Часто встречается такой вопрос: ведь теории сменяют друг друга, на смену одной приходит другая, более совершенная, точная, полная, всеохватывающая. Не получится ли так, что наследница теории относительности (в широком смысле слова, и СТО, и ОТО) даст возможность путешествовать быстрее света?
Начнем с того, что неверно говорить, что теорию сменит более совершенная. Кто и как измеряет совершенство? Новые теории более полные, у них шире область применимости, в идеале они вообще применимы во всех случаях.
У нас сейчас есть ОТО и Квантовая теория поля. Обе вполне себе абсолютны, то есть не имеют ограничений, но между собой они не совместимы. ОТО не проверена на очень малых масштабах и, возможно, недостаточно проверена на очень больших. КТП не включает в себя гравитацию: "на фоне" искривленного пространства-времени она работает, но само это пространство-время в себя не включает.
У нас есть и теория суперструн, ну или М-теория, которая всё увязывает, но она не проверена экспериментально, и, возможно, ее и невозможно проверить. Но она есть.
Ну хорошо, будет какая-нибудь теория Всего, квантовая гравитация, описывающая единообразно сразу все. Только вот СТО, ОТО, Стандартная Модель и всё прочее, что пока лежит на своих полочках, окажется приближенными вариантами этой супертеории. На примере теории струн можно посмотреть, как это происходит.
Теория струн "предсказывает гравитацию", то есть среди мод колебаний струн есть гравитон, именно такой, какой он и должен быть по другим соображениям - спин 2 и всё такое - и в пределе получается ОТО. В теории струн есть все частицы и она предсказывает суперсимметрию (каждому фермиону парный бозон и обратно), которая пока не открыта.
Так же, как гидродинамика, никакого смысла не имеющая на атомном масштабе, хорошо работает на своих масштабах. Можно описывать течение жидкости в канализации на языке атомов? Можно, но неудобно. Совершеннее атомная теория, нежели гидродинамика? Не сказал бы.
Может ли супертеория позволить "сверхсвет"? Не знаю. Вряд ли. Но если даже, то надо увязать ее с тем, что мы уже знаем - это-то никуда не денется. Скажем, у нас есть закон сохранения энергии, но квантовая механика его дезавуировала, поскольку там энергия ненадолго может браться из вакуума. Но это не означает, что возможны вечные двигатели. Так и тут: может, что-то и будет (уже есть, если вспомнить квантовую запутанность), но практически это все равно не применить.
Надо понимать, что передача информации быстрее света (между точками, разделенными пространственно-подобным интервалом) означает с неизбежностью возможность перехода в собственное прошлое. Ну или возможность повлиять на собственное прошлое. Как решать эту проблему - каждый придумывает сам. У меня нет сомнений, что это просто невозможно. И я объяснял, почему.
Дело в том, что наша "линия одновременности" имеет вид t=0 и, если ситуация не слишком безумная, распространяется на всё пространство. в том числе на отдаленное место x=X (а у нас x=0). Если мы можем послать туда сигнал мгновенно (или очень быстро, это уже не существенно), то сигнал из точки t=0, x=0 попал в точку t=0, x=X в наших координатах.
Но если наш корреспондент движется, даже с весьма скромной скоростью v, то его линия времени для нас направлена по вектору (1,v), а линия одновременности ортогональна (в смысле Минковского) этому вектору, то есть направлена вдоль вектора (v,1). Уравнение этой линии будет v(X-x)=-t и у нас тут, где x=0, мы получим t=-vX.
Если место очень отдаленное, то даже при скромных скоростях поизведение большого Х на малую скорость v может быть велико. Но дело даже не в том... при положительной скорости момент приёма сигнала (и отправки ответа) окажется раньше момента отправки сигнала. Ответ, прибывший мгновенно, придёт раньше, чем ушел сигнал.
Парадокс придумать несложно.
При отрицательной скорости вроде как все не настолько плохо, но тоже плохо: если вы беседуете с девушкой на реально большом расстоянии, но мчитесь к ней навстречу, то будут большие задержки, несмотря на то, что связь вроде как мгновенная.
Теперь смотрим: всё сказанное безусловно верно. Что может поменять новая теория? Что-то на уровне квантов, или ещё ниже. Ну так там и так ни закона сохранения энергии нет, ни причинности, ничего. Но уже на уровне атомов всё есть.
Если вода мокрая, то новая молекулярная теория воды этого не поменяет. Просто понятие "мокрая" теряет смысл, когда речь идет об отдельных молекулах. Ну или не теряет, но надо отдельно оговаривать, что это и что это значит.
Так же и закон сохранения энергии. Ну вот есть он, и всё тут. Вечный двигатель не сделать, никак, даже в ОТО не сделать. И никакая теория, ни современная, ни будущая, этого не изменит. Хотя на квантовом уровне закон, может, и нарушается. Собственно, он нарушается: в пределах принципа неопределенности энергия может возникать и исчезать, ненадолго.
И что?
Ну вот совсем простой пример. В начальной школе мы учимся складывать и вычитать, и из пяти семь вычесть не можем. Собственно, бравировать знанием "минус единицы" глупо, так как отобрать семь конфет у приятеля, у которого их всего пять, затруднительно, и никакая высшая математика тут не поможет. Разве что долговую расписку взять, но это уже другая статья.
Ну и полтора землекопа - это ошибка.
Да, более полная теория уже в пятом классе позволит с легкостью вычитать семь из пяти и делить сорок два на одиннадцать, но это никоим образом не поможет ни отбирать конфеты у приятелей, ни делить их поровну между ними. И полтора землекопа останутся ошибкой.
Напоследок два фрагмента дистанта моей дочки (на тот момент-первоклассницы).
***
"У Пети было три конфеты, а у Васи - 1. Сколько конфет у них вместе?" Дочка пишет "2". На вопрос "???" поясняет: "написано же: 'минус одна'"
Да, у детей математиков группа N по сложению при сборке инсталлирована.
***
Пишет и комментирует вслух: "...вычитаем и получаем число... которое нам пока непонятно".
Вся суть науки!
До связи, друзья.
