25 մարտի, 2017թ

FTL ճանապարհորդությունը տիեզերական գիտաֆանտաստիկայի հիմքերից մեկն է: Այնուամենայնիվ, հավանաբար բոլորը, նույնիսկ ֆիզիկայից հեռու մարդիկ, գիտեն, որ նյութական առարկաների շարժման հնարավոր առավելագույն արագությունը կամ ցանկացած ազդանշանի տարածումը լույսի արագությունն է վակուումում: Այն նշվում է c տառով և կազմում է վայրկյանում գրեթե 300 հազար կիլոմետր; ճշգրիտ արժեքը c = 299 792 458 մ / վ:

Վակուումում լույսի արագությունը հիմնական ֆիզիկական հաստատուններից մեկն է։ C-ից գերազանցող արագությունների հասնելու անհնարինությունը բխում է Էյնշտեյնի հարաբերականության հատուկ տեսությունից (SRT): Եթե ​​հնարավոր լիներ ապացուցել, որ գերլուսավոր արագությամբ ազդանշանների փոխանցումը հնարավոր է, հարաբերականության տեսությունը կընկներ։ Մինչ այժմ դա տեղի չի ունեցել, չնայած c-ից ավելի արագությունների գոյության արգելքը հերքելու բազմաթիվ փորձերին։ Այնուամենայնիվ, վերջին փորձարարական ուսումնասիրությունները ցույց են տվել որոշ շատ հետաքրքիր երևույթներ, ցույց տալով, որ հատուկ ստեղծված պայմաններում հնարավոր է դիտել գերլուսավոր արագություններ և միևնույն ժամանակ հարաբերականության տեսության սկզբունքները չեն խախտվում։

Սկզբից հիշենք լույսի արագության խնդրի հետ կապված հիմնական ասպեկտները։

Նախ՝ ինչո՞ւ է անհնար (նորմալ պայմաններում) լույսի սահմանը գերազանցելը։ Որովհետև այդ դեպքում խախտվում է մեր աշխարհի հիմնարար օրենքը՝ պատճառականության օրենքը, ըստ որի էֆեկտը չի կարող գերազանցել պատճառին։ Ոչ ոք երբեք չի նկատել, որ, օրինակ, արջը սկզբում սատկել է, իսկ հետո որսորդը կրակել է։ C-ից գերազանցող արագության դեպքում իրադարձությունների հաջորդականությունը փոխվում է, ժամանակի ժապավենը հետ է պտտվում: Սա հեշտությամբ կարելի է տեսնել հետևյալ պարզ պատճառաբանությունից.

Ենթադրենք, որ մենք գտնվում ենք որոշակի տիեզերական հրաշք նավի վրա, որը շարժվում է լույսից ավելի արագ: Այնուհետև մենք աստիճանաբար կհասնեինք աղբյուրի արձակած լույսին ժամանակի ավելի վաղ և ավելի վաղ կետերում: Նախ՝ մենք կհասնեինք, ասենք, երեկ արձակված ֆոտոններին, հետո՝ նախօրեին արձակված, հետո՝ մեկ շաբաթ, մեկ ամիս, մեկ տարի առաջ և այլն։ Եթե ​​լույսի աղբյուրը լիներ կյանքն արտացոլող հայելին, ապա մենք նախ կտեսնեինք երեկվա իրադարձությունները, ապա նախօրեին և այլն: Մենք կարող էինք տեսնել, ասենք, մի ծերունու, ով կամաց-կամաց վերածվում է միջին տարիքի, հետո երիտասարդի, երիտասարդության, երեխայի... Այսինքն՝ ժամանակը հետ կվերածվեր, ներկայից կտեղափոխվեինք դեպի. անցյալը. Պատճառն ու հետևանքն այնուհետև կփոխվեն:

Չնայած այս փաստարկը լիովին անտեսում է լույսի դիտարկման գործընթացի տեխնիկական մանրամասները, հիմնարար տեսանկյունից այն հստակ ցույց է տալիս, որ գերլուսավոր արագությամբ շարժումը հանգեցնում է մի իրավիճակի, որն անհնար է մեր աշխարհում: Այնուամենայնիվ, բնությունն էլ ավելի խիստ պայմաններ է դրել. շարժումն անհասանելի է ոչ միայն գերլուսավոր արագությամբ, այլև լույսի արագությանը հավասար արագությամբ, կարելի է միայն մոտենալ դրան: Հարաբերականության տեսությունից հետևում է, որ շարժման արագության աճով առաջանում է երեք հանգամանք՝ շարժվող առարկայի զանգվածը մեծանում է, նրա չափը փոքրանում է շարժման ուղղությամբ, և այս օբյեկտի վրա ժամանակի ընթացքը դանդաղում է (սկսած. արտաքին «հանգստացող» դիտորդի տեսակետը): Սովորական արագության դեպքում այս փոփոխությունները աննշան են, բայց քանի որ մոտենում ենք լույսի արագությանը, դրանք ավելի ու ավելի նկատելի են դառնում, իսկ սահմանի մեջ՝ c-ին հավասար արագությամբ, զանգվածը դառնում է անսահման մեծ, առարկան ամբողջությամբ կորցնում է իր չափը։ շարժման ուղղությունը և ժամանակը կանգ է առնում դրա վրա: Հետեւաբար, ոչ մի նյութական մարմին չի կարող հասնել լույսի արագությանը: Միայն լույսն ինքն ունի այդպիսի արագություն։ (Եվ նաև «ամբողջ թափանցող» մասնիկ՝ նեյտրինո, որը, ինչպես ֆոտոնը, չի կարող շարժվել c-ից պակաս արագությամբ):

