В природе не существует бесконечных источников энергии. Однако в суперсовременных теориях физики элементарных частиц допустимо скачкообразное рождение частиц с мнимой массой, которые в момент своего возникновения сразу имеют скорость, превышающую световой барьер. Это не обнаруженные экспериментально фантастические объекты микромира – тахионы.
Мнимая масса
Специальная теория относительности Эйнштейна рассматривает скорость света в качестве предельной скорости для объектов, имеющих массу покоя. Когда эти объекты приближаются к скорости света, то их масса резко увеличивается, а для этого нужно затратить огромное количество энергии. Но масса вообще станет бесконечной, когда объекты достигнут светового барьера. А тогда и энергия должна стать бесконечной, что невозможно само по себе.
Исключительно гипотетические частицы тахионы всегда движутся быстрее скорости света в вакууме. По идее, это могут быть и разные частицы, главным признаком которых является сверхсветовое движение и наличие массы. Но какой? Соответствующая теория предлагает нам мнимую массу «imaginary mass», представленную чисто мнимым числом «imaginary number» (комплексное число с действительной частью, равной нулю).
Впервые подобные частицы тахионами назвал Джеральд Фейнберг в 1967 году. Он считал, что возникают они в поле мнимой массы. Так они способны обойти запрет на движение быстрее скорости света в вакууме, наложенный специальной теорией относительности. Или, на крайний случай, они могут сразу рождаться с такой скоростью.
Энергия тахиона
Квантовая теория поля, как одна из доминирующих физических теорий (рассматривает частицы, как волновые возмущения, пронизывающие всю Вселенную) говорит о том, что у каждой частицы должно быть свое поле. Например, фотоны – это возмущение в электромагнитном поле, электроны в электронном, кварки в кварковом и так далее. Но так как тахионы гипотетические частицы, то с тахионным полем не все просто и однозначно. Если бы описанные Фейнбергом возмущения возникали в полях, то они были бы нестабильными.
Если бы тахионы существовали на самом деле, то помимо сверхсветовой скорости они бы обладали другими фантастическими свойствами. Так, если к ним добавить энергии, они вовсе не ускорятся, как это делают обычные частицы, а замедлятся. Дело в том, что для обычной материи скорость света – это верхний предел, а для тахиона – нижний. Так что в его случае бесконечная энергия понадобится, чтобы замедлить тахион до «жалкой» скорости света. Чем меньше энергии у тахиона, тем быстрее его скорость. Чем ближе энергия к нулю, тем ближе скорость к бесконечности.
Увидеть тахион мы никак не можем из-за сверхсветового движения. Но в тот момент, когда бы он нас достиг, мы бы увидели, как он разделяется на два отдельных изображения – один мгновенно прибывающий, другой исчезающий в противоположном направлении.
Обратное время
Самое странное свойство тахиона – это путешествие в прошлое. Если обычный массивный объект достиг бы скорости света, то время бы остановилось. Ведь чем быстрее движется объект в пространстве, тем медленнее он это делает во времени. А если превысить эту скорость, что будет со временем? Оно начнет течь вспять? Да, некоторые тахионы для наблюдателя будут двигаться обратно во времени.
❗Участившиеся случаи ограничения каналов вынудили нас заняться поиском альтернативных площадок. Канал про Космос мы уже перенесли в приложение SFERA. А скоро в SFERA появится и сервис для статей. Скачать мобильное приложение SFERA:
Тут уже возникает парадокс с путешествиями в прошлое, которое и вызывает скептическое отношение большинства ученых к тахионам. Путешествия во времени нарушают принцип причинности: результат не может предшествовать действию. Скорость света по-другому еще называют скоростью причинности. Решить этот парадокс можно только в том случае, если тахионы существуют, но мы никак не можем их контролировать. Не сможем выбрать, как и когда излучить или принять тахион.
И все это происходит только случайно. То есть мы не можем выстроить таких условий, при которых возникнет этот парадокс. Может, мы просто не способны увидеть разницу между оправкой и получением тахиона. Хотя они могут и вовсе никак не взаимодействовать с обычным веществом. Тогда ни понаблюдать, ни зарегистрировать мы их не сможем, не говоря уже об отправке сигналов в прошлое.
Сверхсветовое движение
Не смотря на то, тахионы – гипотетические частицы, первыми на их роль рассматривают некоторые нейтрино. Как раз сейчас их перестали считать безмассовыми. И перемещаются они со скоростью, близкой к световой. Однажды даже было заявлено об обнаружении сверхсветовых нейтрино.
Это произошло в совместном эксперименте Церна и Национальной лаборатории Гран-Сассо в 2011 году. Шума было много, но последующие проверки показали, что кажущееся сверхсветовое движение нейтрино в вакууме было аномальным результатом, обусловленным дефектами оборудования.
Ученые даже близко не могут подойти к пониманию того, каким образом экспериментально можно найти тахионы в природе, однако они все равно пытаются разработать теорию тахионов. Описывают возможное взаимодействие черных дыр с тахионными полями, рассматривают варианты того, что они могут быть темной материей или темной энергией. И даже ищут их в остатках сверхновых.
Чтобы не потерять нас, подпишитесь на telegram-канал, который мы ведём для проекта SFERA. Срочные новости будут в закреплённых сообщениях.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также: