
當物理學家上周宣布他們檢測到的亞原子顆粒(稱為中微子)似乎比光速快的速度,這似乎是艾爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)的相對論特殊理論設定的宇宙速度限制的例外。
他在1905年提出的愛因斯坦理論描述了運動的相對性,尤其是任何以光速或接近光速移動的運動的相對性。當時,人們認為,就像聲波,海浪或衝擊波一樣,光浪不得不穿過媒介。但是,他們沒有空氣,水或地面,而是認為光波穿過一種稱為以太的物質,比空氣不太明顯,使宇宙遍布宇宙。
哈佛大學的物理學教授彼得·加利森(Peter Galison)表示,科學家認為物理定律對於一個靜止的物體而言會有所不同,並且通過適當的實驗,可以弄清楚真正靜止的是什麼。 [扭曲的物理:7個令人振奮的發現這是給出的
“愛因斯坦擺脫了這一點,”加利森說。 “沒有物理特性與'我真正靜止的說法有關。'這確實是特別的相對論。”
換句話說,無論我騎自行車還是坐在公園長凳上,物理學的特性對我來說都是相同的。但是,特殊相對論不適用於加速。愛因斯坦將在他的相對論一般理論中解決這個問題。
特殊相對論還基於第二個假設,該假設給出了光速(每秒186,000英里(每秒3億米)),真空具有特殊的狀態。愛因斯坦(Einstein)認為,無論觀察者的速度如何,光總是以相同的速度行駛。
因此,如果您的汽車足夠快,從理論上講,您可以趕上子彈。但是,無論您是朝它開車還是遠離它,您都無法趕上,甚至降低光脈衝的明顯速度。
終極速度限制
根據愛因斯坦的理論,光速成為一種最終的速度限制。實際上,根據理論,它們需要無限的能量來達到光速,因為它們是汽車還是中微子,都無法達到光速。
根據加利森的說法,一些實驗似乎具有光速,但這些效果是虛幻的。穿過不同介質(例如冷凍鈉氣體)的光確實放慢了速度,但這是因為光在培養基內的原子之間彈跳。他說,但是在與原子的互動之間,它仍以每秒186,000英里(每秒3億米)的速度行駛。
加利森說,聲稱可以將光線超過每秒186,000英里(每秒3億米)的光線同樣虛幻。
加利森使用假設來解釋原因。如果您將激光指針在月球表面上發光,然後將手腕甩動以掃過整個表面,這是否意味著明亮的點比光速更快地越過月球表面?不,因為實際上沒有什麼可以越過月球的表面 - 點不是實際的對象,所以它只是激光束中的一系列光子擊中表面。
加利森說:“ 100年來,人們一直使用這些更複雜的悖論來嘗試說:'好吧,沒有這樣的方式超過光速嗎?'” “通常,它們涉及加速運動,這不是真正的物體”,例如激光指針的亮點 - 或無限的能量。 ”換句話說,作弊。
在實驗室中研究人員可以給人留下印象通過調整光波峰在太空中傳播的速度,以比速度限制更快的速度。但是,這並不能提高實際電磁信息傳播的速度 - 這是通過波幅度的整體形狀傳達的。
鐵包層理論?
自從愛因斯坦引入了特殊的相對論以來,它給出的理論及其對光速的特殊地位顯得已經出現。
到目前為止,那就是。在瑞士CERN實驗室進行歌劇實驗的科學家將中微子橫向454英里(730公里)到意大利,併計算出他們的旅行速度。令人震驚的是,中微子似乎以60億秒的速度擊敗了光速。這一發現似乎在過去106年的物理學面前飛行。
加利福尼亞大學聖塔芭芭拉分校物理學助理教授本·莫雷爾(Ben Monreal)說:“我們的理解根本沒有發展,自第一天以來,我們就一直在進行特別精確的相對論測試。” “特殊的相對論已經通過顏色進行了100多年的顏色。這就是為什麼這種結果如此令人驚訝和出乎意料的原因。”
如果是發現歌劇實驗確實,含義更加彎曲。在特殊的相對論下,如果某些東西的行進速度比光速快,它會及時倒退。這樣的命題可能會干擾導致效應之前的基本規則,稱為因果關係。
加利森說:“許多物理學家對這些主張都不感到非常感動的原因是,這可能會使因果關係本身變得非常成問題。”換句話說,它提高了時間旅行的前景。
還有另一個問題。愛因斯坦引入了光速作為數學常數,c。如果中微子確實可以超過光速,則c失去其特殊地位,引起其他物理學其他地方的其他問題c已用於計算,例如著名公式e = mc^2。 [扭曲的物理:比燈更快的發現的10個效果這是給出的
加利森說:“由於所有這些原因,人們將需要額外的證據來得出結論。”
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