Այժմ ազդանշանի փոխանցման արագության մասին: Այստեղ տեղին է օգտագործել լույսի ներկայացումը էլեկտրամագնիսական ալիքների տեսքով։ Ի՞նչ է ազդանշանը: Սա որոշ տեղեկություններ է, որոնք պետք է փոխանցվեն: Իդեալական էլեկտրամագնիսական ալիք- սա խիստ մեկ հաճախականության անսահման սինուսոիդ է, և այն չի կարող որևէ տեղեկություն կրել, քանի որ նման սինուսոիդի յուրաքանչյուր պարբերություն ճշգրտորեն կրկնում է նախորդը: Սինուսոիդային ալիքի փուլի շարժման արագությունը, այսպես կոչված, փուլային արագությունը, միջավայրում որոշակի պայմաններում կարող է գերազանցել լույսի արագությունը վակուումում: Այստեղ սահմանափակումներ չկան, քանի որ փուլային արագությունը ազդանշանի արագությունը չէ, այն դեռ գոյություն չունի: Ազդանշան ստեղծելու համար անհրաժեշտ է ալիքի վրա ինչ-որ «նշում» անել։ Նման նշան կարող է լինել, օրինակ, ալիքի ցանկացած պարամետրի փոփոխություն՝ առատություն, հաճախականություն կամ սկզբնական փուլ: Բայց հենց որ նշանն արվում է, ալիքը կորցնում է իր սինուսոիդայնությունը։ Այն դառնում է մոդուլացված՝ բաղկացած մի շարք պարզ սինուսային ալիքներից՝ տարբեր ամպլիտուդներով, հաճախականություններով և նախնական փուլերը- ալիքների խմբեր. Մոդուլացված ալիքում նշանի շարժման արագությունը ազդանշանի արագությունն է: Միջավայրում տարածելիս այս արագությունը սովորաբար համընկնում է վերը նշված խմբի ալիքների տարածումն ամբողջությամբ բնութագրող խմբի արագության հետ (տե՛ս «Գիտություն և կյանք» թիվ 2, 2000 թ.)։ Նորմալ պայմաններում խմբի արագությունը և հետևաբար ազդանշանի արագությունը փոքր է լույսի արագությունից վակուումում։ Պատահական չէ, որ այստեղ օգտագործվում է «նորմալ պայմաններում» արտահայտությունը, քանի որ որոշ դեպքերում խմբային արագությունը կարող է գերազանցել c-ն կամ նույնիսկ կորցնել իր նշանակությունը, բայց հետո այն չի տարածվում ազդանշանի տարածման վրա։ SRT-ում հաստատված է, որ անհնար է ազդանշան փոխանցել c-ից մեծ արագությամբ։

Ինչո՞ւ է այդպես։ Քանի որ c-ից մեծ արագությամբ ցանկացած ազդանշանի փոխանցման խոչընդոտը պատճառահետևանքային կապի նույն օրենքն է։ Պատկերացնենք այսպիսի իրավիճակ. A ինչ-որ կետում լույսի բռնկումը (իրադարձություն 1) միացնում է սարքը, որն ուղարկում է որոշակի ռադիոազդանշան, իսկ B հեռավոր կետում, այս ռադիոազդանշանի գործողության ներքո, տեղի է ունենում պայթյուն (իրադարձություն 2): Հասկանալի է, որ 1-ին իրադարձությունը (բոցավառումը) պատճառն է, իսկ իրադարձություն 2-ը (պայթյունը) այն հետևանքն է, որը տեղի է ունենում: ավելի ուշ պատճառներ. Բայց եթե ռադիոազդանշանը տարածվեր գերլուսավոր արագությամբ, ապա B կետի մոտ գտնվող դիտորդը նախ կտեսներ պայթյուն, և միայն դրանից հետո լույսի բռնկում, որը նրան հասավ լույսի բռնկման արագությամբ, պայթյունի պատճառը: Այսինքն՝ այս դիտորդի համար 2-րդ իրադարձությունը տեղի կունենար 1-ից առաջ, այսինքն՝ էֆեկտը նախորդեր պատճառին։

Տեղին է ընդգծել, որ հարաբերականության տեսության «գերլուսավոր արգելքը» դրված է միայն նյութական մարմինների շարժման և ազդանշանների փոխանցման վրա։ Շատ իրավիճակներում հնարավոր է շարժվել ցանկացած արագությամբ, բայց դա կլինի ոչ նյութական առարկաների և ազդանշանների շարժում։ Օրինակ, պատկերացրեք նույն հարթության մեջ ընկած երկու բավականին երկար քանոններ, որոնցից մեկը գտնվում է հորիզոնական, իսկ մյուսը հատում է այն փոքր անկյան տակ։ Եթե ​​առաջին գիծը տեղափոխվում է ներքև (սլաքով նշված ուղղությամբ) մեծ արագությամբ, գծերի հատման կետը կարելի է այնպես անել, որ կամայականորեն արագ վազի, բայց այս կետը նյութական մարմին չէ: Մեկ այլ օրինակ. եթե վերցնում եք լապտերը (կամ, ասենք, լազեր, որը տալիս է նեղ ճառագայթ) և արագ նկարագրում է օդի աղեղը, ապա. գծի արագությունըԼույսի կետը կաճի հեռավորության հետ և բավական մեծ հեռավորության վրա կգերազանցի ք. Լույսի կետը կշարժվի A և B կետերի միջև գերլուսավոր արագությամբ, բայց դա ազդանշանի փոխանցում չի լինի A-ից B, քանի որ լույսի նման կետը որևէ տեղեկատվություն չի պարունակում A կետի մասին:

Թվում է, թե գերլուսավոր արագությունների հարցը լուծված է։ Սակայն 20-րդ դարի 60-ական թվականներին տեսական ֆիզիկոսները առաջ քաշեցին գերլուսավոր մասնիկների գոյության վարկածը, որոնք կոչվում են տախիոններ։ Սրանք շատ տարօրինակ մասնիկներ են. տեսականորեն դրանք հնարավոր են, բայց հակասություններից խուսափելու համար հարաբերականության տեսություննրանք պետք է վերագրեին երեւակայական հանգստի զանգված։ Ֆիզիկապես երևակայական զանգված գոյություն չունի, դա զուտ մաթեմատիկական աբստրակցիա է։ Այնուամենայնիվ, դա մեծ անհանգստություն չառաջացրեց, քանի որ տախիոնները չեն կարող հանգստանալ. դրանք գոյություն ունեն (եթե կան!) Միայն վակուումում լույսի արագությունը գերազանցող արագությամբ, և այս դեպքում տախիոնի զանգվածը պարզվում է իրական: Այստեղ ֆոտոնների հետ որոշակի անալոգիա կա. ֆոտոնն ունի զրոյական հանգստի զանգված, բայց դա պարզապես նշանակում է, որ ֆոտոնը չի կարող հանգիստ վիճակում լինել, լույսը չի կարող կանգնեցվել:

Ամենադժվարը, ինչպես և սպասվում էր, տախիոնի վարկածը պատճառահետևանքային օրենքի հետ հաշտեցնելն էր։ Այս ուղղությամբ արված փորձերը, թեև բավականին հնարամիտ էին, բայց ակնհայտ հաջողության չհանգեցրին։ Ոչ ոք չի կարողացել նաև փորձնականորեն գրանցել տախիոնները։ Արդյունքում, հետաքրքրությունը տախիոնների նկատմամբ՝ որպես գերլուսավոր տարրական մասնիկներ, աստիճանաբար մարեց։

Սակայն 60-ականներին փորձնականորեն հայտնաբերվեց մի երեւույթ, որը սկզբում ֆիզիկոսներին տարակուսանքի մեջ գցեց. Սա մանրամասն նկարագրված է Ա.Ն.Օրաևսկու «Վերջ լույսի ալիքներուժեղացնող լրատվամիջոցներում» (UFN No. 12, 1998): Այստեղ մենք հակիրճ ամփոփում ենք հարցի էությունը՝ մանրամասներով հետաքրքրված ընթերցողին հղում անելով նշված հոդվածին:

Լազերների հայտնաբերումից անմիջապես հետո՝ 1960-ականների սկզբին, խնդիր առաջացավ կարճ (1 նս = 10-9 վրկ կարգի տևողությամբ) բարձր հզորության լուսային իմպուլսներ ստանալու խնդիր։ Դա անելու համար օպտիկական քվանտային ուժեղացուցիչի միջով անցավ կարճ լազերային իմպուլս։ Զարկերակը բաժանվել է ճառագայթը բաժանող հայելու միջոցով երկու մասի: Դրանցից մեկը՝ ավելի հզոր, ուղարկվել է ուժեղացուցիչի մոտ, իսկ մյուսը տարածվել է օդում և ծառայել որպես տեղեկատու իմպուլս, որի հետ հնարավոր է եղել համեմատել ուժեղացուցիչով անցած իմպուլսը։ Երկու իմպուլսներն էլ սնվում էին ֆոտոդետեկտորներին, և դրանց ելքային ազդանշանները կարող էին տեսողականորեն դիտվել օսցիլոսկոպի էկրանին: Ակնկալվում էր, որ ուժեղացուցիչով անցնող լույսի իմպուլսը դրանում որոշակի ուշացում կունենա՝ համեմատած հղման իմպուլսի հետ, այսինքն՝ ուժեղացուցիչում լույսի տարածման արագությունը կլինի ավելի քիչ, քան օդում։ Ո՞րն էր հետազոտողների զարմանքը, երբ նրանք հայտնաբերեցին, որ իմպուլսը տարածվում է ուժեղացուցիչի միջոցով ոչ միայն օդում, այլև մի քանի անգամ ավելի մեծ, քան լույսի արագությունը վակուումում:

Առաջին ցնցումից ապաքինվելուց հետո ֆիզիկոսները սկսեցին փնտրել նման անսպասելի արդյունքի պատճառը։ Հարաբերականության հատուկ տեսության սկզբունքների վերաբերյալ ոչ ոք անգամ չնչին կասկած չուներ, և հենց դա օգնեց գտնել ճիշտ բացատրությունը. եթե պահպանվեն SRT-ի սկզբունքները, ապա պատասխանը պետք է փնտրել ուժեղացնող միջավայրի հատկությունների մեջ։ .

