Да, сама Вселенная в конце концов превысит скорость света. Просто то, как это произойдет, немного сложно, поэтому давайте начнем с самого начала: Большого взрыва. Около 14 миллиардов лет назад вся материя во Вселенной была брошена во все стороны. Этот первый взрыв все еще толкает галактики наружу. Ученые знают это, в частности, из-за эффекта Доплера. Волны света от других галактик смещаются, когда они удаляются от нас, точно так же, как меняется тон сирены скорой помощи, когда она движется мимо.
Возьмем Гидру, скопление галактик на расстоянии около трех миллиардов световых лет. Астрономы измерили расстояние от Земли до Гидры, глядя на свет, исходящий из скопления. Через призму водород Гидры выглядит как четыре полосы красного, сине-зеленого, сине-фиолетового и фиолетового цветов. Но за то время, пока свет Гидры достигает нас, полосы цвета смещаются вниз к красному концу—низкоэнергетическому концу спектра. Во время их путешествия по вселенной длины волн света растягиваются. Чем дальше распространяется свет, тем больше он растягивается. Чем дальше полосы сдвигаются к красному концу, тем дальше движется свет. Размер этого сдвига называется красным смещением, и он помогает ученым понять движение звезд в космосе. Гидра-не единственное отдаленное скопление галактик, которое показывает красное смещение. Все меняется, потому что Вселенная расширяется. Это просто легче увидеть красное смещение Гидры, потому что чем дальше галактика от нашей, тем быстрее она удаляется.
Нет предела тому, как быстро Вселенная может расширяться, говорит физик Чарльз Беннетт из Университета Джона Хопкинса. Теория Эйнштейна о том, что ничто не может двигаться быстрее скорости света в вакууме, все еще остается верной, потому что само пространство растягивается, а пространство-это ничто. Галактики движутся не сквозь пространство и не вдаль друг от друга, а с космическим изюмом в поднимающейся буханке хлеба. Некоторые галактики уже так далеки от нас и удаляются так быстро, что их свет никогда не достигнет Земли. "Это похоже на бег в гонке 5K, но трек расширяется, пока вы бежите", - говорит Беннетт. -Если она расширится быстрее, чем ты сможешь бежать, ты никогда не доберешься туда, куда направляешься."
Так все же, может ли что-то нарушить световой барьер и двигаться быстрее фотонов в вакууме? Ответ ДА.
1. Сам Большой Взрыв расширился гораздо быстрее, чем скорость света. Но это означает только то, что " ничто не может идти быстрее света."Поскольку ничто не является просто пустым пространством или вакуумом, оно может расширяться быстрее скорости света, поскольку ни один материальный объект не нарушает световой барьер. Поэтому пустое пространство, безусловно, может расширяться быстрее света.
2. Если Вы помашете фонариком по ночному небу, тогда, в принципе, его изображение может перемещаться быстрее скорости света (поскольку луч света движется от одной части Вселенной к другой части на противоположной стороне, которая, в принципе, находится на расстоянии многих световых лет). Проблема здесь заключается в том, что ни один материальный объект на самом деле не движется быстрее света. (Представьте себе, что вы окружены гигантской сферой диаметром в один световой год. Изображение от светового луча в конечном итоге попадет в сферу через год. Это изображение, которое попадает в сферу, затем мчится через всю сферу в течение нескольких секунд, хотя сфера составляет один световой год в поперечнике.) Просто изображение луча, когда он мчится по ночному небу, движется быстрее света, но нет никакого сообщения, никакой чистой информации, никакого материального объекта, который действительно движется по этому изображению.
3. Квантовая запутанность движется быстрее света. Если у меня есть два электрона близко друг к другу, они могут вибрировать в унисон, согласно квантовой теории. Если я затем разделю их, то появится невидимая пуповина, которая соединяет два электрона, даже если они могут быть разделены многими световыми годами. Если я покачиваю один электрон, другой электрон "чувствует" эту вибрацию мгновенно, быстрее, чем скорость света. Эйнштейн считал, что это опровергает квантовую теорию, поскольку ничто не может двигаться быстрее света.
Но на самом деле этот эксперимент (ЭПР-эксперимент) проводился много раз, и каждый раз Эйнштейн ошибался. Информация действительно движется быстрее света, но Эйнштейн смеется последним. Это происходит потому, что информация, которая нарушает световой барьер, является случайной и, следовательно, бесполезной. (Например, скажем, друг всегда носит один красный носок и один зеленый носок. Вы не знаете, на какой ноге какой носок. Если вы вдруг видите, что на одной ноге красный носок, то мгновенно, быстрее скорости света, вы узнаете, что другой носок зеленый. Но эта информация бесполезна. Вы не можете отправить код Морзе или полезную информацию с помощью красных и зеленых носков.)
4. Отрицательная материя. Самый надежный способ передачи сигналов быстрее света - через отрицательную материю. Вы можете сделать это либо путем:
а) сжатие пространства перед вами и расширение пространства позади вас, так что вы прибой на приливной волне искривленного пространства. Вы можете вычислить, что эта приливная волна движется быстрее света, если ее движет отрицательная материя (экзотическая форма материи, которую никогда не видели.)
б) использование червоточины, которая является порталом или кратчайшим путем через пространство-время, как Зазеркалье Алисы.
Короче говоря, единственным жизнеспособным способом преодоления светового барьера может быть общая теория относительности и искривление пространства-времени. Однако неизвестно, существует ли отрицательная материя и будет ли червоточина стабильной. Чтобы решить вопрос о стабильности, вам нужна полностью квантовая теория гравитации, и единственная такая теория, которая может объединить гравитацию с квантовой теорией, - это теория струн (что я и делаю для жизни). К сожалению, эта теория настолько сложна, что никто не смог полностью решить ее и дать окончательный ответ на все эти вопросы. Возможно, кто-то, читающий этот блог, будет вдохновлен теорией струн совле и ответит на вопрос, действительно ли мы можем преодолеть световой барьер.
Не забывайте про другие интересные статьи. Переходите и читайте: zen.yandex.ru/id/5e3bd845c4a0d7170759af18
