Ինչը կարող է լինել ավելի արագ, քան լույսի արագությունը: Հայտնաբերվել են մասնիկներ, որոնք շարժվում են ավելի արագ, քան լույսի արագությունը: ՍՍ շարժման դժվար դեպքեր

Ինչպես գիտեք, ֆոտոնները՝ լույսի մասնիկները, որոնցից այն բաղկացած է, շարժվում են լույսի արագությամբ։ Այս հարցում մեզ կօգնի հարաբերականության հատուկ տեսությունը։

Գիտաֆանտաստիկ ֆիլմերում միջաստղային տիեզերանավերը առանց բացառության թռչում են գրեթե լույսի արագությամբ։ Սովորաբար սա գիտաֆանտաստիկ գրողների, այսպես կոչված, հիպերարագությունն է։ Ե՛վ գրողները, և՛ կինոռեժիսորները նրան մոտավորապես նույն կերպ են նկարագրում և ցույց տալիս նրան։ գեղարվեստական սարք. Ամենից հաճախ, որպեսզի նավը արագ ցատկ կատարի, հերոսները քաշում կամ սեղմում են կառավարման կոճակը և փոխադրամիջոցակնթարթորեն արագանում է՝ արագանալով գրեթե լույսի արագությանը խլացուցիչ փոփով: Աստղերը, որոնք դիտողը տեսնում է նավի կողքին, նախ թարթում են, այնուհետև ամբողջությամբ ձգվում են գծերով: Բայց արդյո՞ք իրականում այսպիսի տեսք ունեն աստղերը գերարագությամբ տիեզերանավերի պատուհաններում: Հետազոտողները ասում են՝ ոչ։ Իրականում, գծով փռված աստղերի փոխարեն, նավի ուղեւորները կտեսնեին միայն վառ սկավառակ։

Եթե օբյեկտը շարժվում է գրեթե լույսի արագությամբ, ապա այն կարող է տեսնել Դոպլերի էֆեկտը գործողության մեջ: Ֆիզիկայի մեջ այսպես են կոչվում ընդունիչի արագ շարժման պատճառով հաճախականության և ալիքի երկարության փոփոխությունը։ Նավից դիտողի առջև առկայծող աստղերի լույսի հաճախականությունը այնքան կավելանա, որ տեսանելի միջակայքից այն կտեղափոխվի սպեկտրի ռենտգենյան հատված։ Աստղերը կարծես անհետանում են։ Միևնույն ժամանակ, հետո մնացած մասունքի էլեկտրամագնիսական ճառագայթման երկարությունը մեծ պայթյուն. Ֆոնային ճառագայթումը տեսանելի կդառնա և կհայտնվի որպես պայծառ սկավառակ, որը մարում է ծայրերում:

Բայց ինչպիսի՞ն է աշխարհը լույսի արագությանը հասնող առարկայի կողմից: Ինչպես գիտեք, ֆոտոնները՝ լույսի մասնիկները, որոնցից այն բաղկացած է, շարժվում են նման արագությամբ։ Այս հարցում մեզ կօգնի հարաբերականության հատուկ տեսությունը։ Ըստ այդմ, երբ առարկան կամայականորեն երկար ժամանակ շարժվում է լույսի արագությամբ, այդ օբյեկտի շարժման վրա ծախսվող ժամանակը հավասարվում է զրոյի։ պարզ լեզվով, եթե շարժվում ես լույսի արագությամբ, ապա անհնար է որևէ գործողություն կատարել՝ դիտել, տեսնել, տեսնել և այլն։ Լույսի արագությամբ ընթացող առարկան իրականում ոչինչ չի տեսնի:

Ֆոտոնները միշտ շարժվում են լույսի արագությամբ։ Նրանք ժամանակ չեն վատնում արագանալով և դանդաղեցնելով, ուստի նրանց ողջ կյանքը տևում է զրոյական ժամանակ: Եթե մենք ֆոտոններ լինեինք, ապա մեր ծննդյան և մահվան պահերը կհամընկնեին, այսինքն՝ մենք պարզապես չէինք հասկանա, որ աշխարհն ընդհանրապես գոյություն ունի։ Հարկ է նշել, որ եթե առարկան արագանում է մինչև լույսի արագությունը, ապա նրա արագությունը բոլոր հղման շրջանակներում հավասարվում է լույսի արագությանը: Ահա այսպիսի ֆոտոֆիզիկա. Կիրառելով հարաբերականության հատուկ տեսությունը՝ կարող ենք եզրակացնել, որ լույսի արագությամբ շարժվող օբյեկտի համար ամբողջ աշխարհըկհայտնվի անսահմանորեն հարթեցված, և դրանում տեղի ունեցող բոլոր իրադարձությունները տեղի կունենան մի պահի:

Բայց պարզվեց, որ դա հնարավոր է; հիմա նրանք հավատում են, որ մենք երբեք չենք կարողանա լույսից ավելի արագ ճանապարհորդել...»: Բայց իրականում ճիշտ չէ, որ ինչ-որ մեկը մի ժամանակ հավատում էր, որ շարժվելը ձայնից ավելի արագանհնարին. Գերձայնային ինքնաթիռների հայտնվելուց շատ առաջ արդեն հայտնի էր, որ փամփուշտներն ավելի արագ են շարժվում, քան ձայնը: Փաստորեն, ասվում էր, որ դա անհնար է վերահսկվում էգերձայնային թռիչք, և դա էր սխալը: ՍՍ շարժումը լրիվ այլ խնդիր է։ Ի սկզբանե պարզ էր, որ գերձայնային թռիչքին խոչընդոտում էին տեխնիկական խնդիրները, որոնք պարզապես պետք է լուծվեին: Բայց բոլորովին անհասկանալի է, թե երբևէ կարող են լուծվել այն խնդիրները, որոնք խանգարում են ՍՍ շարժմանը։ Հարաբերականության տեսությունն այս մասին շատ բան ունի ասելու։ Եթե SS-ի ճանապարհորդությունը կամ նույնիսկ ազդանշանի փոխանցումը հնարավոր է, ապա պատճառահետևանքային կապը կխախտվի, և դրանից կբխեն բացարձակապես անհավանական եզրակացություններ։

Մենք նախ կքննարկենք ՍԴ միջնորդության պարզ դեպքերը: Մենք դրանք նշում ենք ոչ թե այն պատճառով, որ դրանք հետաքրքիր են, այլ այն պատճառով, որ դրանք նորից ու նորից հայտնվում են ՀՊԾ շարժման քննարկումներում, և հետևաբար դրանց հետ պետք է զբաղվել: Այնուհետև կքննարկենք ՀՊԾ շարժման կամ հաղորդակցության, մեր կարծիքով, բարդ դեպքերը և կդիտարկենք դրանց դեմ որոշ փաստարկներ։ Ի վերջո, մենք կդիտարկենք ամենալուրջ ենթադրությունները իրական ՀՊԾ շարժման մասին։

Պարզ SS քայլ

1. Չերենկովյան ճառագայթման երեւույթը

Լույսից ավելի արագ շարժվելու եղանակներից մեկը նախ դանդաղեցնելն է հենց լույսը: :-) Վակուումում լույսը շարժվում է արագությամբ գ, և այս արժեքը համաշխարհային հաստատուն է (տես հարցը հաստատուն է արդյոք լույսի արագությունը), և ավելի խիտ միջավայրում, ինչպիսին է ջուրը կամ ապակին, այն դանդաղում է մինչև արագությունը։ c/n, Որտեղ nմիջավայրի բեկման ինդեքսն է (օդի համար 1,0003, ջրի համար՝ 1,4)։ Հետևաբար, մասնիկները կարող են ավելի արագ շարժվել ջրում կամ օդում, քան լույսն այնտեղ է: Արդյունքում առաջանում է Վավիլով-Չերենկովյան ճառագայթում (տե՛ս հարցը):

Բայց երբ մենք խոսում ենք ՍՍ շարժման մասին, մենք, իհարկե, նկատի ունենք լույսի արագության գերազանցումը վակուումում։ գ(299 792 458 մ/վ): Ուստի Չերենկովյան ֆենոմենը չի կարելի ՍՍ շարժման օրինակ համարել։

2. Երրորդ կողմ

Եթե հրթիռը Աարագությամբ թռչում է ինձնից 0,6 վրկարևմուտքը և մյուսը Բ- ինձնից արագությամբ 0,6 վրկարևելք, ապա միջև ընդհանուր հեռավորությունը ԱԵվ Բիմ հղման շրջանակում աճում է արագությամբ 1.2c. Այսպիսով, տեսանելի հարաբերական արագություն ավելի մեծ է, քան c-ը, կարելի է դիտարկել «երրորդ կողմից»:

Այնուամենայնիվ, այս արագությունը այն չէ, ինչ մենք սովորաբար հասկանում ենք հարաբերական արագությամբ: Իրական հրթիռային արագություն Ահրթիռի վերաբերյալ Բ- սա հրթիռների միջև հեռավորության աճի տեմպն է, որը դիտորդը դիտում է հրթիռի մեջ Բ. Երկու արագություն պետք է գումարվի ըստ արագությունների գումարման հարաբերականության բանաձևի (տե՛ս հարցը, թե ինչպես կարելի է գումարել արագությունները կոնկրետ հարաբերականության մեջ): Այս դեպքում հարաբերական արագությունը մոտավորապես է 0.88c, այսինքն՝ գերլուսավոր չէ։

3. Ստվերներ և նապաստակներ

Մտածեք, թե որքան արագ կարող է շարժվել ստվերը: Եթե մոտակա լամպից ձեր մատից հեռավոր պատի վրա ստվեր եք ստեղծում, այնուհետև շարժում եք ձեր մատը, ապա ստվերը շատ ավելի արագ է շարժվում, քան ձեր մատը: Եթե մատը շարժվում է պատին զուգահեռ, ապա ստվերի արագությունը կլինի Դ/դմատի արագությունից անգամ, որտեղ դհեռավորությունն է մատից մինչև լամպը, և Դ- հեռավորությունը լամպից պատին. Եվ դուք կարող եք ավելի մեծ արագություն ստանալ, եթե պատը գտնվում է անկյան տակ: Եթե պատը շատ հեռու է, ապա ստվերի շարժումը հետ կմնա մատի շարժումից, քանի որ լույսը դեռ պետք է թռչի մատից պատին, բայց այնուամենայնիվ ստվերի արագությունը նույնքան անգամ ավելի մեծ կլինի։ Այսինքն՝ ստվերի արագությունը լույսի արագությամբ չի սահմանափակվում։

Բացի ստվերներից, նապաստակները կարող են շարժվել նաև լույսից ավելի արագ, օրինակ՝ լազերային ճառագայթից մի բիծ՝ ուղղված դեպի լուսին: Իմանալով, որ մինչև Լուսին հեռավորությունը 385000 կմ է, փորձեք հաշվարկել նապաստակի արագությունը, եթե լազերը մի փոքր շարժեք։ Կարելի է մտածել նաև ծովի ալիքի մասին, որը շեղ հարվածում է ափին: Ի՞նչ արագությամբ կարող է շարժվել այն կետը, որով ճեղքվում է ալիքը:

Նմանատիպ բաներ կարող են լինել բնության մեջ։ Օրինակ, պուլսարի լույսի ճառագայթը կարող է սանրել փոշու ամպի միջով: Պայծառ բռնկումը առաջացնում է լույսի կամ այլ ճառագայթման ընդարձակվող թաղանթ: Երբ այն անցնում է մակերեսը, այն ստեղծում է լույսի օղակ, որն աճում է ավելի արագ, քան լույսի արագությունը: Բնության մեջ դա տեղի է ունենում, երբ կայծակից էլեկտրամագնիսական իմպուլսը հասնում է վերին մթնոլորտ:

Այս ամենը լույսից ավելի արագ շարժվող իրերի օրինակներ էին, բայց որոնք ֆիզիկական մարմիններ չէին: Ստվերի կամ նապաստակի օգնությամբ դուք չեք կարող փոխանցել CC հաղորդագրություն, ուստի լույսից ավելի արագ հաղորդակցություն հնարավոր չէ: Եվ կրկին, սա այն չէ, ինչ մենք ուզում ենք հասկանալ CC շարժումով, չնայած պարզ է դառնում, թե որքան դժվար է որոշել, թե կոնկրետ ինչ է մեզ անհրաժեշտ (տես FTL Shears հարցը):

4. Կոշտ մարմիններ

Եթե վերցնում ես երկար կոշտ փայտը և հրում դրա մի ծայրը, մյուս ծայրը անմիջապես շարժվում է, թե ոչ: Հնարավո՞ր է այս կերպ իրականացնել հաղորդագրության SS փոխանցումը։

Այո, դա եղել է պիտիկարելի էր անել, եթե այդպիսի պինդ մարմիններ լինեին: Իրականում փայտի ծայրին հասցված հարվածի ազդեցությունը տարածվում է նրա երկայնքով տվյալ նյութում ձայնի արագությամբ, և ձայնի արագությունը կախված է նյութի առաձգականությունից և խտությունից։ Հարաբերականությունը բացարձակ սահման է դնում ցանկացած մարմինների հնարավոր կարծրության վրա, որպեսզի դրանցում ձայնի արագությունը չգերազանցի գ.