Առանց այստեղ մանրամասների մեջ մտնելու, մենք միայն նշում ենք, որ ուժեղացնող միջավայրի գործողության մեխանիզմի մանրամասն վերլուծությունը լիովին պարզել է իրավիճակը: Բանն այն էր, որ իմպուլսի տարածման ընթացքում ֆոտոնների կոնցենտրացիայի փոփոխությունը տեղի ունեցավ. բացասական արժեքիմպուլսի հետևի մասի անցման ժամանակ, երբ միջավայրն արդեն կլանում է էներգիան, քանի որ իր իսկ պահուստն արդեն սպառվել է լույսի իմպուլսին անցնելու պատճառով։ Կլանումը առաջացնում է ոչ թե ավելացում, այլ իմպուլսի նվազում, և այդպիսով իմպուլսը ուժեղանում է առջևում և թուլանում նրա հետևի մասում։ Եկեք պատկերացնենք, որ զարկերակը դիտում ենք ուժեղացուցիչի միջավայրում լույսի արագությամբ շարժվող գործիքի օգնությամբ։ Եթե ​​միջավայրը թափանցիկ լիներ, մենք կտեսնեինք անշարժության մեջ սառած իմպուլս։ Միջավայրում, որտեղ տեղի է ունենում վերը նշված գործընթացը, առաջնային եզրի ուժեղացումը և զարկերակի հետևի եզրի թուլացումը դիտողին կհայտնվեն այնպես, որ միջավայրը, ինչպես ասվում է, զարկերակն առաջ է շարժել։ . Բայց քանի որ սարքը (դիտորդը) շարժվում է լույսի արագությամբ, իսկ իմպուլսը գերազանցում է նրան, ուրեմն իմպուլսի արագությունը գերազանցում է լույսի արագությունը։ Հենց այս էֆեկտն է գրանցվել փորձարարների կողմից։ Եվ այստեղ իսկապես ոչ մի հակասություն չկա հարաբերականության տեսության հետ. պարզապես ուժեղացման գործընթացն այնպիսին է, որ ավելի վաղ դուրս եկած ֆոտոնների կոնցենտրացիան ավելի մեծ է ստացվում, քան ավելի ուշ դուրս եկածների: Գերլուսավոր արագությամբ շարժվում են ոչ թե ֆոտոնները, այլ իմպուլսի ծրարը, մասնավորապես նրա առավելագույնը, որը նկատվում է օսցիլոսկոպի վրա։

Այսպիսով, մինչ սովորական միջավայրում միշտ լինում է լույսի թուլացում և արագության նվազում, որը որոշվում է բեկման ինդեքսով, ակտիվ լազերային միջավայրում նկատվում է ոչ միայն լույսի ուժեղացում, այլև գերլուսավոր արագությամբ իմպուլսի տարածում։

Որոշ ֆիզիկոսներ փորձել են փորձարարականորեն ապացուցել թունելի էֆեկտում գերլուսավոր շարժման առկայությունը, որն ամենակարևորներից է: զարմանալի երեւույթներմեջ քվանտային մեխանիկա. Այս էֆեկտը կայանում է նրանում, որ միկրոմասնիկը (ավելի ճիշտ՝ միկրոօբյեկտ, որը տարբեր պայմաններում ցուցադրում է և՛ մասնիկի, և՛ ալիքի հատկությունները) ի վիճակի է թափանցել այսպես կոչված պոտենցիալ արգելքը՝ մի երևույթ, որը լիովին անհնար է։ դասական մեխանիկայի մեջ (որում նման իրավիճակը կարող է նման լինել. պատին նետված գնդակը կհայտնվի պատի մյուս կողմում, կամ պատին կապված պարանի ալիքային շարժումը կփոխանցվի պատին կապված պարանի. պատը մյուս կողմից): Թունելի էֆեկտի էությունը քվանտային մեխանիկայի մեջ հետևյալն է. Եթե ​​որոշակի էներգիա ունեցող միկրոօբյեկտն իր ճանապարհին հանդիպում է միկրոօբյեկտի էներգիան գերազանցող պոտենցիալ էներգիա ունեցող տարածքի, ապա այդ տարածքը նրա համար խոչընդոտ է, որի բարձրությունը որոշվում է էներգիայի տարբերությամբ: Բայց միկրոօբյեկտը «արտահոսում» է պատնեշից։ Այս հնարավորությունը նրան տալիս է հայտնի Հայզենբերգի անորոշության առնչությունը, որը գրված է էներգիայի և փոխազդեցության ժամանակի համար։ Եթե ​​միկրոօբյեկտի փոխազդեցությունը պատնեշի հետ տեղի է ունենում բավականաչափ որոշակի ժամանակով, ապա միկրոօբյեկտի էներգիան, ընդհակառակը, կբնութագրվի անորոշությամբ, և եթե այդ անորոշությունը պատնեշի բարձրության կարգի է, ապա վերջինս դադարում է միկրոօբյեկտի համար անհաղթահարելի խոչընդոտ լինել։ Հենց պոտենցիալ պատնեշի միջով ներթափանցման արագությունն է դարձել մի շարք ֆիզիկոսների հետազոտության առարկա, ովքեր կարծում են, որ այն կարող է գերազանցել ք.

