لا شيء يمكن أن يكون أسرع من الضوء. إنها قاعدة فيزيائية منسوجة في نسيج نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين. كلما سار شيء ما بشكل أسرع ، كلما اقترب من احتمال تجميد الوقت.
انطلق بشكل أسرع ، وستواجه مشاكل مع انعكاس الوقت ، واللعب بمفاهيم السببية.
لكن باحثين من جامعة وارسو في بولندا وجامعة سنغافورة الوطنية قد دفعوا الآن حدود النسبية للتوصل إلى نظام لا يتعارض مع الفيزياء الحالية ، وربما حتى يمهد الطريق لنظريات جديدة.
ما اقترحوه هو “امتداد النسبيةالذي يجمع بين ثلاثة أبعاد زمنية وبُعد مكاني واحد (“1 + 3 زمكان”) ، على عكس الأبعاد المكانية الثلاثة والبعد الزماني الذي اعتدنا عليه جميعًا.
بدلاً من خلق تناقضات منطقية كبيرة ، تضيف هذه الدراسة الجديدة المزيد من الأدلة لدعم فكرة أن الأشياء قد تكون قادرة على السفر بشكل أسرع من الضوء دون انتهاك قوانيننا الفيزيائية الحالية تمامًا.
“لا يوجد سبب جوهري لعدم تعريض المراقبين الذين يتحركون بالنسبة إلى الأنظمة الفيزيائية الموصوفة ذات السرعات الأكبر من سرعة الضوء”. يقول الفيزيائي أندريه دراجانمن جامعة وارسو في بولندا.
هذه الدراسة الجديدة مبنية على عمل سابق من قبل بعض نفس الباحثين الذين افترضوا أن المنظورات الفائقة اللمعان يمكن أن تساعد في ربط ميكانيكا الكم بنظرية أينشتاين نظرية النسبية الخاصة – فرعين من الفيزياء لا يمكن حاليًا التوفيق بينهما في نظرية شاملة واحدة تصف الجاذبية بنفس الطريقة التي نفسر بها القوى الأخرى.
لم يعد من الممكن نمذجة الجسيمات ككائنات نقطية في هذا الإطار ، كما يمكننا في المنظور العادي ثلاثي الأبعاد (بالإضافة إلى الوقت) للكون.
بدلاً من ذلك ، لفهم ما قد يراه المراقبون وكيف يتصرف الجسيم الفائق اللمعان ، يجب أن ننظر إلى أنواع نظريات المجال التي تكمن وراء فيزياء الكم.
بناءً على هذا النموذج الجديد ، ستبدو الأجسام الفائقة اللمعان مثل جسيم يتمدد مثل فقاعة في الفضاء – يشبه إلى حد كبير موجة عبر حقل. من ناحية أخرى ، فإن الجسم عالي السرعة “يواجه” عدة تأخيرات مختلفة.
ومع ذلك ، فإن سرعة الضوء في الفراغ ستبقى ثابتة حتى بالنسبة للمراقبين الذين يسيرون أسرع منها ، مما يحافظ على أحد المبادئ الأساسية لأينشتاين – وهو مبدأ لم يُفكر سابقًا إلا فيما يتعلق بالمراقبين الذين يسيرون أبطأ من سرعة الضوء (مثل جميع نحن).
“هذا التعريف الجديد يحافظ على افتراض آينشتاين حول ثبات سرعة الضوء في الفراغ حتى بالنسبة للمراقبين الفائقين” ، يقول دراغان.
“لذلك ، لا تبدو نسبتنا الخاصة الممتدة كفكرة غريبة بشكل خاص.”
ومع ذلك ، يدرك الباحثون أن الانتقال إلى نموذج 1 + 3 للزمكان يثير أسئلة جديدة ، حتى عندما يجيب على الآخرين. يقترحون أن هناك حاجة لتوسيع نظرية النسبية الخاصة لدمج إطارات مرجعية أسرع من الضوء.
قد يشمل هذا الاقتراض من نظرية المجال الكمومي: مزيج من المفاهيم من النسبية الخاصة وميكانيكا الكم ونظرية المجال الكلاسيكية (التي تهدف إلى التنبؤ بكيفية تفاعل المجالات الفيزيائية مع بعضها البعض).
إذا كان علماء الفيزياء على حق ، فإن الجسيمات في الكون ستتمتع جميعًا بخصائص غير عادية في النسبية الخاصة الممتدة.
أحد الأسئلة التي أثارها البحث هو ما إذا كنا سنكون قادرين على مراقبة هذا السلوك الممتد أم لا – لكن الإجابة على ذلك ستستغرق الكثير من الوقت والكثير من العلماء.
“الاكتشاف التجريبي البسيط لجسيم أساسي جديد هو إنجاز حاصل على جائزة نوبل يمكن تحقيقه في فريق بحث كبير يستخدم أحدث التقنيات التجريبية ،” يقول الفيزيائي كرزيستوف تورزينسكيمن جامعة وارسو.
“ومع ذلك ، نأمل في تطبيق نتائجنا على فهم أفضل لظاهرة كسر التناظر التلقائي المرتبطة بكتلة جسيم هيغز والجسيمات الأخرى في النموذج القياسيخاصة في بدايات الكون “.
تم نشر البحث في الجاذبية الكلاسيكية والكمية.
