Lista recentă a primelor 10 povești ale revistei Space din 2010 a inclus povestea Faster than Light Pulsars Descoperit - ceea ce, în continuare, a lămurit că fenomenul studiat nu a fost exact in miscare mai rapid decat lumina.
Oricum, acest lucru m-a determinat să caut diferite moduri în care poate fi generată mișcare aparentă superluminală, parțial pentru a mă asigura că fundul nu a căzut din fizica relativității și în parte să văd dacă aceste lucruri ar putea fi explicate în mod adecvat în engleză simplă. Aici merge ...
1) Iluzii de cauză și efect
Povestea mai rapidă decât lumina pulsarilor se referă esențial la boom-uri de lumină ipotetice - care seamănă cu un boom sonic, unde nu este boomul sonic, ci sursa de sunet, care depășește viteza sunetului - astfel încât pulsurile sonore individuale să se îmbine pentru a forma un o singură undă de șoc care se mișcă cu viteza sunetului.
Acum, dacă ceva de genul acesta se întâmplă într-adevăr cu lumina de la pulsars, rămâne un punct de dezbatere, dar unul dintre susținătorii modelului a demonstrat efectul într-un laborator - a se vedea această postare a științificului american american.
Ceea ce faceți este să aranjați o linie de becuri care sunt declanșate independent. Este destul de ușor să le faceți să se stingă în secvență - mai întâi 1, apoi 2, apoi 3 etc - și puteți continua să reduceți întârzierea dintre fiecare tragere până când aveți o situație în care becul 2 se stinge după becul 1 în mai puțin timp decât lumina ar trebui să parcurgă distanța dintre becurile 1 și 2. Este un truc într-adevăr - nu există nicio legătură cauzală între becurile care se aprind - dar se pare că o secvență de acțiuni (întâi 1, apoi 2, apoi 3 etc) s-au mișcat. mai repede decât lumina peste rândul de becuri. Această iluzie este un exemplu de mișcare aparentă superluminală.
Există o serie de scenarii posibile cu privire la motivul pentru care o undă mexicană superluminală de radiații de sincrotron ar putea emana din diferite surse punctuale în jurul unei stele de neutron cu rotire rapidă într-un câmp magnetic intens. Atâta timp cât emanațiile din aceste surse punctuale nu sunt conectate cauzal, acest rezultat nu încalcă fizica relativității.
2) Creșterea luminii mai repede decât lumina
Puteți produce o mișcare aparentă superluminală a luminii prin manipularea lungimii de undă. Dacă considerăm un foton ca un pachet de undă, acel pachet de undă poate fi întins liniar, astfel încât marginea conducătoare a undei să ajungă mai repede la destinație, deoarece este împins înainte de restul undei - ceea ce înseamnă că călătorește mai repede decât lumina .
Cu toate acestea, natura fizică a „marginii de frunte a unui pachet de valuri” nu este clară. Întregul pachet de undă este echivalent cu un foton - iar marginea fruntașă a pachetului cu undă întinsă nu poate transporta informații semnificative. Într-adevăr, prin a fi întins și atenuat, acesta poate deveni indistinguibil de zgomotul de fond.
De asemenea, acest truc necesită mișcarea luminii printr-un mediu de refracție, nu prin vid. Dacă sunteți pasionați de detaliile tehnice, puteți face viteza de fază sau grupul mai rapid decât c (viteza luminii în vid) - dar nu și viteza semnalului. În orice caz, din moment ce informațiile (sau fotonul ca unitate completă) nu se mișcă mai repede decât lumina, fizica relativității nu este încălcată.
3) Obținerea unei lovituri din media de câștig
Puteți imita mișcare superluminală mai dramatică printr-un mediu de câștig în care marginea fruntașă a unui impuls de lumină stimulează emisia unui nou impuls la capătul îndepărtat al mediului de câștig - ca și cum un puls de lumină lovește un capăt al leagănului Newton și noul puls este proiectat din celălalt capăt. Dacă doriți să vedeți o configurație de laborator, încercați aici. Deși lumina pare să scape la superluminare a decalajului, de fapt, este un nou impuls de lumină care apare la celălalt capăt - și încă se mișcă la viteza standard a luminii.
4) Iluzia relativistă a jetului
Dacă o galaxie activă, precum M87, împinge un jet de plasmă supraîncălzită care se deplasează aproape de viteza luminii - iar jetul este aproximativ aliniat cu linia ta vizuală de pe Pământ - poți fi păcălit să crezi că conținutul său se mișcă mai repede. decât lumina.
Dacă acel jet are o lungime de 5.000 de ani-lumină, ar trebui să dureze cel puțin 5.000 de ani pentru ca orice dintre ele să parcurgă distanța de 5.000 de ani-lumină. Un foton emis de o particulă de material jet la punctul A aproape de începutul jetului va dura cu adevărat 5.000 de ani pentru a ajunge la tine. Dar între timp, particula de material jet continuă să se îndrepte către tine aproape la fel de repede ca acel foton. Așadar, atunci când particula emite un alt foton în punctul B, un punct în apropierea vârfului jetului - acel al doilea foton îți va ajunge la ochi în mult mai puțin de 5.000 de ani după primul foton, din punctul A. Aceasta vă va da impresia că particulele au traversat 5.000 de ani-lumină de la punctele A la B în mult mai puțin de 5.000 de ani. Dar este doar o iluzie optică - fizica relativității rămâne neobservată.
5) Mișcare superluminală necunoscută
Este complet posibil ca obiectele dincolo de orizontul universului observabil să se îndepărteze de poziția noastră mai repede decât viteza luminii - ca urmare a expansiunii cumulate a universului, ceea ce face ca galaxiile îndepărtate să pară să se îndepărteze mai repede decât galaxiile apropiate. Dar, deoarece lumina din obiecte ipotetice dincolo de orizontul observabil nu va ajunge niciodată pe Pământ, existența lor nu poate fi cunoscută prin observarea directă de pe Pământ - și nu reprezintă o încălcare a fizicii relativității.
Și, în sfârșit, nu este atât de necunoscută cât de teoretică este noțiunea de inflație cosmică timpurie, care implică, de asemenea, o extindere a spațiului timpului, mai degrabă decât a mișcării în spațiu-timp - deci nu există nici o încălcare.
Alte lucruri…
Nu sunt sigur că cele de mai sus sunt o listă exhaustivă și am lăsat în mod deliberat alte propuneri teoretice, cum ar fi legătura cuantică și unitatea de urzeală a lui Alcubierre. Oricare dintre acestea, dacă real, ar încălca, probabil, fizica relativității - așa că poate fi nevoie să fie luată în considerare cu un nivel mai ridicat de scepticism.
