Быстрее скорости света — реальность

Согласно теории относительности Энштейна, которая является важнейшей фундаментальной основой современной физики, никакие физические взаимодействия не могут распространяться в пространстве быстрее скорости света в вакууме. «Запрет» сверхсветовых скоростей — безусловно одно из самых впечатляющих и в то же время разочаровывающих положений современной физики.

С другой стороны, допустимо предположить,что наряду с миром «до — световых» взаимодействий в природе возможно существует и нигде не пересекающийся с ним мир, где возможны скорости, быстрее скорости света. Мир, где скорость света является не «верхней», а «нижней» планкой возможных скоростей течения различных физических процессов. В последние годы появился целый ряд работ, авторы которых всерьез рассматривают возможность существования «сверхсветовых частиц», то есть частиц, движущихся быстрее скорости света — так называемых «тахионов».

И это не фантастика — дело в том, что подобное предположение не только не противоречит специальной теории относительности, но, наоборот делает эту теорию более симметричной и внутренне согласованной, обобщает ее на мир, лежащий за «световым барьером». Как заметил однажды известный российский физик-теоретик В.С.Барашенков, гипотеза тахионов может оказаться верной или неверной, но она очень естественно вписывается в специальную теорию относительности, создавая цельную, замкнутую картину. Разумеется, добавил при этом Барашенков, справедливость подобной гипотезы может доказать только эксперимент, но сама естественность обобщения производит весьма сильное впечатление!

Впрочем, далеко не все физики- теоретики разделяют подобную точку зрения. Мне пришлось слышать, как известный физик-теоретик Я.А.Смородинский, отвечая после публичной лекции на вопрос о том, как он относится к идее тахионов, скептически улыбнувшись, заметил, что воспринимает теоретические исследования в этой области как чисто умозрительные упражнения, не имеющие ничего общего с реальной действительностью, своего рода «теоретическую игру». Но когда мне приходится сталкиваться с подобными ситуациями, я всегда вспоминаю мнение великого физика-теоретика, одного из творцов квантовой механики П.Дирака, утверждавшего, что процессы или явления, не противоречащие фундаментальным законам природы и фундаментальным научным теориям, неизбежно должны реализоваться где-либо во Вселенной.

Если бы выяснилось, что частицы, движущиеся быстрее скорости света т.н тахионы действительно существуют, то они оказались бы «третьим типом» известных нам элементарных частиц. К первому относятся «досветовые» частицы, которые ни при каких обстоятельствах не могут достичь скорости, в точности равной скорости света. Это — почти все известные нам элементарные частицы. Второй тип — частицы, движущиеся со скоростью, в точности равной скорости света. К ним относятся «фотоны» — порции электромагнитной энергии и, возможно, нейтрино. Тахионы явились бы частицами, которые всегда движутся быстрее скорости света.

При этом частицы одного из упомянутых типов ни при каких обстоятельствах не могут переходить в частицы другого типа. Иными словами, мир тахионов нигде не пересекается с нашим «досветовым» миром. Хотя утверждать это мы можем лишь в рамках наших современных знаний: на более — глубоком, еще не изученном современной физикой уровне это может оказаться и не так…

Ну, а если мир тахионов все же «пересекается» с нашим? Это означало бы, что в природе существуют процессы с неопределенным направлением развития. Одним из основных положений современного естествознания является так называемый «принцип причинности», согласно которому причины всегда предшествуют следствиям. Никакие события не могут влиять на прошлое, на то, что уже совершилось! Однако в мире, где существуют «сверхсветовые частицы», это положение оказывается недействительным. В таком мире причины и следствия могут меняться местами.

Дело в том, что в процессах со сверхсветовыми сигналами порядок событий во времени, то есть какое из них происходит раньше, а какое позже зависит от выбора системы координат, системы отсчета. А направление потока информации при переходе от одной системы отсчета к другой не меняется. Именно поэтому и происходит нарушение причинности.

А это означает, что с помощью тахионного пучка, если бы эти частицы существовали в нашем мире, можно было бы проникнуть в прошлое. Скажем, создать телефон, по которому можно было бы позвонить во вчерашний день. Или «выстрелить» таким пучком в какой-то момент и застрелить самого себя, накануне, скажем, в одиннадцать часов утра. Но подобные временные парадоксы возникают только в том случае, когда световые сигналы соседствуют со сверхсветовыми. Однако до сих пор никаких экспериментальных указаний на возможность существования тахионов получить не удалось. Возможно, это связано с тем, что в соответствующих экспериментах не учитывались какие-либо еще неизвестные нам свойства этих гипотетических частиц. Будущее покажет…

Вообще же физика микромира поучительна тем, что в процессе ее развития возникает множество неожиданных понятий и образов, потрясающих привычные основы. При этом теория элементарных частиц ведет науку ко все более диковинным явлениям, уводит все дальше от привычных, тем более наглядных представлений. Эта теория обрастает все более сложными математическими и другими образами, у которых нет прямых аналогий, в том мире, который нас непосредственно окружает.

Особенно важное значение имеет то обстоятельство, что теория микропроцессов все теснее сливается с теориями, описывающими явления космического порядка. В частности, необычайно важно, что законы природы, действующие на разных участках; грандиозной структурно-масштабной лестницы, простирающейся от кварков и элементарных частиц до галактик и скоплений галактик, нигде не вступают в противоречия друг с другом…

Углубляясь в микромир, мы встречаемся с еще одним весьма интересным явлением. Сперва гравитационные силы с уменьшением масштабов заметно ослабевают, но только до известного предела. Затем роль гравитационных взаимодействий снова возрастает, и они опять, как и в космосе, по-видимому, становятся главенствующими. В области ультрамалых расстояний энергии, а следовательно и массы резко увеличиваются, настолько, что здесь в принципе исключена встреча с макроскопическими и даже мегаскопическими объектами. Иными словами, микромир как бы смыкается с мегакосмосом! Процессы космического порядка и микроявления «сливаются» и в сверхплотных состояниях материи — в тех же черных дырах. Здесь действуют мощные гравитационные силы и в то же время проявляются квантовые эффекты, характерные для микропроцессов. Все это говорит о том, что в лаборатории Вселенной можно отыскать ключи к пониманию не только космических процессов, но и микроявлений.

Понравилась статья ? Поделись с друзьями