скорости 300 000 км/с, но сталкиваются с определенной интерференцией, помехами, вызванными другими фотонами, которые испускаются атомами стекла, когда проходит главная световая волна. Понять это может быть нелегко, но мы хотя бы попытались.
В реальности, фотоны движутся на скорости 300 000 километров в секунду
Точно так же, в рамках специальных экспериментов с отдельными фотонами, удавалось замедлить их весьма внушительно. Но для большинства случаев будет справедливо число в 300 000. Мы не видели и не создавали ничего, что могло бы двигаться так же быстро, либо еще быстрее.
Есть особые моменты, но прежде чем мы их коснемся, давайте затронем другой наш вопрос. Почему так важно, чтобы правило скорости света выполнялось строго?
Ответ связан с человеком по имени Альберт Эйнштейн, как часто бывает в физике. Его специальная теория относительности исследует множество последствий его универсальных пределов скорости. Одним из важнейших элементов теории является идея того, что скорость света постоянна. Независимо от того, где вы и как быстро движетесь, свет всегда движется с одинаковой скоростью.
Но из этого вытекает несколько концептуальных проблем.
Представьте себе свет, который падает от фонарика на зеркало на потолке стационарного космического аппарата. Свет идет вверх, отражается от зеркала и падает на пол космического аппарата. Скажем, он преодолевает дистанцию в 10 метров.
Теперь представим, что этот космический аппарат начинает движение с колоссальной скоростью во многие тысячи километров в секунду. Когда вы включаете фонарик, свет ведет себя как прежде: светит вверх, попадает в зеркало и отражается в пол.
Но чтобы это сделать, свету придется преодолеть диагональное расстояние, а не вертикальное. В конце концов, зеркало теперь быстро движется вместе с космическим аппаратом.
Соответственно, увеличивается дистанция, которую преодолевает свет. Скажем, на 5 метров. Выходит 15 метров в общем, а не 10.
И несмотря на это, хотя дистанция увеличилась, теории Эйнштейна утверждают, что свет по-прежнему будет двигаться с той же скоростью. Поскольку скорость — это расстояние, деленное на время, раз скорость осталась прежней, а расстояние увеличилось, время тоже должно увеличиться. Да, само время должно растянуться. И хотя это звучит странно, но это было подтверждено экспериментально.
Теории Эйнштейна говорят о замедлении времени
Этот феномен называется замедлением времени. Время движется медленнее для людей, которые передвигаются в быстро движущемся транспорте, относительно тех, кто неподвижен.
Может ли время идти по-разному
К примеру, время идет на 0,007 секунды медленнее для астронавтов на Международной космической станции, которая движется со скоростью 7,66 км/с относительно Земли, если сравнивать с людьми на планете.
Еще интереснее ситуация с частицами вроде вышеупомянутых электронов, которые могут двигаться близко к скорости света. В случае с этими частицами, степень замедления будет огромной.
Стивен Кольтхаммер, физик-экспериментатор из Оксфордского университета в Великобритании, указывает на пример с частицами под названием мюоны.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
Мюоны нестабильны: они быстро распадаются на более простые частицы. Так быстро, что большинство мюонов, покидающих Солнце, должны распадаться к моменту достижения Земли. Но в реальности мюоны прибывают на Землю с Солнца в колоссальных объемах. Физики долгое время пытались понять почему.
«Ответом на эту загадку является то, что мюоны генерируются с такой энергией, что движутся на скорости близкой к световой, — говорит Кольтхаммер. — Их ощущение времени, так сказать, их внутренние часы идут медленно».
Мюоны «остаются в живых» дольше, чем ожидалось, относительно нас, благодаря настоящему, естественному искривлению времени.
Когда объекты движутся быстро относительно других объектов, их длина также уменьшается, сжимается. Эти последствия, замедление времени и уменьшение длины, представляют собой примеры того, как изменяется пространство-время в зависимости от движения вещей — меня, тебя или космического аппарата — обладающих массой.