1998 թվականի հունիսին Քյոլնում տեղի ունեցավ գերլուսավոր շարժումների խնդիրների վերաբերյալ միջազգային սիմպոզիում, որտեղ քննարկվեցին չորս լաբորատորիաներում՝ Բերկլիում, Վիեննայում, Քյոլնում և Ֆլորենցիայում ստացված արդյունքները:

Եվ վերջապես, 2000 թվականին երկու նոր փորձեր են արձանագրվել, որոնցում ի հայտ են եկել գերլուսավոր տարածման ազդեցությունները։ Դրանցից մեկը կատարեց Լիջուն Վոնգը՝ աշխատակիցների հետ գիտահետազոտական ​​ինստիտուտՓրինսթոնում (ԱՄՆ): Նրա արդյունքն այն է, որ լույսի զարկերակը, որը մտնում է ցեզիումի գոլորշիով լցված խցիկ, մեծացնում է դրա արագությունը 300 անգամ: Պարզվել է, որ զարկերակի հիմնական մասը հեռանում է խցիկի հեռավոր պատից նույնիսկ մինչ զարկերակը առջեւի պատի միջով խցիկ մտնելուց առաջ։ Նման իրավիճակը հակասում է ոչ միայն ողջամտությանը, այլ, ըստ էության, նաև հարաբերականության տեսությանը։

Լ. Վոնգի զեկույցը բուռն քննարկումներ առաջացրեց ֆիզիկոսների շրջանում, որոնցից շատերը հակված չեն ստացված արդյունքներում տեսնել հարաբերականության սկզբունքների խախտում։ Նրանք կարծում են, որ խնդիրը այս փորձը ճիշտ բացատրելն է:

Լ.Վոնգի փորձի ժամանակ ցեզիումի գոլորշիով խցիկ մտնող լույսի իմպուլսը մոտ 3 մկվ տևողություն է ունեցել։ Ցեզիումի ատոմները կարող են լինել տասնվեց հնարավոր քվանտային մեխանիկական վիճակներում, որոնք կոչվում են «հիմնական վիճակի հիպեր նուրբ մագնիսական ենթամակարդակներ»։ Օգտագործելով օպտիկական լազերային պոմպը, գրեթե բոլոր ատոմները բերվեցին այս տասնվեց վիճակներից միայն մեկին, որը համապատասխանում է Քելվինի սանդղակի գրեթե բացարձակ զրոյական ջերմաստիճանին (-273,15 ° C): Ցեզիումի խցիկի երկարությունը 6 սանտիմետր էր։ Վակուումում լույսը 6 սանտիմետր է անցնում 0,2 վրկ-ում: Ինչպես ցույց տվեցին չափումները, լույսի իմպուլսը ցեզիումով խցիկի միջով անցավ 62 վս-ով ավելի կարճ ժամանակում, քան վակուումում: Այլ կերպ ասած, զարկերակի անցման ժամանակը ցեզիումի միջավայրով ունի «մինուս» նշան: Իսկապես, եթե 0,2 ns-ից հանենք 62 նվ, ապա կստանանք «բացասական» ժամանակ։ Միջավայրում այս «բացասական ուշացումը»՝ անհասկանալի ժամանակային թռիչքը, հավասար է այն ժամանակին, որի ընթացքում զարկերակը կկազմի 310 անցում խցիկով վակուումում: Այս «ժամանակային շրջադարձի» հետևանքն այն էր, որ խցիկից դուրս եկող իմպուլսը կարողացավ նրանից հեռանալ 19 մետրով, մինչև մուտքային իմպուլսը կհասներ խցիկի մոտ պատին։ Ինչպե՞ս կարելի է բացատրել նման անհավանական իրավիճակը (եթե, իհարկե, կասկած չկա փորձի մաքրության մեջ):

Դատելով ընթացող քննարկումից՝ ճշգրիտ բացատրություն դեռ չի գտնվել, բայց կասկած չկա, որ միջավայրի անսովոր ցրման հատկությունները այստեղ դեր են խաղում. . Համառոտ հիշենք, թե ինչ է դա։

Նյութի ցրվածությունը n փուլի (սովորական) բեկման ցուցիչի կախվածությունն է l լույսի ալիքի երկարությունից։ Նորմալ ցրման դեպքում բեկման ինդեքսը մեծանում է ալիքի երկարության նվազմամբ, և դա տեղի է ունենում ապակու, ջրի, օդի և լույսի համար թափանցիկ մնացած բոլոր նյութերի դեպքում: Այն նյութերում, որոնք ուժեղ կլանում են լույսը, բեկման ինդեքսը շրջվում է ալիքի երկարության փոփոխությամբ և դառնում շատ ավելի կտրուկ. քան միասնությունը (փուլի արագությունը Vf > s ): Սա անոմալ դիսպերսիա է, որի դեպքում նյութի մեջ լույսի տարածման օրինաչափությունը արմատապես փոխվում է։ Խմբի արագությունը Vgr դառնում է ավելի մեծ, քան ալիքների փուլային արագությունը և կարող է գերազանցել լույսի արագությունը վակուումում (և դառնալ նաև բացասական): Լ. Վոնգը նշում է այս հանգամանքը որպես իր փորձի արդյունքները բացատրելու հնարավորության հիմքում ընկած պատճառ։ Այնուամենայնիվ, պետք է նշել, որ Vgr > c պայմանը զուտ ձևական է, քանի որ խմբային արագության հասկացությունը ներդրվել է փոքր (նորմալ) ցրվածության դեպքում, թափանցիկ միջավայրի համար, երբ ալիքների խումբը գրեթե չի փոխում իր ձևը ընթացքում: տարածում. Անոմալ ցրվածության շրջաններում, սակայն, լույսի իմպուլսը արագորեն դեֆորմացվում է, և խմբի արագության հասկացությունը կորցնում է իր նշանակությունը. Այս դեպքում ներմուծվում են ազդանշանի արագություն և էներգիայի տարածման արագություն հասկացությունները, որոնք թափանցիկ միջավայրերում համընկնում են խմբի արագության հետ, մինչդեռ կլանող միջավայրերում դրանք մնում են լույսի արագությունից փոքր վակուումում։ Բայց ահա թե ինչն է հետաքրքիր Վոնգի փորձի մեջ. լույսի իմպուլսը, որն անցնում է անոմալ ցրվածությամբ միջավայրի միջով, չի դեֆորմացվում. այն ճշգրիտ պահպանում է իր ձևը: Եվ դա համապատասխանում է այն ենթադրությանը, որ իմպուլսը տարածվում է խմբային արագությամբ։ Բայց եթե այո, ապա պարզվում է, որ միջավայրում ներծծում չկա, թեև միջավայրի անոմալ ցրումը պայմանավորված է հենց կլանմամբ։ Ինքը՝ Վոնգը, գիտակցելով, որ շատ բան մնում է անհասկանալի, կարծում է, որ այն, ինչ տեղի է ունենում իր փորձարարական կազմաձևում, կարելի է հստակորեն բացատրել որպես առաջին մոտարկում հետևյալ կերպ.