Նույնը տեղի է ունենում, եթե դուք գրավչության դաշտում եք, և սկզբում թելը կամ ձողը ուղղահայաց պահեք վերին ծայրով, ապա բաց թողեք այն։ Այն կետը, որը դուք բաց եք թողնում, անմիջապես կսկսի շարժվել, և ստորին ծայրը չի կարող ընկնել, մինչև որ բաց թողնելու ազդեցությունը չհասնի դրան ձայնի արագությամբ:

Դժվար է ձևակերպել առաձգական նյութերի ընդհանուր տեսությունը հարաբերականության տեսանկյունից, սակայն հիմնական գաղափարը կարելի է ցույց տալ նաև Նյուտոնյան մեխանիկայի օրինակով։ Կատարյալ առաձգական մարմնի երկայնական շարժման հավասարումը կարելի է ստանալ Հուկի օրենքից։ Փոփոխականներով զանգվածը մեկ միավորի երկարության համար էջև Յանգի մոդուլը Յ, երկայնական տեղաշարժ Xբավարարում է ալիքի հավասարումը.

Հարթ ալիքային լուծումը շարժվում է ձայնի արագությամբ ս, և ս 2 = Y/p. Այս հավասարումը չի ենթադրում պատճառահետևանքային ազդեցության ավելի արագ տարածման հնարավորություն ս. Այսպիսով, հարաբերականությունը տեսական սահման է դնում առաձգականության քանակի վրա. Յ < pc2. Գործնականում նույնիսկ դրան մոտ նյութեր չկան։ Ի դեպ, նույնիսկ եթե նյութում ձայնի արագությունը մոտ է գ, նյութն ինքնին չի պահանջվում, որ շարժվի հարաբերական արագությամբ։ Բայց որտեղի՞ց իմանանք, որ սկզբունքորեն այս սահմանը հաղթահարող նյութ չի կարող լինել։ Պատասխանն այն է, որ բոլոր նյութերը կազմված են մասնիկներից, որոնց փոխազդեցությունը ենթարկվում է տարրական մասնիկների ստանդարտ մոդելին, և այս մոդելում ոչ մի փոխազդեցություն չի կարող տարածվել ավելի արագ, քան լույսը (տե՛ս ստորև՝ դաշտի քվանտային տեսության մասին)։

5. Ֆազային արագություն

Նայեք այս ալիքի հավասարմանը.

Այն ունի լուծումներ, ինչպիսիք են.

Այս լուծումները սինուսային ալիքներ են, որոնք շարժվում են արագությամբ

Բայց սա ավելի արագ է, քան լույսը, ուրեմն մենք ունենք տախիոնի դաշտի հավասարումը մեր ձեռքում: Ոչ, սա պարզապես զանգվածային սկալյար մասնիկի սովորական հարաբերական հավասարումն է:

Պարադոքսը կլուծվի, եթե հասկանանք այս արագության տարբերությունը, որը նաև կոչվում է փուլային արագություն vphմեկ այլ արագությունից, որը կոչվում է խմբային արագություն vgrորը տրված է բանաձևով,

Եթե ալիքի լուծույթն ունի հաճախականության տարածում, ապա այն կունենա ալիքային փաթեթի ձև, որը շարժվում է չգերազանցող խմբային արագությամբ: գ. Միայն ալիքի գագաթները շարժվում են փուլային արագությամբ: Նման ալիքի միջոցով հնարավոր է տեղեկատվություն փոխանցել միայն խմբային արագությամբ, ուստի փուլային արագությունը մեզ տալիս է գերլուսավոր արագության ևս մեկ օրինակ, որը չի կարող տեղեկատվություն կրել։

7. Ռելյատիվիստական հրթիռ

Երկրի վրա վերահսկիչը դիտում է տիեզերանավը, որը հեռանում է 0,8 արագությամբ գ. Համաձայն հարաբերականության տեսության՝ նույնիսկ նավից ազդանշանների դոպլերային տեղաշարժը հաշվի առնելուց հետո նա կտեսնի, որ նավի վրա ժամանակը դանդաղում է, և ժամացույցներն այնտեղ դանդաղ են ընթանում 0,6 գործակցով։ Եթե նա հաշվարկի նավի անցած ճանապարհի գործակիցը բաժանելով նավի ժամացույցով չափված անցած ժամանակի վրա, ապա կստանա 4/3. գ. Սա նշանակում է, որ նավի ուղևորները միջաստղային տարածության միջով անցնում են արդյունավետ արագությամբ, որն ավելի մեծ է, քան լույսի արագությունը, որը նրանք կունենան, եթե չափվեն: Նավի ուղևորների տեսանկյունից միջաստղային հեռավորությունները ենթարկվում են Լորենցյան կծկման նույն գործակցով՝ 0,6, ինչը նշանակում է, որ նրանք նույնպես պետք է խոստովանեն, որ նրանք անցնում են հայտնի միջաստղային հեռավորությունները 4/3 արագությամբ։ գ.

Սա իրական երևույթ է և սկզբունքորեն այն կարող է օգտագործվել տիեզերական ճանապարհորդների կողմից՝ իրենց կյանքի ընթացքում հսկայական տարածություններ հաղթահարելու համար։ Եթե նրանք արագանան մշտական արագությամբ, որը հավասար է Երկրի վրա ազատ անկման արագացմանը, ապա նրանք ոչ միայն կատարյալ արհեստական ձգողականություն կունենան նավի վրա, այլև դեռ ժամանակ կունենան անցնելու Գալակտիկայով իրենց կյանքի ընդամենը 12 տարում: (Տե՛ս հարցը, որո՞նք են հարաբերական հրթիռի հավասարումները):

Սակայն սա իրական ՍՍ շարժում չէ։ Արդյունավետ արագությունը հաշվարկվում է մեկ հղման համակարգում հեռավորությունից, մյուսում՝ ժամանակից: Սա իրական արագություն չէ: Այս արագությունից շահում են միայն նավի ուղեւորները։ Դիսպետչերը, օրինակ, իր կյանքում ժամանակ չի ունենա տեսնելու, թե ինչպես են նրանք թռչում հսկայական տարածություն։

ՍՍ շարժման դժվար դեպքեր

9. Էյնշտեյնի, Պոդոլսկու, Ռոզենի պարադոքսը (EPR)

10. Վիրտուալ ֆոտոններ

11. Քվանտային թունելավորում

Իրական թեկնածուներ SS ճանապարհորդների համար

Այս բաժինը պարունակում է սպեկուլյատիվ, բայց լուրջ ենթադրություններ FTL ճանապարհորդության հնարավորության վերաբերյալ: Սրանք չեն լինի այնպիսի բաներ, որոնք սովորաբար դրվում են ՀՏՀ-ում, քանի որ դրանք ավելի շատ հարցեր են առաջացնում, քան պատասխանում: Դրանք այստեղ ներկայացված են հիմնականում ցույց տալու համար, որ այս ուղղությամբ լուրջ հետազոտություններ են իրականացվում։ Յուրաքանչյուր ուղղությամբ տրվում է միայն համառոտ ներածություն: Ավելի մանրամասն տեղեկություններ կարելի է գտնել ինտերնետում:

19. Տախիոններ

Տախիոնները հիպոթետիկ մասնիկներ են, որոնք տեղային առումով լույսից ավելի արագ են շարժվում: Դա անելու համար նրանք պետք է ունենան երևակայական զանգված, բայց նրանց էներգիան և թափը պետք է դրական լինեն։ Երբեմն կարծում են, որ նման CC մասնիկներն անհնար է հայտնաբերել, բայց իրականում այդպես հավատալու պատճառ չկա: Ստվերներն ու նապաստակները մեզ ասում են, որ գաղտագողիությունը չի բխում շարժման ԿԿ-ից:

Տախիոնները երբեք չեն նկատվել, և ֆիզիկոսների մեծ մասը կասկածում է դրանց գոյությանը: Մի անգամ ասվեց, որ փորձեր են իրականացվել՝ չափելու նեյտրինոների զանգվածը, որոնք արտանետվում են Տրիտիումի քայքայման ժամանակ, և որ այդ նեյտրինոները տախիոն են։ Սա խիստ կասկածելի է, բայց դեռ չի բացառվում։ Տախիոնային տեսություններում խնդիրներ կան, քանի որ տեսակետից հնարավոր խախտումներըպատճառականությունը, դրանք ապակայունացնում են վակուումը: Հնարավոր է, որ հնարավոր լինի շրջանցել այս խնդիրները, բայց հետո անհնար կլինի օգտագործել տախիոններ մեզ անհրաժեշտ SS հաղորդագրության մեջ:

Ճշմարտությունն այն է, որ ֆիզիկոսների մեծամասնությունը տախիոնները համարում է իրենց ոլորտի տեսությունների սխալի նշան, և լայն հանրության կողմից դրանց նկատմամբ հետաքրքրությունը խթանում է հիմնականում գիտաֆանտաստիկ գրականությունը (տես Tachyons հոդվածը):

20. Որդանանցքներ

STS ճանապարհորդության ամենահայտնի ենթադրյալ հնարավորությունը որդնածորերի օգտագործումն է: Որդանանցքները թունելներ են տարածություն-ժամանակում, որոնք տիեզերքի մի տեղն իրար են կապում մյուսի հետ: Նրանք կարող են շարժվել այս կետերի միջև ավելի արագ, քան լույսը կբռնի իր սովորական ճանապարհով: Որդանանցքները դասական ընդհանուր հարաբերականության երևույթ են, բայց դրանք ստեղծելու համար հարկավոր է փոխել տարածություն-ժամանակի տոպոլոգիան։ Դրա հնարավորությունը կարող է պարունակվել քվանտային գրավիտացիայի տեսության մեջ:

Հսկայական քանակությամբ բացասական էներգիա է անհրաժեշտ որդնածորերը բաց պահելու համար: ՄիսներԵվ Փուշառաջարկեց, որ լայնածավալ Casimir էֆեկտը կարող է օգտագործվել բացասական էներգիա առաջացնելու համար և Visserառաջարկեց լուծում՝ օգտագործելով տիեզերական լարերը: Այս բոլոր գաղափարները խիստ սպեկուլյատիվ են և կարող են պարզապես անիրատեսական լինել: Բացասական էներգիայով արտասովոր նյութը կարող է գոյություն չունենալ այն ձևով, որն անհրաժեշտ է երևույթի համար։

Թորնը պարզել է, որ եթե որդնածորերը հնարավոր լինի ստեղծել, ապա դրանք կարող են ստեղծել փակ ժամանակային օղակներ, որոնք հնարավոր կդարձնեն ժամանակում ճանապարհորդությունը: Առաջարկվել է նաև, որ քվանտային մեխանիկայի բազմաչափ մեկնաբանությունը հուշում է, որ ժամանակի ճանապարհորդությունը որևէ պարադոքս չի առաջացնի, և որ իրադարձությունները պարզապես այլ կերպ կզարգանան, երբ դուք անցնեք անցյալ: Հոքինգն ասում է, որ որդանանցքները կարող են պարզապես անկայուն լինել և, հետևաբար, գործնականում անօգտագործելի: Բայց թեման ինքնին մնում է բեղմնավոր տարածք մտքի փորձերի համար, որը թույլ է տալիս պարզել, թե ինչն է հնարավոր, և ինչը հնարավոր չէ՝ հիմնվելով ֆիզիկայի և՛ հայտնի, և՛ ենթադրյալ օրենքների վրա:
refs:
W. G. Morris և K. S. Thorne, American Journal of Physics 56 , 395-412 (1988)
W. G. Morris, K. S. Thorne և U. Yurtsever, Phys. Վեր. նամակներ 61 , 1446-9 (1988)
Matt Visser, Ֆիզիկական վերանայում D39, 3182-4 (1989)
տես նաև «Սև անցքեր և ժամանակի աղավաղումներ» Kip Thorn, Norton & co. (1994)
Բազմաշխարհի բացատրության համար տե՛ս «Իրականության գործվածքը» Դեյվիդ Դոյչ, Penguin Press:

21. Դեֆորմատորային շարժիչներ

[Ես գաղափար չունեմ, թե ինչպես դա թարգմանել: Օրիգինալ warp drive. - մոտ. թարգմանիչ
թարգմանվել է անալոգիայով «Membrane» հոդվածի հետ]

Ծուռը կարող է լինել տարածություն-ժամանակի ոլորման մեխանիզմ, որպեսզի առարկան կարողանա լույսից ավելի արագ շարժվել: Միգել Ալկաբիերհայտնի դարձավ նրանով, որ զարգացրեց երկրաչափությունը, որը նկարագրում է նման դեֆորմատորը: Տարածություն-ժամանակի աղավաղումը հնարավորություն է տալիս օբյեկտին լույսից ավելի արագ շարժվել՝ մնալով ժամանակի նման կորի վրա: Խոչընդոտները նույնն են, ինչ որդնածորեր ստեղծելիս։ Դեֆորմատոր ստեղծելու համար ձեզ անհրաժեշտ է u-ի բացասական էներգիայի խտությամբ նյութ: Նույնիսկ եթե նման նյութ հնարավոր է, դեռ պարզ չէ, թե ինչպես կարելի է այն ձեռք բերել և ինչպես օգտագործել այն դեֆորմատորի աշխատանքի համար:
նշվ M. Alcubierre, Classical and Quantum Gravity, 11 , L73-L77, (1994)

Եզրակացություն

Նախ, հեշտ չէր ընդհանուր առմամբ սահմանել, թե ինչ է նշանակում SS ճանապարհորդություն և SS հաղորդագրություն: Շատ բաներ, ինչպես ստվերները, ստիպում են CC-ին շարժվել, բայց այնպես, որ այն չի կարող օգտագործվել, օրինակ, տեղեկատվություն փոխանցելու համար: Բայց կան նաև իրական ՍՍ շարժման լուրջ հնարավորություններ, որոնք առաջարկվում են գիտական գրականության մեջ, բայց դրանց իրականացումը դեռևս տեխնիկապես անհնար է։ Հայզենբերգի անորոշության սկզբունքը անհնար է դարձնում ակնհայտ CC շարժման օգտագործումը քվանտային մեխանիկա. Հարաբերականության ընդհանուր տեսության մեջ կան ՍՍ շարժիչ միջոցներ, բայց դրանք հնարավոր չէ օգտագործել: Չափազանց քիչ հավանական է թվում, որ տեսանելի ապագայում կամ ընդհանրապես տեխնոլոգիան կկարողանա ստեղծել տիեզերանավեր SS շարժիչներով, բայց հետաքրքիր է, որ տեսական ֆիզիկան, ինչպես մենք հիմա գիտենք, վերջնականապես չի փակում SS շարժիչի դուռը: ՍՍ շարժումը գիտաֆանտաստիկ վեպերի ոճով, ըստ երևույթին, լիովին անհնար է: Ֆիզիկոսների համար հետաքրքրական է հարցը. «ինչու՞ է դա իրականում անհնար, և ի՞նչ կարելի է սովորել դրանից»:

Տեխնիկական գիտությունների դոկտոր Ա.ԳՈԼՈՒԲԵՎ.