Солнце и испускаемый им свет
Что важно, как говорил Эйнштейн, на свет это не влияет, поскольку у него нет массы. Вот почему эти принципы идут рука об руку. Если бы предметы могли двигаться быстрее света, они бы подчинялись фундаментальным законам, которые описывают работу Вселенной. Это ключевые принципы. Теперь мы можем поговорить о нескольких исключениях и отступлениях.
Можно ли двигаться быстрее скорости света
С одной стороны, хотя мы не видели ничего, что двигалось бы быстрее света, это не означает, что этот предел скорости нельзя теоретически побить в весьма специфических условиях. К примеру, возьмем расширение самой Вселенной. Галактики во Вселенной удаляются друг от друга на скорости, значительно превышающей световую.
Другая интересная ситуация касается частиц, которые разделяют одни и те же свойства в одно и то же время, независимо от того, как далеко находятся друг от друга. Это так называемая «квантовая запутанность». Фотон будет вращаться вверх и вниз, случайно выбирая из двух возможных состояний, но выбор направления вращения будет точно отражаться на другом фотоне где-либо еще, если они запутаны.
Расширяющаяся Вселенная
Два ученых, каждый из которых изучает свой собственный фотон, получат один и тот же результат одновременно, быстрее, чем могла бы позволить скорость света.
Однако в обоих этих примерах важно отметить, что никакая информация не перемещается быстрее скорости света между двумя объектами. Мы можем вычислить расширение Вселенной, но не можем наблюдать объекты быстрее света в ней: они исчезли из поля зрения.
Вам будет интересно: Что ученым известно о возрасте и расширении Вселенной?
Что касается двух ученых с их фотонами, хотя они могли бы получить один результат одновременно, они не могли бы дать об этом знать друг другу быстрее, чем перемещается свет между ними.
«Это не создает нам никаких проблем, поскольку если вы способны посылать сигналы быстрее света, вы получаете причудливые парадоксы, в соответствии с которыми информация может каким-то образом вернуться назад во времени», говорит Кольтхаммер.
Есть и другой возможный способ сделать путешествия быстрее света технически возможными: разломы в пространстве-времени, которые позволят путешественнику избежать правил обычного путешествия.
Возможно ли путешествие через червоточину со скоростью больше или равной скорости света?
Джеральд Кливер из Университета Бейлор в Техасе считает, что однажды мы сможем построить космический аппарат, путешествующий быстрее света. Который движется через червоточину. Червоточины — это петли в пространстве-времени, прекрасно вписывающиеся в теории Эйншейна. Они могли бы позволить астронавту перескочить из одного конца Вселенной в другой с помощью аномалии в пространстве-времени, некой формы космического короткого пути.
Объект, путешествующий через червоточину, не будет превышать скорость света, но теоретически может достичь пункта назначения быстрее, чем свет, который идет по «обычному» пути. Но червоточины могут быть вообще недоступными для космических путешествий. Может ли быть другой способ активно исказить пространство-время, чтобы двигаться быстрее 300 000 км/c относительно кого-нибудь еще?
Кливер также исследовал идею «двигателя Алькубьерре», предложенную физиком-теоретиком Мигелем Алькубьерре в 1994 году. Он описывает ситуацию, в которой пространство-время сжимается перед космическим аппаратом, толкая его вперед, и расширяется позади него, также толкая его вперед. «Но потом, — говорит Кливер, — возникли проблемы: как это сделать и сколько понадобится энергии».
В 2008 году он и его аспирант Ричард Обоузи рассчитали, сколько понадобится энергии.
«Мы представили корабль 10 м х 10 м х 10 м — 1000 кубометров — и подсчитали, что количество энергии, необходимое для начала процесса, будет эквивалентно массе целого Юпитера».
После этого, энергия должна постоянно «подливаться», чтобы процесс не завершился. Никто не знает, станет ли это когда-нибудь возможно, либо на что будут похожи необходимые технологии. «Я не хочу, чтобы меня потом столетиями цитировали, будто я предсказывал что-то, чего никогда не будет, — говорит Кливер, — но пока я не вижу решений».
Итак, путешествия быстрее скорости света остаются фантастикой на текущий момент. Пока единственный способ посетить экзопланету при жизни — погрузиться в глубокий анабиоз. И все же не все так плохо. В большинстве случаев мы говорили о видимом свете. Но в реальности свет — это намного большее. От радиоволн и микроволн до видимого света, ультрафиолетового излучения, рентгеновских лучей и гамма-лучей, испускаемых атомами в процессе распада — все эти прекрасные лучи состоят из одного и того же: фотонов.
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram.
Там вы узнаете много нового.
Разница в энергии, а значит — в длине волны. Все вместе, эти лучи составляют электромагнитный спектр. То, что радиоволны, к примеру, движутся со скоростью света, невероятно полезно для коммуникаций.
Цветовой спектр света
В своем исследовании Кольтхаммер создает схему, которая использует фотоны для передачи сигналов из одной части схемы в другую, так что вполне заслуживает права прокомментировать полезность невероятной скорости света.
«Сам факт того, что мы построили инфраструктуру Интернета, к примеру, а до него и радио, основанную на свете, имеет отношение к легкости, с которой мы можем его передавать», отмечает он. И добавляет, что свет выступает как коммуникационная сила Вселенной. Когда электроны в мобильном телефоне начинают дрожать, фотоны вылетают и приводят к тому, что электроны в другом мобильном телефоне тоже дрожат. Так рождается телефонный звонок. Дрожь электронов на Солнце также испускает фотоны — в огромных количествах — которые, конечно, образуют свет, дающий жизни на Земле тепло и, кхм, свет.
Свет — это универсальный язык Вселенной. Его скорость — 299 792,458 км/с — остается постоянной. Между тем, пространство и время податливы. Возможно, нам стоит задумываться не о том, как двигаться быстрее света, а как быстрее перемещаться по этому пространству и этому времени? Зреть в корень, так сказать?
Могут ли некоторые объекты двигаться быстрее света?
Дон Линкольн, доктор философии, Национальная ускорительная лаборатория Ферми (Fermilab)
В науке есть несколько утверждений, которые абсолютно верны. Одно из таких утверждений состоит в том, что ничто не может двигаться быстрее скорости света. Такие утверждения подкрепляются предположениями, которые часто не высказываются. Читайте дальше, чтобы узнать, как утверждения о скорости света могут сбивать с толку.
Распространенная теория о том, что Вселенная расширяется со скоростью света, неверна и ошибочна. (Изображение: NASA Images/Shutterstock)
Хотя ничто не может двигаться быстрее света в вакууме, частицы довольно легко могут двигаться быстрее света в материи через какую-либо среду, например стекло.
Предположим, что фотонный луч и мюонный луч высокой энергии направлены в одном направлении и движутся с той же скоростью, что и свет. Хотя было установлено, что скорость света внутри стекла замедляется, мюон не замедляется при прохождении через стекло и по-прежнему сохраняет скорость света внутри.
Узнайте больше о неправильном понимании теории относительности.
Эффект Черенкова
Работая с растворенными в серной кислоте солями урана, молодой русский физик Павел Черенков заметил светящийся свет. Первоначально свет приписывали непосредственно радиоактивности, но когда Черенков попытался выделить эффект, он понял, что радиация заставляет серную кислоту светиться. В конце концов, он смог показать, что даже вода будет светиться в присутствии большого количества радиации. Названное в честь студента, черенковское излучение возникает, когда частица, несущая электрический заряд, движется быстрее света через оптически прозрачную среду, такую как стекло. Когда эти частицы движутся быстрее, стекло излучает потрясающий, но опасный синий цвет.
Это стенограмма из серии видео Понимание заблуждений науки . Смотрите прямо сейчас на Wondrium.
Как действует черенковское излучение?
Черенков поделился своими выводами со своим научным руководителем Сергеем Вавиловым. Вавилов упомянул об эффекте Игорю Тамму и Илье Франку, которые разобрались, в чем дело. Черенков, Тамм и Франк получили Нобелевскую премию по физике в 1958 году. Излучение Черенкова аналогично звуковому удару, который возникает, когда реактивный самолет летит со скоростью, превышающей скорость звука. Если струя летит медленнее скорости звука, то звуковые волны распространяются впереди самолета. Но когда скорость струи превышает скорость звука, она сжимает воздух перед собой. По мере того, как струя движется вперед все быстрее и быстрее, сжатая энергия также движется вперед. Когда сжатый воздух проходит, это приводит к очень громкому шуму, похожему на взрыв, поскольку все звуки достигаются одновременно.