Լույսի իմպուլսը բաղկացած է տարբեր ալիքի երկարություններով (հաճախականություններ) բազմաթիվ բաղադրիչներից։ Նկարում ներկայացված են այս բաղադրիչներից երեքը (ալիքներ 1-3): Ինչ-որ պահի բոլոր երեք ալիքները գտնվում են փուլում (դրանց առավելագույնը համընկնում են); այստեղ նրանք, գումարվելով, ուժեղացնում են միմյանց և իմպուլս են կազմում։ Քանի որ ալիքները տարածվում են տարածության մեջ, դրանք դուրս են գալիս փուլից և այդպիսով «մարում» են միմյանց։

Անոմալ ցրման շրջանում (ցեզիումի բջիջի ներսում) ալիքը, որն ավելի կարճ էր (ալիք 1) դառնում է ավելի երկար։ Եվ հակառակը, այն ալիքը, որն ամենաերկարն էր երեքից (3-րդ ալիքը), դառնում է ամենակարճը:

Հետեւաբար, համապատասխանաբար փոխվում են նաեւ ալիքների փուլերը։ Երբ ալիքներն անցնում են ցեզիումի բջիջով, նրանց ալիքի ճակատները վերականգնվում են: Անկանոն ցրվածություն ունեցող նյութում անսովոր փուլային մոդուլյացիայի ենթարկվելով՝ երեք դիտարկվող ալիքները ինչ-որ պահի նորից հայտնվում են փուլում: Այստեղ նրանք նորից գումարվում են և ձևավորում են ճիշտ նույն ձևի իմպուլսը, ինչ ցեզիումի միջավայրը մտնող զարկերակը:

Սովորաբար օդում և, իսկապես, ցանկացած սովորաբար ցրվող թափանցիկ միջավայրում, լույսի իմպուլսը չի կարող ճշգրիտ պահպանել իր ձևը հեռավոր հեռավորության վրա տարածելիս, այսինքն՝ նրա բոլոր բաղադրիչները չեն կարող փուլային լինել տարածման ճանապարհի որևէ հեռավոր կետում: Իսկ նորմալ պայմաններում նման հեռավոր կետում լույսի իմպուլս է հայտնվում որոշ ժամանակ անց։ Այնուամենայնիվ, փորձի ժամանակ օգտագործված միջավայրի անոմալ հատկությունների պատճառով հեռավոր կետում զարկերակը փուլային է այնպես, ինչպես այս միջավայր մտնելիս: Այսպիսով, լույսի իմպուլսը իրեն պահում է այնպես, կարծես թե բացասական ժամանակային ուշացում ուներ դեպի հեռավոր կետ, այսինքն՝ այն կհասներ դրան ոչ ուշ, այլ ավելի շուտ, քան կանցներ միջինը:

Ֆիզիկոսների մեծամասնությունը հակված է կապել այս արդյունքը խցիկի ցրող միջավայրում ցածր ինտենսիվության պրեկուրսորի առաջացման հետ: Բանն այն է, որ իմպուլսի սպեկտրային տարրալուծման ժամանակ սպեկտրը պարունակում է կամայականորեն բարձր հաճախականությունների բաղադրիչներ՝ աննշան ամպլիտուդով, այսպես կոչված, պրեկուրսոր, որը առաջ է անցնում զարկերակի «հիմնական մասից»։ Հաստատության բնույթը և պրեկուրսորի ձևը կախված են միջավայրում ցրման օրենքից: Սա հաշվի առնելով՝ Վոնգի փորձի իրադարձությունների հաջորդականությունը առաջարկվում է մեկնաբանել հետևյալ կերպ. Մուտք ալիքը, իր առաջ «ձգելով» ավետաբերը, մոտենում է տեսախցիկին. Մինչ ներգնա ալիքի գագաթնակետը դիպչում է խցիկի մոտ պատին, պրեկուրսորը սկսում է խցիկում զարկերակի տեսքը, որը հասնում է հեռավոր պատին և արտացոլվում դրանից՝ ձևավորելով «հակադարձ ալիք»։ Այս ալիքը, որը տարածվում է c-ից 300 անգամ ավելի արագ, հասնում է մոտակա պատին և հանդիպում է մուտքային ալիքին։ Մի ալիքի գագաթները հանդիպում են մյուսի տաշտակներին, այնպես որ նրանք ջնջում են միմյանց և ոչինչ չի մնում: Պարզվում է, որ մուտքային ալիքը «պարտքը վերադարձնում է» ցեզիումի ատոմներին, որոնք «փոխառությամբ» էներգիա են վերցրել նրան խցիկի մյուս ծայրում։ Յուրաքանչյուր ոք, ով դիտում էր փորձի միայն սկիզբն ու վերջը, կտեսներ միայն լույսի զարկերակ, որը ժամանակի ընթացքում «ցատկեց» առաջ՝ շարժվելով ավելի արագ, քան c.

