А теперь - о тахионах

(Продолжение статьи «Быстрым шагом до Луны)

Тахион - это гипотетическая частица, которая всегда движется быстрее скорости света. Это не просто быстрая частица, а фундаментально иной класс объектов.

У тахионов масса покоя - мнимая. Согласно Специальной теории относительности, если бы у частицы была обычная масса, то для ее разгона до скорости света потребовалась бы бесконечная энергия. У тахионов же «масса покоя» является не действительным, а мнимым числом (квадрат массы отрицательный). Это математическое следствие из уравнений Специальной теории относительности, если экстраполировать их на сверхсветовые скорости.

Тахионы не могут замедлиться ниже скорости света. Как нашим обычным частицам нельзя разогнаться до скорости света, так и тахионам нельзя замедлиться до скорости света. Световой барьер для них непреодолим в обе стороны.

Раздел алгебры и математического анализа «Теория комплексных чисел» не отрицает существование тахионов, однако если бы тахионы существовали и могли передавать информацию, их использование привело бы к ситуациям, когда следствие предшествует причине. Например, вы могли бы получить сообщение о результате события еще до того, как оно произошло. Для физики это фатальная проблема, нарушающая все наши представления о порядке во Вселенной.

Согласно уравнениям, по мере того как тахионы теряет энергию, они ускоряются. При бесконечной скорости их энергия была бы равна нулю. И наоборот, чтобы тахионы немного превысили скорость света, им нужна бесконечная энергия.

Существуют ли тахионы на самом деле? На сегодняшний день нет ни одного экспериментального подтверждения существования тахионов. Их искали в космических лучах и на ускорителях, но безуспешно.

Часто в научно-популярной литературе путают «сверхсветовую» скорость от тахионов с другими явлениями, которые кажутся быстрее света, но таковыми не являются. Какие есть «ненастоящие» сверхсветовые скорости? Сверхсветовое расширение Вселенной. Далекие галактики

«удаляются» от нас со скоростью, превышающей световую, из-за расширения самой ткани пространства. Но это не движение в пространстве, а растяжение самого пространства, что не нарушает принципов Специальной теории относительности. Также можно наблюдать сверхсветовую скорость «зайчика». Если, например, направить мощный лазер на очень далекую стену (скажем, на облако космической пыли) и быстро его качнуть, пятно от лазера будет пробегать по стене со скоростью, которая может многократно превышать скорость света. Но это не объект и не информация - это лишь геометрический эффект.

Таким образом, гипотетические частицы тахионы затрагивают фундаментальную идею. Скорость света - это не «ограничение скорости» для Вселенной, а «скорость причинности». Это предельная скорость, с которой может распространяться любое взаимодействие и информация.

Тахионы - это увлекательная математическая возможность, «монстр под кроватью» теоретической физики. Их существование потребовало бы полного пересмотра наших представлений о причинности. Пока что Вселенная, как нам кажется, устроена так, чтобы причина всегда строго предшествовала следствию, и скорость света - это страж, охраняющий этот принцип.

(Продолжение следует)