Անցյալ տարվա կեսերին ամսագրերում սենսացիոն ռեպորտաժ հայտնվեց. Ամերիկացի հետազոտողների խումբը պարզել է, որ շատ կարճ լազերային իմպուլսը հարյուրավոր անգամ ավելի արագ է շարժվում հատուկ ընտրված միջավայրում, քան վակուումում։ Այս երևույթը բացարձակապես անհավատալի էր թվում (միջավայրում լույսի արագությունը միշտ ավելի քիչ է, քան վակուումում) և նույնիսկ կասկածներ առաջացրեց հարաբերականության հատուկ տեսության վավերականության վերաբերյալ։ Մինչդեռ գերլուսավոր ֆիզիկական օբյեկտը՝ լազերային իմպուլսը ուժեղացնող միջավայրում, առաջին անգամ հայտնաբերվել է ոչ թե 2000 թվականին, այլ 35 տարի առաջ՝ 1965 թվականին, և գերլուսավոր շարժման հնարավորությունը լայնորեն քննարկվում էր մինչև 70-ականների սկիզբը։ Այսօր այս տարօրինակ երեւույթի շուրջ քննարկումները նոր եռանդով են բորբոքվել։

«Գերլուսավոր» շարժման օրինակներ.

1960-ականների սկզբին բարձր հզորության կարճ լուսային իմպուլսներ սկսեցին ստանալ լազերային բռնկումը քվանտային ուժեղացուցիչի միջով (հակադարձ բնակչություն ունեցող միջավայր) անցնելու միջոցով։

Ուժեղացնող միջավայրում լույսի իմպուլսի սկզբնական շրջանը ուժեղացուցիչ միջավայրում առաջացնում է ատոմների խթանված արտանետում, իսկ վերջին շրջանը առաջացնում է էներգիայի կլանում նրանց կողմից: Արդյունքում դիտորդին կթվա, որ զարկերակն ավելի արագ է շարժվում, քան լույսը։

Լիջուն Վոնգի փորձ.

Թափանցիկ նյութի (օրինակ՝ ապակու) պրիզմայով անցնող լույսի ճառագայթը բեկվում է, այսինքն՝ ցրվում է։

Լույսի իմպուլսը տարբեր հաճախականությունների տատանումների ամբողջություն է։

Հավանաբար բոլորը, նույնիսկ ֆիզիկայից հեռու մարդիկ, գիտեն, որ նյութական առարկաների շարժման առավելագույն հնարավոր արագությունը կամ ցանկացած ազդանշանի տարածումը լույսի արագությունն է վակուումում: Այն նշվում է տառով Հետև կազմում է վայրկյանում 300 հազար կիլոմետր; ճշգրիտ արժեք Հետ= 299 792 458 մ/վ: Վակուումում լույսի արագությունը հիմնական ֆիզիկական հաստատուններից մեկն է։ Գերազանցող արագությունների հասնելու անհնարինությունը Հետ, բխում է Էյնշտեյնի հարաբերականության հատուկ տեսությունից (SRT): Եթե հնարավոր լիներ ապացուցել, որ գերլուսավոր արագությամբ ազդանշանների փոխանցումը հնարավոր է, հարաբերականության տեսությունը կընկներ։ Մինչ այժմ դա տեղի չի ունեցել՝ չնայած ավելի մեծ արագությունների առկայության արգելքը հերքելու բազմաթիվ փորձերին Հետ. Այնուամենայնիվ, մեջ փորձարարական ուսումնասիրություններՎերջերս ոմանք շատ հետաքրքիր երևույթներ, ցույց տալով, որ հատուկ ստեղծված պայմաններում հնարավոր է դիտել գերլուսավոր արագություններ և միևնույն ժամանակ հարաբերականության տեսության սկզբունքները չեն խախտվում։

Սկզբից հիշենք լույսի արագության խնդրի հետ կապված հիմնական ասպեկտները։ Առաջին հերթին ինչու ոչ (երբ նորմալ պայմաններ) գերազանցե՞լ լույսի սահմանը: Որովհետև այդ դեպքում խախտվում է մեր աշխարհի հիմնարար օրենքը՝ պատճառականության օրենքը, ըստ որի էֆեկտը չի կարող գերազանցել պատճառին։ Ոչ ոք երբեք չի նկատել, որ, օրինակ, արջը սկզբում սատկել է, իսկ հետո որսորդը կրակել է։ Գերազանցող արագություններով Հետ, իրադարձությունների հաջորդականությունը դառնում է հակադարձ, ժամանակի ժապավենը հետ է շրջվում։ Սա հեշտությամբ կարելի է տեսնել հետևյալ պարզ պատճառաբանությունից.

Ենթադրենք, որ մենք գտնվում ենք որոշակի տիեզերական հրաշք նավի վրա, որը շարժվում է լույսից ավելի արագ: Այնուհետև մենք աստիճանաբար կհասնեինք աղբյուրի արձակած լույսին ժամանակի ավելի վաղ և ավելի վաղ կետերում: Նախ՝ մենք կհասնեինք, ասենք, երեկ արձակված ֆոտոններին, հետո՝ նախօրեին արձակված, հետո՝ մեկ շաբաթ, մեկ ամիս, մեկ տարի առաջ և այլն։ Եթե լույսի աղբյուրը լիներ կյանքն արտացոլող հայելին, ապա մենք նախ կտեսնեինք երեկվա իրադարձությունները, ապա նախօրեին և այլն: Մենք կարող էինք տեսնել, ասենք, մի ծերունու, որը կամաց-կամաց վերածվում է միջին տարիքի տղամարդու, հետո երիտասարդի, երիտասարդության, երեխայի... Այսինքն՝ ժամանակը հետ կշրջվեր, ներկայից կտեղափոխվեինք անցյալ։ Պատճառն ու հետևանքն այնուհետև կփոխվեն:

Չնայած այս փաստարկը լիովին անտեսում է լույսի դիտարկման գործընթացի տեխնիկական մանրամասները, հիմնարար տեսանկյունից այն հստակ ցույց է տալիս, որ գերլուսավոր արագությամբ շարժումը հանգեցնում է մի իրավիճակի, որն անհնար է մեր աշխարհում: Այնուամենայնիվ, բնությունն էլ ավելի խիստ պայմաններ է դրել. շարժումն անհասանելի է ոչ միայն գերլուսավոր արագությամբ, այլև լույսի արագությանը հավասար արագությամբ, կարելի է միայն մոտենալ դրան: Հարաբերականության տեսությունից հետևում է, որ շարժման արագության աճով առաջանում է երեք հանգամանք՝ շարժվող օբյեկտի զանգվածը մեծանում է, չափը նվազում է շարժման ուղղությամբ և դանդաղում է ժամանակի ընթացքը այս օբյեկտի վրա (արտաքին «հանգստացող» դիտորդի տեսանկյունից): Սովորական արագությունների դեպքում այդ փոփոխությունները աննշան են, բայց քանի որ մոտենում ենք լույսի արագությանը, դրանք ավելի ու ավելի նկատելի են դառնում, իսկ սահմաններում՝ հավասար արագությամբ. Հետ, - զանգվածը դառնում է անսահման մեծ, առարկան ամբողջությամբ կորցնում է իր չափերը շարժման ուղղությամբ և ժամանակը կանգ է առնում նրա վրա։ Հետեւաբար, ոչ մի նյութական մարմին չի կարող հասնել լույսի արագությանը: Միայն լույսն ինքն ունի այդպիսի արագություն։ (Եվ նաև «ամբողջ թափանցող» մասնիկը` նեյտրինոն, որը, ինչպես ֆոտոնը, չի կարող շարժվել ավելի քիչ արագությամբ. Հետ.)

Այժմ ազդանշանի փոխանցման արագության մասին: Այստեղ տեղին է օգտագործել լույսի ներկայացումը էլեկտրամագնիսական ալիքների տեսքով։ Ի՞նչ է ազդանշանը: Սա որոշ տեղեկություններ է, որոնք պետք է փոխանցվեն: Իդեալական էլեկտրամագնիսական ալիքը խիստ մեկ հաճախականությամբ անսահման սինուսոիդ է, և այն չի կարող որևէ տեղեկություն կրել, քանի որ նման սինուսոիդի յուրաքանչյուր պարբերություն ճշգրտորեն կրկնում է նախորդը: Արագությունը, որով շարժվում է սինուսային ալիքի փուլը, այսպես կոչված, փուլային արագություն - որոշակի պայմաններում կարող է գերազանցել լույսի արագությունը վակուումում: Այստեղ սահմանափակումներ չկան, քանի որ փուլային արագությունը ազդանշանի արագությունը չէ, այն դեռ գոյություն չունի: Ազդանշան ստեղծելու համար անհրաժեշտ է ալիքի վրա ինչ-որ «նշում» անել։ Նման նշան կարող է լինել, օրինակ, ալիքի ցանկացած պարամետրի փոփոխություն՝ առատություն, հաճախականություն կամ սկզբնական փուլ: Բայց հենց որ նշանն արվում է, ալիքը կորցնում է իր սինուսոիդայնությունը։ Այն դառնում է մոդուլացված՝ բաղկացած տարբեր ամպլիտուդներով, հաճախականություններով և սկզբնական փուլերով պարզ սինուսոիդային ալիքների մի շարքից՝ ալիքների խումբ։ Մոդուլացված ալիքում նշանի շարժման արագությունը ազդանշանի արագությունն է: Միջավայրում տարածելիս այս արագությունը սովորաբար համընկնում է վերը նշված խմբի ալիքների տարածումն ամբողջությամբ բնութագրող խմբի արագության հետ (տե՛ս «Գիտություն և կյանք» թիվ 2, 2000 թ.)։ Նորմալ պայմաններում խմբի արագությունը և հետևաբար ազդանշանի արագությունը փոքր է լույսի արագությունից վակուումում։ Պատահական չէ, որ այստեղ օգտագործվում է «նորմալ պայմաններում» արտահայտությունը, քանի որ որոշ դեպքերում խմբի արագությունը կարող է գերազանցել նաև. Հետկամ նույնիսկ կորցնում է իմաստը, բայց հետո դա չի վերաբերում ազդանշանի տարածմանը: SRT-ում հաստատված է, որ անհնար է ազդանշան փոխանցել ավելի մեծ արագությամբ Հետ.