Когда струя издает звук, отталкивая воздух со своего пути, она создает серию кругов, появляющихся в каждой точке прохождения струи. Круги складываются и образуют звуковой конус, окружающий путь самолета.
Эффект Черенкова в ядерной физике
Эффект Черенкова похож на звуковой удар, но возникает, когда заряженная частица проходит через прозрачный материал со скоростью, превышающей скорость света. (Изображение: Комиссия по ядерному регулированию США / общественное достояние)
Эффект Черенкова похож на звуковой удар, но возникает, когда заряженная частица проходит через прозрачный материал со скоростью, превышающей скорость света. Заряженная частица встряхивает молекулы материала, и они излучают свет при движении. Как и в случае со звуковыми волнами, излучаемый свет распространяется наружу по кругу со скоростью света, что приводит к коническому узору, называемому эффектом Черенкова. Физики используют понятие черенковского излучения в экспериментах по ядерной физике или физике элементарных частиц, чтобы отличать быстро движущиеся частицы от более медленных.
Это связано с тем, что черенковский свет излучается только электрически заряженными частицами, движущимися быстрее света.
Узнайте больше о том, как работает квантовая механика.
Что может двигаться быстрее света?
Эдвин Хаббл объединил свои измерения расстояния до галактик с измерениями скорости американского астронома Весто Слайфера, чтобы нарисовать интересный график в 1929 году. Хаббл предположил, что существует линейная зависимость между расстоянием галактик, измеренным от Земли, и скоростью удаления. Эта корреляция была воспринята как явное свидетельство расширяющейся Вселенной и Большого взрыва.
Однако расширение Вселенной со временем значительно изменилось. От быстро расширяющейся Вселенной около 14 миллиардов лет назад до эры темной энергии около 5 миллиардов лет и ускорения расширения сейчас изменения были разительными. Мы знаем, что Плутон не удаляется от нас со скоростью света, равно как и Млечный Путь или галактика Андромеды. Согласно гипотезе Хаббла, скорость удаления составляет 70 километров в секунду на мегапарсек.
Так, галактика на расстоянии мегапарсека будет удаляться от Млечного Пути со скоростью 70 километров в секунду, а галактика на расстоянии 2 мегапарсека будет удаляться со скоростью 140 километров в секунду. Итак, чем дальше мы удаляемся, тем быстрее движутся объекты. Следовательно, общепринятая теория о том, что Вселенная расширяется со скоростью света, заведомо неверна и ошибочна.
Эдвин Хаббл предположил, что существует линейная зависимость между расстоянием галактик, измеренным от Земли, и скоростью удаления. (Изображение: исходным загрузчиком был Cosmo0 из английской Википедии/общественное достояние)
Теперь давайте предположим, что Вселенная действительно расширяется со скоростью света, и подсчитано, что объекты на расстоянии 14 миллиардов световых лет от нас двигались со скоростью свет, но объекты, находящиеся на расстоянии 28 миллиардов световых лет, движутся в два раза быстрее. Таким образом, весь аргумент «расширяться быстрее скорости света» довольно мягок. Однако аргумент о том, что скорость света является конечной скоростью, находится в рамках специальной теории относительности.
Итак, на вопрос, удаляются ли две галактики, разделенные 14 миллиардами световых лет друг от друга со скоростью света, нельзя ответить объективно. Расстояние между этими галактиками увеличивается со скоростью света, но по отношению к их маленькому локальному участку пространства они даже не двигаются. Следовательно, было бы точнее сказать, что хотя объекты не могут двигаться в пространстве быстрее света, но само пространство может двигаться быстрее света. Сверхсветовое расширение далекой Вселенной действительно поразительно, но мы, возможно, никогда не узнаем ответ на простой вопрос, насколько велика Вселенная на самом деле?
Общие вопросы о том, могут ли объекты двигаться быстрее света?
В: Кем был Павел Черенков?