Ինչո՞ւ է այդպես։ Որովհետև ցանկացած ազդանշանի փոխանցման խոչընդոտը ավելի մեծ արագությամբ Հետգործում է նույն պատճառականության օրենքը։ Պատկերացնենք այսպիսի իրավիճակ. A ինչ-որ կետում լույսի բռնկումը (իրադարձություն 1) միացնում է սարքը, որն ուղարկում է որոշակի ռադիոազդանշան, իսկ B հեռավոր կետում, այս ռադիոազդանշանի գործողության ներքո, տեղի է ունենում պայթյուն (իրադարձություն 2): Հասկանալի է, որ 1-ին իրադարձությունը (բռնկումը) պատճառն է, իսկ իրադարձություն 2-ը (պայթյունը) այն էֆեկտն է, որը տեղի է ունենում ավելի ուշ, քան պատճառը: Բայց եթե ռադիոազդանշանը տարածվեր գերլուսավոր արագությամբ, ապա B կետի մոտ գտնվող դիտորդը նախ կտեսներ պայթյուն, և միայն այն ժամանակ, որը նրան կհասներ արագությամբ: Հետլույսի բռնկում, պայթյունի պատճառը. Այսինքն՝ այս դիտորդի համար 2-րդ իրադարձությունը տեղի կունենար 1-ից առաջ, այսինքն՝ էֆեկտը նախորդեր պատճառին։

Տեղին է ընդգծել, որ հարաբերականության տեսության «գերլուսավոր արգելքը» դրված է միայն նյութական մարմինների շարժման և ազդանշանների փոխանցման վրա։ Շատ իրավիճակներում հնարավոր է շարժվել ցանկացած արագությամբ, բայց դա կլինի ոչ նյութական առարկաների և ազդանշանների շարժում։ Օրինակ, պատկերացրեք նույն հարթության մեջ ընկած երկու բավականին երկար քանոններ, որոնցից մեկը գտնվում է հորիզոնական, իսկ մյուսը հատում է այն փոքր անկյան տակ։ Եթե առաջին գիծը տեղափոխվում է ներքև (սլաքով նշված ուղղությամբ) մեծ արագությամբ, գծերի հատման կետը կարելի է այնպես անել, որ կամայականորեն արագ վազի, բայց այս կետը նյութական մարմին չէ: Մեկ այլ օրինակ. եթե վերցնում եք լապտեր (կամ, ասենք, լազեր, որը տալիս է նեղ ճառագայթ) և արագ նկարագրում է օդում առկա աղեղը, ապա լույսի կետի գծային արագությունը հեռավորության հետ կավելանա և բավական մեծ հեռավորության վրա կգերազանցի. Հետ.Լույսի կետը կշարժվի A և B կետերի միջև գերլուսավոր արագությամբ, բայց դա ազդանշանի փոխանցում չի լինի A-ից B, քանի որ լույսի նման կետը որևէ տեղեկատվություն չի պարունակում A կետի մասին:

Թվում է, թե գերլուսավոր արագությունների հարցը լուծված է։ Սակայն 20-րդ դարի 60-ական թվականներին տեսական ֆիզիկոսները առաջ քաշեցին գերլուսավոր մասնիկների գոյության վարկածը, որոնք կոչվում են տախիոններ։ Սրանք շատ տարօրինակ մասնիկներ են. դրանք տեսականորեն հնարավոր են, բայց հարաբերականության տեսության հետ հակասություններից խուսափելու համար նրանց պետք էր նշանակել երևակայական հանգստի զանգված։ Ֆիզիկապես երևակայական զանգված գոյություն չունի, դա զուտ մաթեմատիկական աբստրակցիա է։ Այնուամենայնիվ, դա մեծ անհանգստություն չառաջացրեց, քանի որ տախիոնները չեն կարող հանգստանալ. դրանք գոյություն ունեն (եթե կան!) Միայն վակուումում լույսի արագությունը գերազանցող արագությամբ, և այս դեպքում տախիոնի զանգվածը պարզվում է իրական: Այստեղ ֆոտոնների հետ որոշակի անալոգիա կա. ֆոտոնն ունի զրոյական հանգստի զանգված, բայց դա պարզապես նշանակում է, որ ֆոտոնը չի կարող հանգիստ վիճակում լինել, լույսը չի կարող կանգնեցվել:

Ամենադժվարը, ինչպես և սպասվում էր, տախիոնի վարկածը պատճառահետևանքային օրենքի հետ հաշտեցնելն էր։ Այս ուղղությամբ արված փորձերը, թեև բավականին հնարամիտ էին, բայց ակնհայտ հաջողության չհանգեցրին։ Ոչ ոք չի կարողացել նաև փորձնականորեն գրանցել տախիոնները։ Արդյունքում հետաքրքրությունը տախիոնների նկատմամբ՝ որպես գերլուսավոր տարրական մասնիկներաստիճանաբար մարեց:

Սակայն 60-ականներին փորձնականորեն հայտնաբերվեց մի երեւույթ, որը սկզբում ֆիզիկոսներին տարակուսանքի մեջ գցեց. Սա մանրամասն նկարագրված է Ա.Ն.Օրաևսկու «Գերլուսավոր ալիքները ուժեղացնող լրատվամիջոցներում» հոդվածում (UFN No. 12, 1998): Այստեղ հակիրճ ամփոփում ենք հարցի էությունը՝ մանրամասներով հետաքրքրված ընթերցողին հղում անելով նշված հոդվածին։

Լազերների հայտնաբերումից անմիջապես հետո՝ 1960-ականների սկզբին, խնդիր առաջացավ կարճ (1 ns=10 -9 վրկ կարգի տևողությամբ) բարձր հզորության լուսային իմպուլսներ ստանալու խնդիր։ Դա անելու համար օպտիկական քվանտային ուժեղացուցիչի միջով անցավ կարճ լազերային իմպուլս։ Զարկերակը բաժանվել է ճառագայթը բաժանող հայելու միջոցով երկու մասի: Դրանցից մեկը՝ ավելի հզոր, ուղարկվել է ուժեղացուցիչի մոտ, իսկ մյուսը տարածվել է օդում և ծառայել որպես տեղեկատու իմպուլս, որի հետ հնարավոր է եղել համեմատել ուժեղացուցիչով անցած իմպուլսը։ Երկու իմպուլսներն էլ սնվում էին ֆոտոդետեկտորներին, և դրանց ելքային ազդանշանները կարող էին տեսողականորեն դիտվել օսցիլոսկոպի էկրանին: Ակնկալվում էր, որ ուժեղացուցիչով անցնող լույսի իմպուլսը դրանում որոշակի ուշացում կունենա՝ համեմատած հղման իմպուլսի հետ, այսինքն՝ ուժեղացուցիչում լույսի տարածման արագությունը կլինի ավելի քիչ, քան օդում։ Ո՞րն էր հետազոտողների զարմանքը, երբ նրանք հայտնաբերեցին, որ իմպուլսը տարածվում է ուժեղացուցիչի միջոցով ոչ միայն օդում, այլև մի քանի անգամ ավելի մեծ, քան լույսի արագությունը վակուումում:

Առաջին ցնցումից ապաքինվելուց հետո ֆիզիկոսները սկսեցին փնտրել նման անսպասելի արդյունքի պատճառը։ Հարաբերականության հատուկ տեսության սկզբունքների վերաբերյալ ոչ ոք անգամ չնչին կասկած չուներ, և հենց դա օգնեց գտնել ճիշտ բացատրությունը. եթե պահպանվեն SRT-ի սկզբունքները, ապա պատասխանը պետք է փնտրել ուժեղացնող միջավայրի հատկությունների մեջ:

Այստեղ չմանրամասնելով՝ միայն դա ենք մատնանշում մանրամասն վերլուծությունԱմրապնդող միջավայրի գործողության մեխանիզմը լիովին պարզեց իրավիճակը: Բանն այն էր, որ իմպուլսի տարածման ընթացքում ֆոտոնների կոնցենտրացիայի փոփոխությունը տեղի ունեցավ. փոփոխություն՝ պայմանավորված միջավայրի ձեռքբերման փոփոխությամբ մինչև բացասական արժեք՝ իմպուլսի հետևի մասի անցման ժամանակ, երբ միջավայրն արդեն կլանում է էներգիան, քանի որ իր սեփական պաշարն արդեն սպառվել է լույսի զարկերակին անցնելու պատճառով: Կլանումը առաջացնում է ոչ թե ավելացում, այլ իմպուլսի նվազում, և այդպիսով իմպուլսը ուժեղանում է առջևում և թուլանում նրա հետևի մասում։ Եկեք պատկերացնենք, որ զարկերակը դիտում ենք ուժեղացուցիչի միջավայրում լույսի արագությամբ շարժվող գործիքի օգնությամբ։ Եթե միջավայրը թափանցիկ լիներ, մենք կտեսնեինք անշարժության մեջ սառած իմպուլս։ Միջավայրում, որտեղ տեղի է ունենում վերը նշված գործընթացը, դիտողին կհայտնվի առաջնային եզրի ուժեղացումը և զարկերակի հետևի եզրի թուլացումը, որ միջավայրը, այսպես ասած, առաջ է մղել զարկերակը: Բայց քանի որ սարքը (դիտորդը) շարժվում է լույսի արագությամբ, իսկ իմպուլսը գերազանցում է նրան, ուրեմն իմպուլսի արագությունը գերազանցում է լույսի արագությունը։ Հենց այս էֆեկտն է գրանցվել փորձարարների կողմից։ Եվ այստեղ իսկապես ոչ մի հակասություն չկա հարաբերականության տեսության հետ. պարզապես ուժեղացման գործընթացն այնպիսին է, որ ավելի վաղ դուրս եկած ֆոտոնների կոնցենտրացիան ավելի մեծ է ստացվում, քան ավելի ուշ դուրս եկածների: Գերլուսավոր արագությամբ շարժվում են ոչ թե ֆոտոնները, այլ իմպուլսի ծրարը, մասնավորապես նրա առավելագույնը, որը նկատվում է օսցիլոսկոպի վրա։

Այսպիսով, մինչ սովորական միջավայրում միշտ լինում է լույսի թուլացում և արագության նվազում, որը որոշվում է բեկման ինդեքսով, ակտիվ լազերային միջավայրում նկատվում է ոչ միայն լույսի ուժեղացում, այլև գերլուսավոր արագությամբ իմպուլսի տարածում։

Որոշ ֆիզիկոսներ փորձել են փորձնականորեն ապացուցել թունելի էֆեկտում գերլուսավոր շարժման առկայությունը՝ քվանտային մեխանիկայի ամենազարմանալի երևույթներից մեկը։ Այս էֆեկտը կայանում է նրանում, որ միկրոմասնիկը (ավելի ճիշտ՝ միկրոօբյեկտ, որը տարբեր պայմաններում ցուցադրում է և՛ մասնիկի, և՛ ալիքի հատկությունները) ի վիճակի է ներթափանցել այսպես կոչված պոտենցիալ արգելքը՝ մի երևույթ, որը լիովին անհնար է: դասական մեխանիկա(որում անալոգիան կլինի. պատին նետված գնդակը կհայտնվի պատի մյուս կողմում, կամ պատին կապված պարանին տրվող ալիքավոր շարժումը կփոխանցվի մյուս կողմից պատին կապված պարանի): Թունելի էֆեկտի էությունը քվանտային մեխանիկայի մեջ հետևյալն է. Եթե որոշակի էներգիա ունեցող միկրոօբյեկտն իր ճանապարհին հանդիպում է միկրոօբյեկտի էներգիան գերազանցող պոտենցիալ էներգիա ունեցող տարածքի, ապա այդ տարածքը նրա համար խոչընդոտ է, որի բարձրությունը որոշվում է էներգիայի տարբերությամբ: Բայց միկրոօբյեկտը «արտահոսում» է պատնեշից։ Այս հնարավորությունը նրան տալիս է հայտնի Հայզենբերգի անորոշության առնչությունը, որը գրված է էներգիայի և փոխազդեցության ժամանակի համար։ Եթե միկրոօբյեկտի փոխազդեցությունը պատնեշի հետ տեղի է ունենում բավական որոշակի ժամանակով, ապա միկրոօբյեկտի էներգիան, ընդհակառակը, կբնութագրվի անորոշությամբ, իսկ եթե այդ անորոշությունը պատնեշի բարձրության կարգի է, ապա վերջինս դադարում է անհաղթահարելի խոչընդոտ լինել միկրոօբյեկտի համար: Պոտենցիալ պատնեշի միջով ներթափանցման արագությունն է, որը դարձել է մի շարք ֆիզիկոսների հետազոտության առարկա, ովքեր կարծում են, որ այն կարող է գերազանցել Հետ.

1998 թվականի հունիսին Քյոլնում տեղի ունեցավ գերլուսավոր շարժումների խնդիրների վերաբերյալ միջազգային սիմպոզիում, որտեղ քննարկվեցին չորս լաբորատորիաներում՝ Բերկլիում, Վիեննայում, Քյոլնում և Ֆլորենցիայում ստացված արդյունքները:

Եվ վերջապես, 2000 թվականին երկու նոր փորձեր են արձանագրվել, որոնցում ի հայտ են եկել գերլուսավոր տարածման ազդեցությունները։ Դրանցից մեկը կատարեց Լիջուն Վոնգը՝ աշխատակիցների հետ գիտահետազոտական ինստիտուտՓրինսթոնում (ԱՄՆ): Նրա արդյունքն այն է, որ լույսի զարկերակը, որը մտնում է ցեզիումի գոլորշիով լցված խցիկ, մեծացնում է դրա արագությունը 300 անգամ: Պարզվել է, որ զարկերակի հիմնական մասը հեռանում է խցիկի հեռավոր պատից նույնիսկ մինչ զարկերակը առջեւի պատի միջով խցիկ մտնելուց առաջ։ Նման իրավիճակը հակասում է ոչ միայն ողջամտությանը, այլ, ըստ էության, նաև հարաբերականության տեսությանը։

Լ. Վոնգի զեկույցը բուռն քննարկումներ առաջացրեց ֆիզիկոսների շրջանում, որոնցից շատերը հակված չեն ստացված արդյունքներում տեսնել հարաբերականության սկզբունքների խախտում։ Նրանք կարծում են, որ խնդիրը այս փորձը ճիշտ բացատրելն է:

Լ.Վոնգի փորձի ժամանակ ցեզիումի գոլորշիով խցիկ մտնող լույսի իմպուլսը մոտ 3 մկվ տևողություն է ունեցել։ Ցեզիումի ատոմները կարող են լինել տասնվեց հնարավոր քվանտային մեխանիկական վիճակներում, որոնք կոչվում են «հիմնական վիճակի հիպեր նուրբ մագնիսական ենթամակարդակներ»։ Օգտագործելով օպտիկական լազերային մղում, գրեթե բոլոր ատոմները բերվեցին այս տասնվեց վիճակներից միայն մեկին, որը համապատասխանում է գրեթե բացարձակ զրոջերմաստիճանը Քելվինի սանդղակով (-273,15 o C): Ցեզիումի խցիկի երկարությունը 6 սանտիմետր էր։ Վակուումում լույսը 6 սանտիմետր է անցնում 0,2 վրկ-ում: Ինչպես ցույց տվեցին չափումները, լույսի իմպուլսը ցեզիումով խցիկի միջով անցավ 62 վս-ով ավելի կարճ ժամանակում, քան վակուումում: Այլ կերպ ասած, զարկերակի անցման ժամանակը ցեզիումի միջավայրով ունի «մինուս» նշան: Իսկապես, եթե 0,2 ns-ից հանենք 62 նվ, ապա կստանանք «բացասական» ժամանակ։ Միջավայրում այս «բացասական ուշացումը»՝ անհասկանալի ժամանակային թռիչքը, հավասար է այն ժամանակին, որի ընթացքում զարկերակը կկազմի 310 անցում խցիկով վակուումում: Այս «ժամանակային շրջադարձի» հետևանքն այն էր, որ խցիկից դուրս եկող իմպուլսը կարողացավ նրանից հեռանալ 19 մետրով, մինչև մուտքային իմպուլսը կհասներ խցիկի մոտ պատին։ Ինչպե՞ս կարելի է բացատրել նման անհավանական իրավիճակը (եթե, իհարկե, կասկած չկա փորձի մաքրության մեջ):

Դատելով ընթացող քննարկումից՝ ճշգրիտ բացատրություն դեռ չի գտնվել, բայց կասկած չկա, որ միջավայրի անսովոր ցրման հատկությունները այստեղ դեր են խաղում. ցեզիումի գոլորշին, որը բաղկացած է լազերային լույսով գրգռված ատոմներից, անոմալ ցրվածություն ունեցող միջավայր է: Համառոտ հիշենք, թե ինչ է դա։

Նյութի ցրվածությունը ֆազային (սովորական) բեկման ցուցիչի կախվածությունն է nլույսի ալիքի երկարության վրա լ. Նորմալ ցրման դեպքում բեկման ինդեքսը մեծանում է ալիքի երկարության նվազմամբ, և դա տեղի է ունենում ապակու, ջրի, օդի և լույսի համար թափանցիկ մնացած բոլոր նյութերի դեպքում: Նյութերում, որոնք ուժեղ կլանում են լույսը, բեկման ինդեքսը փոխվում է ալիքի երկարության փոփոխության հետ և դառնում է շատ ավելի կտրուկ. Վ f > Հետ) Սա անոմալ դիսպերսիա է, որի դեպքում նյութի մեջ լույսի տարածման օրինաչափությունը արմատապես փոխվում է։ խմբային արագություն Վ cp-ն դառնում է ավելի մեծ, քան ալիքների փուլային արագությունը և կարող է գերազանցել լույսի արագությունը վակուումում (և դառնալ նաև բացասական): Լ. Վոնգը նշում է այս հանգամանքը որպես իր փորձի արդյունքները բացատրելու հնարավորության հիմքում ընկած պատճառ։ Սակայն պետք է նշել, որ պայման Վգր > Հետզուտ ձևական է, քանի որ խմբային արագության հասկացությունը ներդրվել է փոքր (նորմալ) ցրվածության դեպքում, թափանցիկ միջավայրերի համար, երբ ալիքների խումբը տարածման ընթացքում գրեթե չի փոխում իր ձևը: Անոմալ ցրվածության շրջաններում, սակայն, լույսի իմպուլսը արագորեն դեֆորմացվում է, և խմբի արագության հասկացությունը կորցնում է իր նշանակությունը. Այս դեպքում ներմուծվում են ազդանշանի արագություն և էներգիայի տարածման արագություն հասկացությունները, որոնք թափանցիկ միջավայրերում համընկնում են խմբի արագության հետ, մինչդեռ կլանող միջավայրերում դրանք մնում են լույսի արագությունից փոքր վակուումում։ Բայց ահա թե ինչն է հետաքրքիր Վոնգի փորձի մեջ. լույսի իմպուլսը, որն անցնում է անոմալ ցրվածությամբ միջավայրի միջով, չի դեֆորմացվում. այն ճշգրիտ պահպանում է իր ձևը: Եվ դա համապատասխանում է այն ենթադրությանը, որ իմպուլսը տարածվում է խմբային արագությամբ։ Բայց եթե այո, ապա պարզվում է, որ միջավայրում ներծծում չկա, թեև միջավայրի անոմալ ցրումը պայմանավորված է հենց կլանմամբ։ Ինքը՝ Վոնգը, գիտակցելով, որ շատ բան մնում է անհասկանալի, կարծում է, որ այն, ինչ տեղի է ունենում իր փորձարարական կազմաձևում, կարելի է հստակորեն բացատրել որպես առաջին մոտարկում հետևյալ կերպ.

Լույսի իմպուլսը բաղկացած է տարբեր ալիքի երկարություններով (հաճախականություններ) բազմաթիվ բաղադրիչներից։ Նկարում ներկայացված են այս բաղադրիչներից երեքը (ալիքներ 1-3): Ինչ-որ պահի բոլոր երեք ալիքները գտնվում են փուլում (դրանց առավելագույնը համընկնում են); այստեղ նրանք, գումարվելով, ուժեղացնում են միմյանց և իմպուլս են կազմում։ Քանի որ ալիքները տարածվում են տարածության մեջ, դրանք դուրս են գալիս փուլից և այդպիսով «մարում» են միմյանց։

Անոմալ ցրման շրջանում (ցեզիումի բջիջի ներսում) ալիքը, որն ավելի կարճ էր (ալիք 1) դառնում է ավելի երկար։ Եվ հակառակը, այն ալիքը, որն ամենաերկարն էր երեքից (3-րդ ալիքը), դառնում է ամենակարճը:

Հետեւաբար, համապատասխանաբար փոխվում են նաեւ ալիքների փուլերը։ Երբ ալիքներն անցնում են ցեզիումի բջիջով, նրանց ալիքի ճակատները վերականգնվում են: Անկանոն ցրվածություն ունեցող նյութում անսովոր փուլային մոդուլյացիայի ենթարկվելով՝ երեք դիտարկվող ալիքները ինչ-որ պահի նորից հայտնվում են փուլում: Այստեղ նրանք նորից գումարվում են և ձևավորում են ճիշտ նույն ձևի իմպուլսը, ինչ ցեզիումի միջավայրը մտնող զարկերակը:

Սովորաբար օդում և, իսկապես, ցանկացած սովորաբար ցրվող թափանցիկ միջավայրում, լույսի իմպուլսը չի կարող ճշգրիտ պահպանել իր ձևը հեռավոր հեռավորության վրա տարածելիս, այսինքն՝ նրա բոլոր բաղադրիչները չեն կարող փուլային լինել տարածման ճանապարհի որևէ հեռավոր կետում: Իսկ նորմալ պայմաններում նման հեռավոր կետում լույսի իմպուլս է հայտնվում որոշ ժամանակ անց։ Այնուամենայնիվ, փորձի ժամանակ օգտագործված միջավայրի անոմալ հատկությունների պատճառով հեռավոր կետում զարկերակը փուլային է այնպես, ինչպես այս միջավայր մտնելիս: Այսպիսով, լույսի իմպուլսը իրեն պահում է այնպես, կարծես թե բացասական ժամանակային ուշացում ուներ դեպի հեռավոր կետ, այսինքն՝ այն կհասներ դրան ոչ ուշ, այլ ավելի շուտ, քան կանցներ միջինը:

Ֆիզիկոսների մեծամասնությունը հակված է կապել այս արդյունքը խցիկի ցրող միջավայրում ցածր ինտենսիվության պրեկուրսորի առաջացման հետ: Բանն այն է, որ իմպուլսի սպեկտրային տարրալուծման ժամանակ սպեկտրը պարունակում է կամայականորեն բարձր հաճախականությունների բաղադրիչներ՝ աննշան ամպլիտուդով, այսպես կոչված, պրեկուրսոր, որը առաջ է անցնում զարկերակի «հիմնական մասից»։ Հաստատության բնույթը և պրեկուրսորի ձևը կախված են միջավայրում ցրման օրենքից: Սա հաշվի առնելով՝ Վոնգի փորձի իրադարձությունների հաջորդականությունը առաջարկվում է մեկնաբանել հետևյալ կերպ. Մուտք ալիքը, իր առաջ «ձգելով» ավետաբերը, մոտենում է տեսախցիկին. Մինչ ներգնա ալիքի գագաթնակետը դիպչում է խցիկի մոտ պատին, պրեկուրսորը սկսում է խցիկում զարկերակի տեսքը, որը հասնում է հեռավոր պատին և արտացոլվում դրանից՝ ձևավորելով «հակադարձ ալիք»։ Այս ալիքը 300 անգամ ավելի արագ է տարածվում Հետ, հասնում է մոտ պատին ու հանդիպում ներհոսող ալիքին։ Մի ալիքի գագաթները հանդիպում են մյուսի տաշտակներին, այնպես որ նրանք ջնջում են միմյանց և ոչինչ չի մնում: Պարզվում է, որ մուտքային ալիքը «պարտքը վերադարձնում է» ցեզիումի ատոմներին, որոնք «փոխառությամբ» էներգիա են վերցրել նրան խցիկի մյուս ծայրում։ Ինչ-որ մեկը, ով դիտում էր փորձի միայն սկիզբն ու վերջը, կտեսներ միայն լույսի զարկերակը, որը ժամանակի ընթացքում «ցատկեց» առաջ՝ ավելի արագ շարժվելով։ Հետ.

Լ.Վոնգը կարծում է, որ իր փորձը չի համապատասխանում հարաբերականության տեսությանը։ Գերլուսավոր արագության անհասանելիության մասին հայտարարությունը, նրա կարծիքով, կիրառելի է միայն հանգստի զանգված ունեցող առարկաների համար։ Լույսը կարող է ներկայացվել կա՛մ ալիքների տեսքով, որոնց նկատմամբ զանգված հասկացությունն ընդհանրապես կիրառելի չէ, կա՛մ հանգստի զանգված ունեցող ֆոտոնների տեսքով, ինչպես հայտնի է, հավասար է զրոյի։ Հետևաբար, վակուումում լույսի արագությունը, ըստ Վոնգի, սահմանը չէ։ Այնուամենայնիվ, Վոնգը խոստովանում է, որ իր հայտնաբերած էֆեկտը հնարավորություն չի տալիս տեղեկատվություն փոխանցել ավելի մեծ արագությամբ, քան Հետ.

«Այստեղ տեղեկատվությունը արդեն պարունակվում է զարկերակի առաջնային եզրին», - ասում է ԱՄՆ-ի Լոս Ալամոսի ազգային լաբորատորիայի ֆիզիկոս Պ. Միլոննին:

Ֆիզիկոսների մեծ մասը կարծում է, որ նոր աշխատանքջախջախիչ հարված չի հասցնում հիմնարար սկզբունքներին. Բայց ոչ բոլոր ֆիզիկոսներն են հավատում, որ խնդիրը լուծված է։ Պրոֆեսոր Ա. Ռանֆագնին, իտալական հետազոտական խմբից, որը մեկ այլ հետաքրքիր փորձ է իրականացրել 2000 թվականին, ասում է, որ հարցը դեռ բաց է: Այս փորձը, որն իրականացվել է Դանիել Մուգնայի, Անեդիո Ռանֆագնիի և Ռոկո Ռուջերիի կողմից, պարզել է, որ սանտիմետրանոց ռադիոալիքները տարածվում են սովորական օդում գերազանցող արագությամբ։ Հետ 25%-ով։

Ամփոփելով՝ կարող ենք ասել հետևյալը. Աշխատանքներ վերջին տարիներինցույց տալ, որ որոշակի պայմաններում գերլուսավոր արագությունը իսկապես կարող է տեղի ունենալ: Բայց իրականում ի՞նչն է շարժվում գերլուսավոր արագությամբ: Հարաբերականության տեսությունը, ինչպես արդեն նշվեց, արգելում է նման արագություն նյութական մարմինների և տեղեկատվություն կրող ազդանշանների համար։ Այնուամենայնիվ, որոշ հետազոտողներ շատ համառորեն փորձում են ցույց տալ լուսային պատնեշի հաղթահարումը հատուկ ազդանշանների համար: Դրա պատճառը կայանում է նրանում, որ հարաբերականության հատուկ տեսության մեջ չկա խիստ մաթեմատիկական հիմնավորում (հիմնված, ասենք, Մաքսվելի էլեկտրամագնիսական դաշտի հավասարումների վրա) ավելի մեծ արագությամբ ազդանշաններ փոխանցելու անհնարինության համար: Հետ. SRT-ում նման անհնարինությունը հաստատված է, կարելի է ասել, զուտ թվաբանությամբ՝ հիմնվելով արագությունների գումարման Էյնշտեյնի բանաձևի վրա, բայց հիմնարար կերպով դա հաստատվում է պատճառականության սկզբունքով։ Ինքը՝ Էյնշտեյնը, հաշվի առնելով գերլուսավոր ազդանշանի փոխանցման հարցը, գրել է, որ այս դեպքում «...մենք ստիպված ենք հնարավոր համարել ազդանշանի փոխանցման մեխանիզմ, որում ձեռք բերված գործողությունը նախորդում է պատճառին։ V > գՊատճառականության սկզբունքն այն անկյունաքարն է, որի հիմքում ընկած է գերլուսավոր ազդանշանի հաղորդման անհնարինությունը: Եվ այս քարը, ըստ երևույթին, կսայթաքի գերլուսավոր ազդանշանների բոլոր որոնումները առանց բացառության, անկախ նրանից, թե որքանով փորձարարները կցանկանան հայտնաբերել այդպիսի ազդանշաններ, քանի որ այդպիսին է մեր աշխարհի բնույթը:

Եզրափակելով, հարկ է ընդգծել, որ վերը նշված բոլորը վերաբերում են հատկապես մեր աշխարհին, մեր Տիեզերքին: Նման վերապահումն արվել է, քանի որ վերջերս աստղաֆիզիկայում և տիեզերաբանության մեջ ի հայտ են եկել նոր վարկածներ, որոնք թույլ են տալիս մեզանից թաքնված բազմաթիվ Տիեզերքների գոյությունը, որոնք կապված են տոպոլոգիական թունելներով՝ ցատկերներով։ Այս տեսակետը կիսում է, օրինակ, հայտնի աստղաֆիզիկոս Ն. Ս. Քարդաշևը։ Դրսի դիտորդի համար այս թունելների մուտքերը նշվում են անոմալ գրավիտացիոն դաշտերով, որոնք նման են սև խոռոչներին: Նման թունելներում շարժումները, ինչպես առաջարկում են վարկածների հեղինակները, հնարավորություն կտան շրջանցել սովորական տարածության մեջ լույսի արագությամբ սահմանված արագության սահմանը և, հետևաբար, կյանքի կոչել ժամանակի մեքենա ստեղծելու գաղափարը… Հնարավոր է, որ նման Տիեզերքերում մեզ համար անսովոր բաներ իսկապես կարող են տեղի ունենալ: Եվ չնայած մինչ այժմ նման վարկածները չափազանց շատ են հիշեցնում սյուժեները գիտաֆանտաստիկա, հազիվ թե պետք է կտրականապես մերժել նյութական աշխարհի կառուցվածքի բազմատարր մոդելի հիմնարար հնարավորությունը։ Ուրիշ բան, որ մնացած բոլոր Տիեզերքները, ամենայն հավանականությամբ, կմնան մեր Տիեզերքում ապրող տեսական ֆիզիկոսների զուտ մաթեմատիկական կոնստրուկցիաներ, որոնք իրենց մտքերի ուժով փորձում են գտնել մեզ համար փակ աշխարհները...

Տեսեք նույն թեմայով սենյակում

Բեյլորի համալսարանի աստղաֆիզիկոսները (ԱՄՆ) մշակել են հիպերտիեզերական շարժիչի մաթեմատիկական մոդել, որը թույլ է տալիս հաղթահարել տիեզերական տարածությունները լույսի արագությունից 10³² անգամ ավելի արագությամբ, ինչը թույլ է տալիս մի քանի ժամվա ընթացքում թռչել հարևան գալակտիկա և վերադառնալ:

Թռիչքի ժամանակ մարդիկ չեն զգա այն ծանրաբեռնվածությունը, որը զգացվում է ժամանակակից ինքնաթիռներում, սակայն նման շարժիչը մետաղի մեջ կարող է հայտնվել միայն մի քանի հարյուր տարի հետո։

Շարժիչ մեխանիզմը հիմնված է տիեզերական դեֆորմացիայի շարժիչի (Warp Drive) սկզբունքի վրա, որն առաջարկվել է 1994 թվականին մեքսիկացի ֆիզիկոս Միգել Ալկուբիերի կողմից։ Ամերիկացիներին մնում էր միայն կատարելագործել մոդելը և կատարել ավելի մանրամասն հաշվարկներ։
«Եթե դուք սեղմում եք տիեզերքը նավի առջև և ընդհակառակը, ընդարձակվում եք նրա հետևում, ապա նավի շուրջը հայտնվում է տիեզերական-ժամանակային պղպջակ,- ասում է հետազոտության հեղինակներից մեկը՝ Ռիչարդ Օբուսին։- Այն պարուրում է նավը և դուրս է բերում այն սովորական աշխարհից իր կոորդինատային համակարգում։ tude»:

Ենթադրաբար, նավի շուրջ տարածությունը կկարողանա դեֆորմացվել մութ էներգիայի պատճառով, որը մինչ այժմ չի ուսումնասիրվել։ «Մութ էներգիան շատ վատ ուսումնասիրված նյութ է, որը հայտնաբերվել է համեմատաբար վերջերս և բացատրում է, թե ինչու են գալակտիկաները թվում է, թե թռչում են միմյանցից», - ասում է Սերգեյ Պոպովը, Մոսկվայի պետական համալսարանի Sternberg պետական աստղագիտական ինստիտուտի հարաբերականության աստղաֆիզիկայի բաժնի ավագ գիտաշխատող: «Կան դրա մի քանի մոդելներ:

Տիեզերքի նման «վարքագիծը» կարելի է բացատրել «լարերի տեսությամբ», ըստ որի մեր ողջ տարածությունը ներծծված է բազմաթիվ այլ չափումներով։ Նրանց փոխազդեցությունը միմյանց հետ առաջացնում է վանող ուժ, որն ունակ է ընդարձակել ոչ միայն նյութը, ինչպես օրինակ գալակտիկաները, այլև բուն տիեզերքի մարմինը։ Այս էֆեկտը կոչվում է «Տիեզերքի ինֆլյացիա»։

«Իր գոյության առաջին վայրկյաններից Տիեզերքը ձգվում է,- բացատրում է ֆիզիկամաթեմատիկական գիտությունների դոկտոր, Լեբեդևի ֆիզիկայի ինստիտուտի աստղատիեզերական կենտրոնի աշխատակից Ռուսլան Մեցաևը:- Եվ այս գործընթացը շարունակվում է մինչ օրս»: Այս ամենը իմանալով՝ կարելի է փորձել արհեստականորեն ընդլայնել կամ նեղացնել տարածությունը։ Դա անելու համար ենթադրվում է, որ այն կազդի այլ հարթությունների վրա, այդպիսով մեր աշխարհի տարածքի մի կտոր մութ էներգիայի ուժերի ազդեցության տակ կսկսի շարժվել ճիշտ ուղղությամբ:

Այս դեպքում հարաբերականության տեսության օրենքները չեն խախտվում։ Պղպջակի ներսում կմնան ֆիզիկական աշխարհի նույն օրենքները, և լույսի արագությունը կլինի սահմանը: Այս իրավիճակը չի վերաբերում, այսպես կոչված, երկվորյակ էֆեկտին, որը պատմում է, թե երբ տիեզերական ճամփորդությունլույսի արագությամբ նավի ներսում ժամանակը զգալիորեն դանդաղում է, և տիեզերագնացը, վերադառնալով Երկիր, կհանդիպի իր երկվորյակ եղբորը՝ արդեն շատ ծեր տղամարդու։ Warp Drive շարժիչը վերացնում է այս դժվարությունը, քանի որ այն մղում է տարածությունը, ոչ թե նավը:

Ամերիկացիներն արդեն գտել են ապագա թռիչքի թիրախը։ Սա Gliese 581 (Gliese 581) մոլորակն է, որի վրա կլիմայական պայմանները և ձգողականությունը մոտենում են երկրին: Մինչև դրա հեռավորությունը 20 լուսային տարի է, և եթե նույնիսկ Warp Drive-ը աշխատի տրիլիոն անգամ ավելի թույլ, քան առավելագույն հզորությունը, ճանապարհորդության ժամանակը կկազմի ընդամենը մի քանի վայրկյան:

FTL ճանապարհորդությունը տիեզերական գիտաֆանտաստիկայի հիմքերից մեկն է: Այնուամենայնիվ, հավանաբար բոլորը, նույնիսկ ֆիզիկայից հեռու մարդիկ, գիտեն, որ նյութական առարկաների շարժման առավելագույն հնարավոր արագությունը կամ ցանկացած ազդանշանի տարածումը լույսի արագությունն է վակուումում: Այն նշվում է c տառով և կազմում է վայրկյանում գրեթե 300 հազար կիլոմետր; ճշգրիտ արժեքը c = 299 792 458 մ / վ:

Վակուումում լույսի արագությունը հիմնական ֆիզիկական հաստատուններից մեկն է։ C-ից գերազանցող արագությունների հասնելու անհնարինությունը բխում է Էյնշտեյնի հարաբերականության հատուկ տեսությունից (SRT): Եթե հնարավոր լիներ ապացուցել, որ գերլուսավոր արագությամբ ազդանշանների փոխանցումը հնարավոր է, հարաբերականության տեսությունը կընկներ։ Մինչ այժմ դա տեղի չի ունեցել, չնայած c-ից ավելի արագությունների գոյության արգելքը հերքելու բազմաթիվ փորձերին։ Այնուամենայնիվ, վերջին փորձնական ուսումնասիրությունները բացահայտեցին մի քանի շատ հետաքրքիր երևույթներ, որոնք ցույց են տալիս, որ հատուկ ստեղծված պայմաններում հնարավոր է դիտել գերլուսավոր արագություններ՝ չխախտելով հարաբերականության տեսության սկզբունքները։

Սկզբից հիշենք լույսի արագության խնդրի հետ կապված հիմնական ասպեկտները։

Նախ՝ ինչո՞ւ է անհնար (նորմալ պայմաններում) լույսի սահմանը գերազանցելը։ Որովհետև այդ դեպքում խախտվում է մեր աշխարհի հիմնարար օրենքը՝ պատճառականության օրենքը, ըստ որի էֆեկտը չի կարող գերազանցել պատճառին։ Ոչ ոք երբեք չի նկատել, որ, օրինակ, արջը սկզբում սատկել է, իսկ հետո որսորդը կրակել է։ C-ից գերազանցող արագության դեպքում իրադարձությունների հաջորդականությունը փոխվում է, ժամանակի ժապավենը հետ է պտտվում: Սա հեշտությամբ կարելի է տեսնել հետևյալ պարզ պատճառաբանությունից.

Չնայած այս փաստարկը լիովին անտեսում է լույսի դիտարկման գործընթացի տեխնիկական մանրամասները, հիմնարար տեսանկյունից այն հստակ ցույց է տալիս, որ գերլուսավոր արագությամբ շարժումը հանգեցնում է մի իրավիճակի, որն անհնար է մեր աշխարհում: Այնուամենայնիվ, բնությունն էլ ավելի խիստ պայմաններ է դրել. շարժումն անհասանելի է ոչ միայն գերլուսավոր արագությամբ, այլև լույսի արագությանը հավասար արագությամբ, կարելի է միայն մոտենալ դրան: Հարաբերականության տեսությունից հետևում է, որ շարժման արագության աճով առաջանում է երեք հանգամանք՝ շարժվող օբյեկտի զանգվածը մեծանում է, չափը նվազում է շարժման ուղղությամբ և դանդաղում է ժամանակի ընթացքը այս օբյեկտի վրա (արտաքին «հանգստացող» դիտորդի տեսանկյունից): Սովորական արագությունների դեպքում այս փոփոխությունները աննշան են, բայց քանի որ մոտենում ենք լույսի արագությանը, դրանք ավելի ու ավելի նկատելի են դառնում, իսկ սահմանի մեջ՝ c-ին հավասար արագությամբ, զանգվածը դառնում է անսահման մեծ, առարկան ամբողջությամբ կորցնում է իր չափը շարժման ուղղությամբ, և ժամանակը կանգ է առնում դրա վրա: Հետեւաբար, ոչ մի նյութական մարմին չի կարող հասնել լույսի արագությանը: Միայն լույսն ինքն ունի այդպիսի արագություն։ (Եվ նաև «ամբողջ թափանցող» մասնիկ՝ նեյտրինո, որը, ինչպես ֆոտոնը, չի կարող շարժվել c-ից պակաս արագությամբ):