Павел Черенков — русский физик, лауреат Нобелевской премии по физике за открытие черенковского излучения. Эффект Черенкова имел большое значение для экспериментальных работ в области ядерной физики.
В: Как меняется скорость света в разных средах?
Скорость составляет примерно 2/3 скорости света в стекле и пластике, а в воде — примерно 3/4 скорости света. Однако скорость света в алмазе составляет всего 40% от его нормальной скорости.
В: Какой объект движется быстрее света?
Спорные гипотетические частицы Говорят, что тахионы движутся быстрее света. Однако, согласно специальной теории относительности Эйнштейна относительно скорости света, частицы никогда не могут двигаться быстрее скорости света в реальном мире.
Продолжайте читать
Волна или частица — что такое свет?
То, как мы наблюдаем свет, определяет, является ли он частицей или волной
Ранние исследования единой теории поля
Наводящий вопрос: Может ли что-нибудь двигаться быстрее скорости света?
«Нет», — вот что, вероятно, сказал бы Альберт Эйнштейн, если бы он был жив сегодня, и он был бы тем человеком, у которого можно спросить, потому что ученые верят ему на слово с начала 20-го века.
Согласно специальной теории относительности Эйнштейна, опубликованной в 1905 году, ничто не может превышать скорость света. Эта скорость, как объяснил Эйнштейн, является фундаментальной константой природы: она кажется одинаковой для всех наблюдателей в любом месте пространства.
Исследовательский центр Гленна НАСА
Вид из кабины гипотетического космического корабля, движущегося со скоростью в восемь десятых скорости света, показывает визуальные искажения, которые возникают на таких высоких скоростях. Звездное поле на самом деле свернуто к передней части корабля, в дополнение к значительному синему смещению.
Та же теория утверждает, что объекты набирают массу по мере ускорения, а для ускорения требуется энергия. Чем больше масса, тем больше энергии требуется. К тому времени, когда объект достигнет скорости света, подсчитал Эйнштейн, его масса будет бесконечной, как и количество энергии, необходимое для увеличения его скорости. Выйти за пределы бесконечности невозможно.
Сто лет испытаний только подтвердили то, что написал Эйнштейн, говорит Дональд Шнайдер, профессор астрономии и астрофизики в Университете штата Пенсильвания. «Нет эксперимента, противоречащего специальной теории относительности. Мы разогнали субатомные частицы до более чем 99% скорости света, но не равной или превышающей скорость света.
«Теоретически странные вещи происходят, когда вы превышаете скорость света», — добавляет Шнайдер. Во-первых, путешествие во времени и разделение причин и следствий. Шнайдер приводит пример поражения цели из пистолета, который стреляет пулями со скоростью, превышающей скорость света. «Некоторые наблюдатели Увидят, как пуля попала в цель, прежде чем они увидят, как стрелок выстрелил из пистолета», — говорит он. «Поскольку один из руководящих принципов теории относительности состоит в том, что все физические законы одинаковы для всех наблюдателей, это нарушение причинно-следственной связи будет большой проблемой. !»
Еще одна странность: тахионы.
В 1967 году Джеральд Файнберг, физик из Колумбийского университета, предположил существование этих частиц со скоростью, превышающей скорость света. В своем зеркальном мире над барьером скорости света тахионам потребуется бесконечная энергия, чтобы замедлиться до скорости света.
Другие появившиеся концепции включают «червоточины» — кратчайшие пути сквозь пространство-время, позволяющие перемещаться из точки в точку со скоростью, превышающей скорость света, — и «варп-двигатели», своего рода пузырь, созданный в космосе.
Хотя тахионы, червоточины и варп-двигатели стали основой научной фантастики, они остаются спекуляциями, и некоторые физики игнорируют их значение. Однако есть по крайней мере один реальный пример сверхсветового (то есть сверхсветового) путешествия. Это происходит, когда свет проходит через воду.
В этой плотной среде, объясняет Шнайдер, свет замедляется до трех четвертей своей скорости в вакууме. В ядерном реакторе заряженные частицы, слетающие с радиоактивных стержней через воду, в которой они погружены, превышают эту приведенную скорость.