Այժմ ազդանշանի փոխանցման արագության մասին: Այստեղ տեղին է օգտագործել լույսի ներկայացումը էլեկտրամագնիսական ալիքների տեսքով։ Ի՞նչ է ազդանշանը: Սա որոշ տեղեկություններ է, որոնք պետք է փոխանցվեն: Իդեալական էլեկտրամագնիսական ալիքը խիստ մեկ հաճախականությամբ անսահման սինուսոիդ է, և այն չի կարող որևէ տեղեկություն կրել, քանի որ նման սինուսոիդի յուրաքանչյուր պարբերություն ճշգրտորեն կրկնում է նախորդը: Սինուսոիդային ալիքի փուլի շարժման արագությունը, այսպես կոչված, փուլային արագությունը, միջավայրում որոշակի պայմաններում կարող է գերազանցել լույսի արագությունը վակուումում: Այստեղ սահմանափակումներ չկան, քանի որ փուլային արագությունը ազդանշանի արագությունը չէ, այն դեռ գոյություն չունի: Ազդանշան ստեղծելու համար անհրաժեշտ է ալիքի վրա ինչ-որ «նշում» անել։ Նման նշան կարող է լինել, օրինակ, ալիքի ցանկացած պարամետրի փոփոխություն՝ առատություն, հաճախականություն կամ սկզբնական փուլ: Բայց հենց որ նշանն արվում է, ալիքը կորցնում է իր սինուսոիդայնությունը։ Այն դառնում է մոդուլացված՝ բաղկացած տարբեր ամպլիտուդներով, հաճախականություններով և սկզբնական փուլերով պարզ սինուսոիդային ալիքների մի շարքից՝ ալիքների խումբ։ Մոդուլացված ալիքում նշանի շարժման արագությունը ազդանշանի արագությունն է: Միջավայրում տարածելիս այս արագությունը սովորաբար համընկնում է վերը նշված խմբի ալիքների տարածումն ամբողջությամբ բնութագրող խմբի արագության հետ (տե՛ս «Գիտություն և կյանք» թիվ 2, 2000 թ.)։ Նորմալ պայմաններում խմբի արագությունը և հետևաբար ազդանշանի արագությունը փոքր է լույսի արագությունից վակուումում։ Պատահական չէ, որ այստեղ օգտագործվում է «նորմալ պայմաններում» արտահայտությունը, քանի որ որոշ դեպքերում խմբային արագությունը կարող է գերազանցել c-ն կամ նույնիսկ կորցնել իր նշանակությունը, բայց հետո այն չի տարածվում ազդանշանի տարածման վրա։ SRT-ում հաստատված է, որ անհնար է ազդանշան փոխանցել c-ից մեծ արագությամբ։

Ինչո՞ւ է այդպես։ Քանի որ c-ից մեծ արագությամբ ցանկացած ազդանշանի փոխանցման խոչընդոտը պատճառահետևանքային կապի նույն օրենքն է։ Պատկերացնենք այսպիսի իրավիճակ. A ինչ-որ կետում լույսի բռնկումը (իրադարձություն 1) միացնում է սարքը, որն ուղարկում է որոշակի ռադիոազդանշան, իսկ B հեռավոր կետում, այս ռադիոազդանշանի գործողության ներքո, տեղի է ունենում պայթյուն (իրադարձություն 2): Հասկանալի է, որ 1-ին իրադարձությունը (բռնկումը) պատճառն է, իսկ իրադարձություն 2-ը (պայթյունը) այն էֆեկտն է, որը տեղի է ունենում ավելի ուշ, քան պատճառը: Բայց եթե ռադիոազդանշանը տարածվեր գերլուսավոր արագությամբ, ապա B կետի մոտ գտնվող դիտորդը նախ կտեսներ պայթյուն, և միայն դրանից հետո լույսի բռնկում, որը նրան հասավ լույսի բռնկման արագությամբ, պայթյունի պատճառը: Այսինքն՝ այս դիտորդի համար 2-րդ իրադարձությունը տեղի կունենար 1-ից առաջ, այսինքն՝ էֆեկտը նախորդեր պատճառին։

Տեղին է ընդգծել, որ հարաբերականության տեսության «գերլուսավոր արգելքը» դրված է միայն նյութական մարմինների շարժման և ազդանշանների փոխանցման վրա։ Շատ իրավիճակներում հնարավոր է շարժվել ցանկացած արագությամբ, բայց դա կլինի ոչ նյութական առարկաների և ազդանշանների շարժում։ Օրինակ, պատկերացրեք նույն հարթության մեջ ընկած երկու բավականին երկար քանոններ, որոնցից մեկը գտնվում է հորիզոնական, իսկ մյուսը հատում է այն փոքր անկյան տակ։ Եթե առաջին գիծը տեղափոխվում է ներքև (սլաքով նշված ուղղությամբ) մեծ արագությամբ, գծերի հատման կետը կարելի է այնպես անել, որ կամայականորեն արագ վազի, բայց այս կետը նյութական մարմին չէ: Մեկ այլ օրինակ. եթե վերցնում եք լապտեր (կամ, ասենք, լազեր, որը տալիս է նեղ ճառագայթ) և արագ նկարագրում է օդի աղեղը, ապա լույսի կետի գծային արագությունը հեռավորության հետ կավելանա և բավական մեծ հեռավորության վրա կգերազանցի c. Լույսի կետը կշարժվի A և B կետերի միջև գերլուսավոր արագությամբ, բայց դա ազդանշանի փոխանցում չի լինի A-ից B, քանի որ լույսի նման կետը որևէ տեղեկատվություն չի պարունակում A կետի մասին:

Ամենադժվարը, ինչպես և սպասվում էր, տախիոնի վարկածը պատճառահետևանքային օրենքի հետ հաշտեցնելն էր։ Այս ուղղությամբ արված փորձերը, թեև բավականին հնարամիտ էին, բայց ակնհայտ հաջողության չհանգեցրին։ Ոչ ոք չի կարողացել նաև փորձնականորեն գրանցել տախիոնները։ Արդյունքում, հետաքրքրությունը տախիոնների նկատմամբ՝ որպես գերլուսավոր տարրական մասնիկներ, աստիճանաբար մարեց։

Լազերների հայտնաբերումից անմիջապես հետո՝ 1960-ականների սկզբին, խնդիր առաջացավ կարճ (1 նս = 10-9 վրկ կարգի տևողությամբ) բարձր հզորության լուսային իմպուլսներ ստանալու խնդիր։ Դա անելու համար օպտիկական քվանտային ուժեղացուցիչի միջով անցավ կարճ լազերային իմպուլս։ Զարկերակը բաժանվել է ճառագայթը բաժանող հայելու միջոցով երկու մասի: Դրանցից մեկը՝ ավելի հզոր, ուղարկվել է ուժեղացուցիչի մոտ, իսկ մյուսը տարածվել է օդում և ծառայել որպես տեղեկատու իմպուլս, որի հետ հնարավոր է եղել համեմատել ուժեղացուցիչով անցած իմպուլսը։ Երկու իմպուլսներն էլ սնվում էին ֆոտոդետեկտորներին, և դրանց ելքային ազդանշանները կարող էին տեսողականորեն դիտվել օսցիլոսկոպի էկրանին: Ակնկալվում էր, որ ուժեղացուցիչով անցնող լույսի իմպուլսը դրանում որոշակի ուշացում կունենա՝ համեմատած հղման իմպուլսի հետ, այսինքն՝ ուժեղացուցիչում լույսի տարածման արագությունը կլինի ավելի քիչ, քան օդում։ Ո՞րն էր հետազոտողների զարմանքը, երբ նրանք հայտնաբերեցին, որ իմպուլսը տարածվում է ուժեղացուցիչի միջոցով ոչ միայն օդում, այլև մի քանի անգամ ավելի մեծ, քան լույսի արագությունը վակուումում:

Առանց այստեղ մանրամասների մեջ մտնելու, մենք միայն նշում ենք, որ ուժեղացնող միջավայրի գործողության մեխանիզմի մանրամասն վերլուծությունը լիովին պարզել է իրավիճակը: Բանն այն էր, որ իմպուլսի տարածման ընթացքում ֆոտոնների կոնցենտրացիայի փոփոխությունը տեղի ունեցավ. փոփոխություն՝ պայմանավորված միջավայրի ձեռքբերման փոփոխությամբ մինչև բացասական արժեք՝ իմպուլսի հետևի մասի անցման ժամանակ, երբ միջավայրն արդեն կլանում է էներգիան, քանի որ իր սեփական պաշարն արդեն սպառվել է լույսի զարկերակին անցնելու պատճառով: Կլանումը առաջացնում է ոչ թե ավելացում, այլ իմպուլսի նվազում, և այդպիսով իմպուլսը ուժեղանում է առջևում և թուլանում նրա հետևի մասում։ Եկեք պատկերացնենք, որ զարկերակը դիտում ենք ուժեղացուցիչի միջավայրում լույսի արագությամբ շարժվող գործիքի օգնությամբ։ Եթե միջավայրը թափանցիկ լիներ, մենք կտեսնեինք անշարժության մեջ սառած իմպուլս։ Միջավայրում, որտեղ տեղի է ունենում վերը նշված գործընթացը, դիտողին կհայտնվի առաջնային եզրի ուժեղացումը և զարկերակի հետևի եզրի թուլացումը, որ միջավայրը, այսպես ասած, առաջ է մղել զարկերակը: Բայց քանի որ սարքը (դիտորդը) շարժվում է լույսի արագությամբ, իսկ իմպուլսը գերազանցում է նրան, ուրեմն իմպուլսի արագությունը գերազանցում է լույսի արագությունը։ Հենց այս էֆեկտն է գրանցվել փորձարարների կողմից։ Եվ այստեղ իսկապես ոչ մի հակասություն չկա հարաբերականության տեսության հետ. պարզապես ուժեղացման գործընթացն այնպիսին է, որ ավելի վաղ դուրս եկած ֆոտոնների կոնցենտրացիան ավելի մեծ է ստացվում, քան ավելի ուշ դուրս եկածների: Գերլուսավոր արագությամբ շարժվում են ոչ թե ֆոտոնները, այլ իմպուլսի ծրարը, մասնավորապես նրա առավելագույնը, որը նկատվում է օսցիլոսկոպի վրա։

Որոշ ֆիզիկոսներ փորձել են փորձնականորեն ապացուցել թունելի էֆեկտում գերլուսավոր շարժման առկայությունը՝ քվանտային մեխանիկայի ամենազարմանալի երևույթներից մեկը։ Այս էֆեկտը կայանում է նրանում, որ միկրոմասնիկը (ավելի ճիշտ՝ միկրոօբյեկտը, որը տարբեր պայմաններում ցուցադրում է և՛ մասնիկի, և՛ ալիքի հատկությունները), ի վիճակի է թափանցել այսպես կոչված պոտենցիալ պատնեշը. պատը կփոխանցվի մյուս կողմից պատին կապված պարանին): Թունելի էֆեկտի էությունը քվանտային մեխանիկայի մեջ հետևյալն է. Եթե որոշակի էներգիա ունեցող միկրոօբյեկտն իր ճանապարհին հանդիպում է միկրոօբյեկտի էներգիան գերազանցող պոտենցիալ էներգիա ունեցող տարածքի, ապա այդ տարածքը նրա համար խոչընդոտ է, որի բարձրությունը որոշվում է էներգիայի տարբերությամբ: Բայց միկրոօբյեկտը «արտահոսում» է պատնեշից։ Այս հնարավորությունը նրան տալիս է հայտնի Հայզենբերգի անորոշության առնչությունը, որը գրված է էներգիայի և փոխազդեցության ժամանակի համար։ Եթե միկրոօբյեկտի փոխազդեցությունը պատնեշի հետ տեղի է ունենում բավական որոշակի ժամանակով, ապա միկրոօբյեկտի էներգիան, ընդհակառակը, կբնութագրվի անորոշությամբ, իսկ եթե այդ անորոշությունը պատնեշի բարձրության կարգի է, ապա վերջինս դադարում է անհաղթահարելի խոչընդոտ լինել միկրոօբյեկտի համար: Հենց պոտենցիալ պատնեշի միջով ներթափանցման արագությունն է դարձել մի շարք ֆիզիկոսների հետազոտության առարկա, ովքեր կարծում են, որ այն կարող է գերազանցել ք.

Եվ վերջապես, 2000 թվականին երկու նոր փորձեր են արձանագրվել, որոնցում ի հայտ են եկել գերլուսավոր տարածման ազդեցությունները։ Դրանցից մեկն իրականացվել է Լիջուն Վոնգի և Փրինսթոնի (ԱՄՆ) հետազոտական ինստիտուտի աշխատակիցների կողմից: Նրա արդյունքն այն է, որ լույսի զարկերակը, որը մտնում է ցեզիումի գոլորշիով լցված խցիկ, մեծացնում է դրա արագությունը 300 անգամ: Պարզվել է, որ զարկերակի հիմնական մասը հեռանում է խցիկի հեռավոր պատից նույնիսկ մինչ զարկերակը առջեւի պատի միջով խցիկ մտնելուց առաջ։ Նման իրավիճակը հակասում է ոչ միայն ողջամտությանը, այլ, ըստ էության, նաև հարաբերականության տեսությանը։

Լ.Վոնգի փորձի ժամանակ ցեզիումի գոլորշիով խցիկ մտնող լույսի իմպուլսը մոտ 3 մկվ տևողություն է ունեցել։ Ցեզիումի ատոմները կարող են լինել տասնվեց հնարավոր քվանտային մեխանիկական վիճակներում, որոնք կոչվում են «հիմնական վիճակի հիպեր նուրբ մագնիսական ենթամակարդակներ»։ Օգտագործելով օպտիկական լազերային պոմպը, գրեթե բոլոր ատոմները բերվեցին այս տասնվեց վիճակներից միայն մեկին, որը համապատասխանում է Քելվինի սանդղակի գրեթե բացարձակ զրոյական ջերմաստիճանին (-273,15 ° C): Ցեզիումի խցիկի երկարությունը 6 սանտիմետր էր։ Վակուումում լույսը 6 սանտիմետր է անցնում 0,2 վրկ-ում: Ինչպես ցույց տվեցին չափումները, լույսի իմպուլսը ցեզիումով խցիկի միջով անցավ 62 վս-ով ավելի կարճ ժամանակում, քան վակուումում: Այլ կերպ ասած, զարկերակի անցման ժամանակը ցեզիումի միջավայրով ունի «մինուս» նշան: Իսկապես, եթե 0,2 ns-ից հանենք 62 նվ, ապա կստանանք «բացասական» ժամանակ։ Միջավայրում այս «բացասական ուշացումը»՝ անհասկանալի ժամանակային թռիչքը, հավասար է այն ժամանակին, որի ընթացքում զարկերակը կկազմի 310 անցում խցիկով վակուումում: Այս «ժամանակային շրջադարձի» հետևանքն այն էր, որ խցիկից դուրս եկող իմպուլսը կարողացավ նրանից հեռանալ 19 մետրով, մինչև մուտքային իմպուլսը կհասներ խցիկի մոտ պատին։ Ինչպե՞ս կարելի է բացատրել նման անհավանական իրավիճակը (եթե, իհարկե, կասկած չկա փորձի մաքրության մեջ):

Նյութի ցրվածությունը n փուլի (սովորական) բեկման ցուցիչի կախվածությունն է l լույսի ալիքի երկարությունից։ Նորմալ ցրման դեպքում բեկման ինդեքսը մեծանում է ալիքի երկարության նվազմամբ, և դա տեղի է ունենում ապակու, ջրի, օդի և լույսի համար թափանցիկ մնացած բոլոր նյութերի դեպքում: Այն նյութերում, որոնք ուժեղ կլանում են լույսը, բեկման ինդեքսը փոխվում է ալիքի երկարության փոփոխության հետ և դառնում է շատ ավելի կտրուկ. Սա անոմալ դիսպերսիա է, որի դեպքում նյութի մեջ լույսի տարածման օրինաչափությունը արմատապես փոխվում է։ Խմբի արագությունը Vgr դառնում է ավելի մեծ, քան ալիքների փուլային արագությունը և կարող է գերազանցել լույսի արագությունը վակուումում (և դառնալ նաև բացասական): Լ. Վոնգը նշում է այս հանգամանքը որպես իր փորձի արդյունքները բացատրելու հնարավորության հիմքում ընկած պատճառ։ Այնուամենայնիվ, պետք է նշել, որ Vgr > c պայմանը զուտ ձևական է, քանի որ խմբային արագության հասկացությունը ներդրվել է փոքր (նորմալ) դիսպերսիայի դեպքում, թափանցիկ միջավայրերի համար, երբ ալիքների խումբը տարածման ընթացքում գրեթե չի փոխում իր ձևը: Անոմալ ցրվածության շրջաններում, սակայն, լույսի իմպուլսը արագորեն դեֆորմացվում է, և խմբի արագության հասկացությունը կորցնում է իր նշանակությունը. Այս դեպքում ներմուծվում են ազդանշանի արագություն և էներգիայի տարածման արագություն հասկացությունները, որոնք թափանցիկ միջավայրերում համընկնում են խմբի արագության հետ, մինչդեռ կլանող միջավայրերում դրանք մնում են լույսի արագությունից փոքր վակուումում։ Բայց ահա թե ինչն է հետաքրքիր Վոնգի փորձի մեջ. լույսի իմպուլսը, որն անցնում է անոմալ ցրվածությամբ միջավայրի միջով, չի դեֆորմացվում. այն ճշգրիտ պահպանում է իր ձևը: Եվ դա համապատասխանում է այն ենթադրությանը, որ իմպուլսը տարածվում է խմբային արագությամբ։ Բայց եթե այո, ապա պարզվում է, որ միջավայրում ներծծում չկա, թեև միջավայրի անոմալ ցրումը պայմանավորված է հենց կլանմամբ։ Ինքը՝ Վոնգը, գիտակցելով, որ շատ բան մնում է անհասկանալի, կարծում է, որ այն, ինչ տեղի է ունենում իր փորձարարական կազմաձևում, կարելի է հստակորեն բացատրել որպես առաջին մոտարկում հետևյալ կերպ.

Ֆիզիկոսների մեծամասնությունը հակված է կապել այս արդյունքը խցիկի ցրող միջավայրում ցածր ինտենսիվության պրեկուրսորի առաջացման հետ: Բանն այն է, որ իմպուլսի սպեկտրային տարրալուծման ժամանակ սպեկտրը պարունակում է կամայականորեն բարձր հաճախականությունների բաղադրիչներ՝ աննշան ամպլիտուդով, այսպես կոչված, պրեկուրսոր, որը առաջ է անցնում զարկերակի «հիմնական մասից»։ Հաստատության բնույթը և պրեկուրսորի ձևը կախված են միջավայրում ցրման օրենքից: Սա հաշվի առնելով՝ Վոնգի փորձի իրադարձությունների հաջորդականությունը առաջարկվում է մեկնաբանել հետևյալ կերպ. Մուտք ալիքը, իր առաջ «ձգելով» ավետաբերը, մոտենում է տեսախցիկին. Մինչ ներգնա ալիքի գագաթնակետը դիպչում է խցիկի մոտ պատին, պրեկուրսորը սկսում է խցիկում զարկերակի տեսքը, որը հասնում է հեռավոր պատին և արտացոլվում դրանից՝ ձևավորելով «հակադարձ ալիք»։ Այս ալիքը, որը տարածվում է c-ից 300 անգամ ավելի արագ, հասնում է մոտակա պատին և հանդիպում է ներգնա ալիքին։ Մի ալիքի գագաթները հանդիպում են մյուսի տաշտակներին, այնպես որ նրանք ջնջում են միմյանց և ոչինչ չի մնում: Պարզվում է, որ մուտքային ալիքը «պարտքը վերադարձնում է» ցեզիումի ատոմներին, որոնք «փոխառությամբ» էներգիա են վերցրել նրան խցիկի մյուս ծայրում։ Յուրաքանչյուր ոք, ով դիտում էր փորձի միայն սկիզբն ու վերջը, կտեսներ միայն լույսի զարկերակ, որը ժամանակի ընթացքում «ցատկեց» առաջ՝ շարժվելով ավելի արագ, քան c.

Լ.Վոնգը կարծում է, որ իր փորձը չի համապատասխանում հարաբերականության տեսությանը։ Գերլուսավոր արագության անհասանելիության մասին հայտարարությունը, նրա կարծիքով, կիրառելի է միայն հանգստի զանգված ունեցող առարկաների համար։ Լույսը կարող է ներկայացվել կա՛մ ալիքների տեսքով, որոնց նկատմամբ զանգված հասկացությունն ընդհանրապես կիրառելի չէ, կա՛մ հանգստի զանգված ունեցող ֆոտոնների տեսքով, ինչպես հայտնի է, հավասար է զրոյի։ Հետևաբար, վակուումում լույսի արագությունը, ըստ Վոնգի, սահմանը չէ։ Այնուամենայնիվ, Վոնգը խոստովանում է, որ իր հայտնաբերած էֆեկտը անհնար է դարձնում տեղեկատվության ավելի արագ փոխանցումը, քան ք.

Ֆիզիկոսների մեծ մասը կարծում է, որ նոր աշխատանքը ջախջախիչ հարված չի հասցնում հիմնարար սկզբունքներին: Բայց ոչ բոլոր ֆիզիկոսներն են հավատում, որ խնդիրը լուծված է։ Պրոֆեսոր Ա. Ռանֆագնին, իտալական հետազոտական խմբից, որը մեկ այլ հետաքրքիր փորձ է իրականացրել 2000 թվականին, ասում է, որ հարցը դեռ բաց է: Այս փորձը, որն իրականացվել է Դանիել Մուգնայի, Անեդիո Ռանֆագնիի և Ռոկո Ռուջերիի կողմից, պարզել է, որ սանտիմետր ալիքային ռադիոալիքները տարածվում են սովորական օդում 25%-ով ավելի արագ, քան c-ն։

Ամփոփելով՝ կարող ենք ասել հետևյալը.

Վերջին տարիների աշխատանքները ցույց են տալիս, որ որոշակի պայմաններում իսկապես կարող է տեղի ունենալ գերլուսավոր արագություն։ Բայց իրականում ի՞նչն է շարժվում գերլուսավոր արագությամբ: Հարաբերականության տեսությունը, ինչպես արդեն նշվեց, արգելում է նման արագություն նյութական մարմինների և տեղեկատվություն կրող ազդանշանների համար։ Այնուամենայնիվ, որոշ հետազոտողներ շատ համառորեն փորձում են ցույց տալ լուսային պատնեշի հաղթահարումը հատուկ ազդանշանների համար: Սրա պատճառն այն է, որ հարաբերականության հատուկ տեսության մեջ չկա խիստ մաթեմատիկական հիմնավորում (հիմնված, ասենք, Մաքսվելի էլեկտրամագնիսական դաշտի հավասարումների վրա) c-ից մեծ արագությամբ ազդանշաններ փոխանցելու անհնարինության համար: SRT-ում նման անհնարինությունը հաստատված է, կարելի է ասել, զուտ թվաբանությամբ՝ հիմնվելով արագությունների գումարման Էյնշտեյնի բանաձևի վրա, բայց հիմնարար կերպով դա հաստատվում է պատճառականության սկզբունքով։ Ինքը՝ Էյնշտեյնը, նկատի ունենալով գերլուսավոր ազդանշանի փոխանցման հարցը, գրել է, որ այս դեպքում «...մենք ստիպված ենք հնարավոր համարել ազդանշանի փոխանցման մեխանիզմ, որի միջոցով ձեռք բերված գործողությունը նախորդում է պատճառին։ Պատճառականության սկզբունքը հիմնաքարն է, որի հիմքում ընկած է գերլուսավոր ազդանշանային ազդանշանի անհնարինությունը: Եվ, ըստ երևույթին, գերլուսավոր ազդանշանների բոլոր որոնումները, առանց բացառության, կսայթաքեն այս քարի վրա, որքան էլ փորձարարները կցանկանան հայտնաբերել այդպիսի ազդանշաններ, քանի որ այդպիսին է մեր աշխարհի բնույթը:

Բայց այնուամենայնիվ, եկեք պատկերացնենք, որ հարաբերականության մաթեմատիկան դեռ կաշխատի գերլուսավոր արագություններով։ Սա նշանակում է, որ տեսականորեն մենք դեռ կարող ենք պարզել, թե ինչ կլիներ, եթե մարմինը գերազանցեր լույսի արագությունը:

Պատկերացրեք երկու տիեզերանավ, Երկրից շարժվելով դեպի աստղ, որը գտնվում է մեր մոլորակից 100 լուսատարի հեռավորության վրա։ Առաջին նավը լքում է Երկիրը լույսի արագության 50%-ով, ուստի ճանապարհորդությունն ավարտելու համար կպահանջվի 200 տարի: Երկրորդ նավը, որը համալրված է հիպոթետիկ warp drive-ով, կմեկնի լույսի 200% արագությամբ, բայց առաջինից 100 տարի անց: Ի՞նչ է լինելու։

Համաձայն հարաբերականության տեսության՝ ճիշտ պատասխանը մեծապես կախված է դիտորդի տեսակետից։ Երկրից կհայտնվի, որ առաջին նավն արդեն զգալի տարածություն է անցել, նախքան երկրորդ նավը շրջանցելը, որը չորս անգամ ավելի արագ է շարժվում։ Բայց առաջին նավի մարդկանց տեսանկյունից ամեն ինչ մի փոքր այլ է։

Թիվ 2 նավը շարժվում է ավելի արագ, քան լույսը, ինչը նշանակում է, որ այն կարող է գերազանցել նույնիսկ իր արձակած լույսը: Սա հանգեցնում է մի տեսակ «լույսի ալիքի» (ձայնի անալոգը, օդի թրթիռների փոխարեն այստեղ միայն լույսի ալիքներն են թրթռում), որը մի քանի հետաքրքիր էֆեկտներ է առաջացնում։ Հիշեցնենք, որ թիվ 2 նավի լույսն ավելի դանդաղ է շարժվում, քան ինքը նավը: Արդյունքը կլինի տեսողական կրկնապատկում: Այսինքն, սկզբում թիվ 1 նավի անձնակազմը կտեսնի, որ երկրորդ նավը հայտնվել է իրենց կողքին, կարծես ոչ մի տեղից։ Այնուհետև երկրորդ նավի լույսը մի փոքր ուշացումով կհասնի առաջին նավին, և արդյունքը կլինի տեսանելի կրկնօրինակը, որը մի փոքր ուշացումով կշարժվի նույն ուղղությամբ։

Նման մի բան կարելի է տեսնել համակարգչային խաղերում, երբ համակարգի խափանման հետևանքով շարժիչը բեռնում է մոդելը և դրա ալգորիթմները շարժման վերջնակետում ավելի արագ, քան շարժման անիմացիան ավարտվում է, այնպես որ տեղի են ունենում բազմաթիվ նկարահանումներ: Հավանաբար սա է պատճառը, որ մեր գիտակցությունը չի ընկալում Տիեզերքի այն հիպոթետիկ կողմը, որում մարմինները շարժվում են գերլուսավոր արագությամբ, թերևս սա լավագույնն է:

P.S. ... բայց վերջին օրինակում ես ինչ-որ բան չհասկացա, ինչու է նավի իրական դիրքը կապված «նրա կողմից արձակված լույսի» հետ: Դե, չնայած նրան ինչ-որ կերպ սխալ տեղում կտեսնեն, բայց իրականում նա կանցնի առաջին նավից։

աղբյուրները