Լ.Վոնգը կարծում է, որ իր փորձը չի համապատասխանում հարաբերականության տեսությանը։ Գերլուսավոր արագության անհասանելիության մասին հայտարարությունը, նրա կարծիքով, կիրառելի է միայն հանգստի զանգված ունեցող առարկաների համար։ Լույսը կարող է ներկայացվել կա՛մ ալիքների տեսքով, որոնց նկատմամբ զանգված հասկացությունն ընդհանրապես կիրառելի չէ, կա՛մ հանգստի զանգված ունեցող ֆոտոնների տեսքով, ինչպես հայտնի է, հավասար է զրոյի։ Հետևաբար, վակուումում լույսի արագությունը, ըստ Վոնգի, սահմանը չէ։ Այնուամենայնիվ, Վոնգը խոստովանում է, որ իր հայտնաբերած էֆեկտը անհնար է դարձնում տեղեկատվության ավելի արագ փոխանցումը, քան ք.

«Այստեղ տեղեկատվությունը արդեն պարունակվում է զարկերակի առաջնային եզրին», - ասում է ԱՄՆ-ի Լոս Ալամոսի ազգային լաբորատորիայի ֆիզիկոս Պ. Միլոննին:

Ֆիզիկոսների մեծ մասը կարծում է, որ նոր աշխատանքջախջախիչ հարված չի հասցնում հիմնարար սկզբունքներին. Բայց ոչ բոլոր ֆիզիկոսներն են հավատում, որ խնդիրը լուծված է։ Պրոֆեսոր Ա. Ռանֆագնին, իտալական հետազոտական ​​խմբից, որը մեկ այլ հետաքրքիր փորձ է իրականացրել 2000 թվականին, ասում է, որ հարցը դեռ բաց է: Այս փորձը, որն իրականացվել է Դանիել Մուգնայի, Անեդիո Ռանֆագնիի և Ռոկո Ռուջերիի կողմից, պարզել է, որ սանտիմետր ալիքային ռադիոալիքները տարածվում են սովորական օդում 25%-ով ավելի արագ, քան c-ն։

Ամփոփելով՝ կարող ենք ասել հետևյալը.

Աշխատանքներ վերջին տարիներինցույց տալ, որ որոշակի պայմաններում գերլուսավոր արագությունկարող է իսկապես տեղի ունենալ: Բայց իրականում ի՞նչն է շարժվում գերլուսավոր արագությամբ: Հարաբերականության տեսությունը, ինչպես արդեն նշվեց, արգելում է նման արագություն նյութական մարմինների և տեղեկատվություն կրող ազդանշանների համար։ Այնուամենայնիվ, որոշ հետազոտողներ շատ համառորեն փորձում են ցույց տալ լուսային պատնեշի հաղթահարումը հատուկ ազդանշանների համար: Դրա պատճառն այն է, որ հարաբերականության հատուկ տեսության մեջ չկա խիստ մաթեմատիկական հիմնավորում (հիմնված, ասենք, Մաքսվելի հավասարումների վրա. էլեկտրամագնիսական դաշտ) c-ից մեծ արագությամբ ազդանշանների հաղորդման անհնարինությունը. SRT-ում նման անհնարինությունը հաստատված է, կարելի է ասել, զուտ թվաբանությամբ՝ հիմնվելով արագությունների գումարման Էյնշտեյնի բանաձևի վրա, բայց հիմնարար կերպով դա հաստատվում է պատճառականության սկզբունքով։ Ինքը՝ Էյնշտեյնը, նկատի ունենալով գերլուսավոր ազդանշանի հաղորդման հարցը, գրել է, որ այս դեպքում «...մենք ստիպված ենք հնարավոր համարել ազդանշանի փոխանցման մեխանիզմ, որն օգտագործելիս ձեռք բերված գործողությունը նախորդում է պատճառին։ Բայց, թեև սա զուտ տրամաբանական արդյունք է։ տեսակետն իրեն չի պարունակում, իմ կարծիքով՝ հակասություններ, այնուամենայնիվ, այն հակասում է մեր ողջ փորձի բնույթին այնքանով, որ V > c ենթադրության անհնարինությունը թվում է բավականաչափ ապացուցված։ Պատճառականության սկզբունքը հիմնաքարն է, որի հիմքում ընկած է գերլուսավոր ազդանշանային ազդանշանի անհնարինությունը: Եվ, ըստ երևույթին, գերլուսավոր ազդանշանների բոլոր որոնումները, առանց բացառության, կսայթաքեն այս քարի վրա, որքան էլ փորձարարները կցանկանան հայտնաբերել այդպիսի ազդանշաններ, քանի որ այդպիսին է մեր աշխարհի բնույթը:

Բայց այնուամենայնիվ, եկեք պատկերացնենք, որ հարաբերականության մաթեմատիկան դեռ կաշխատի գերլուսավոր արագություններով։ Սա նշանակում է, որ տեսականորեն մենք դեռ կարող ենք պարզել, թե ինչ կլիներ, եթե մարմինը գերազանցեր լույսի արագությունը:

Պատկերացրեք երկու տիեզերանավ, որոնք Երկրից շարժվում են դեպի աստղ, որը գտնվում է մեր մոլորակից 100 լուսատարի հեռավորության վրա: Առաջին նավը լքում է Երկիրը լույսի արագության 50%-ով, ուստի ճանապարհորդությունն ավարտելու համար կպահանջվի 200 տարի: Երկրորդ նավը, որը համալրված է հիպոթետիկ warp drive-ով, կմեկնի լույսի 200% արագությամբ, բայց առաջինից 100 տարի անց: Ի՞նչ է լինելու։

Համաձայն հարաբերականության տեսության՝ ճիշտ պատասխանը մեծապես կախված է դիտորդի տեսակետից։ Երկրից կհայտնվի, որ առաջին նավն արդեն զգալի տարածություն է անցել, նախքան երկրորդ նավը շրջանցելը, որը չորս անգամ ավելի արագ է շարժվում։ Բայց առաջին նավի մարդկանց տեսանկյունից ամեն ինչ մի փոքր այլ է։

Թիվ 2 նավը շարժվում է ավելի արագ, քան լույսը, ինչը նշանակում է, որ այն կարող է գերազանցել նույնիսկ իր արձակած լույսը: Սա հանգեցնում է մի տեսակ «լույսի ալիքի» (ձայնի անալոգը, օդի թրթիռների փոխարեն այստեղ միայն լույսի ալիքներն են թրթռում), որը մի քանի հետաքրքիր էֆեկտներ է առաջացնում։ Հիշեցնենք, որ թիվ 2 նավի լույսն ավելի դանդաղ է շարժվում, քան ինքը նավը: Արդյունքը կլինի տեսողական կրկնապատկում: Այսինքն, սկզբում թիվ 1 նավի անձնակազմը կտեսնի, որ երկրորդ նավը հայտնվել է իրենց կողքին, կարծես ոչ մի տեղից։ Այնուհետև երկրորդ նավի լույսը մի փոքր ուշացումով կհասնի առաջին նավին, և արդյունքը կլինի տեսանելի կրկնօրինակը, որը մի փոքր ուշացումով կշարժվի նույն ուղղությամբ։

Նման մի բան կարելի է տեսնել Համակարգչային խաղեր, երբ համակարգի խափանման հետևանքով շարժիչը բեռնում է մոդելը և դրա ալգորիթմները շարժման վերջնակետում ավելի արագ, քան ինքնին շարժման անիմացիան ավարտվում է, այնպես որ տեղի են ունենում մի քանի անգամ: Հավանաբար սա է պատճառը, որ մեր գիտակցությունը չի ընկալում Տիեզերքի այն հիպոթետիկ կողմը, որում մարմինները շարժվում են գերլուսավոր արագությամբ, թերևս սա լավագույնն է:

P.S. ... և այստեղ վերջին օրինակըԵս ինչ-որ բան չհասկացա, ինչու է նավի իրական դիրքը կապված «նրա կողմից արձակված լույսի» հետ: Դե, չնայած նրան ինչ-որ կերպ սխալ տեղում կտեսնեն, բայց իրականում նա կանցնի առաջին նավից։

աղբյուրները

Ստվերները կարող են լույսից ավելի արագ շարժվել, բայց չեն կարող նյութ կամ տեղեկատվություն կրել

Հնարավո՞ր է գերլուսավոր թռիչք:

Այս հոդվածի բաժիններն ունեն ենթավերնագրեր, և դուք կարող եք անդրադառնալ յուրաքանչյուր բաժնին առանձին:

FTL ճանապարհորդության պարզ օրինակներ

1. Չերենկովի էֆեկտ

Երբ մենք խոսում ենք գերլուսավոր շարժման մասին, նկատի ունենք լույսի արագությունը վակուումում: գ(299 792 458 մ/վ): Ուստի Չերենկովյան էֆեկտը չի կարող դիտարկվել որպես գերլուսավոր շարժման օրինակ։

2. Երրորդ դիտորդ

Եթե ​​հրթիռը Աարագությամբ թռչում է ինձնից 0.6cդեպի արևմուտք, իսկ հրթիռը Բարագությամբ թռչում է ինձնից 0.6cարևելք, ապա ես տեսնում եմ, որ միջև հեռավորությունը Աև Բարագությամբ մեծանում է 1.2c. Դիտելով հրթիռների թռիչքը Աև Բդրսից երրորդ դիտորդը տեսնում է, որ հրթիռների հեռացման ընդհանուր արագությունը ավելի մեծ է, քան գ .

Այնուամենայնիվ հարաբերական արագությունհավասար չէ արագությունների գումարին. հրթիռի արագությունը Ահրթիռի վերաբերյալ Բայն արագությունն է, որով մեծանում է հեռավորությունը դեպի հրթիռ Ա, որը տեսնում է հրթիռով թռչող դիտորդը Բ. Հարաբերական արագությունը պետք է հաշվարկվի՝ օգտագործելով հարաբերական արագության գումարման բանաձևը: (Տես, թե ինչպես եք ավելացնում արագությունները հարաբերականության հատուկ տեսության մեջ:) Այս օրինակում հարաբերական արագությունը մոտավորապես 0.88c. Այսպիսով, այս օրինակում մենք չենք ստացել FTL:

3. Լույս և ստվեր

Մտածեք, թե որքան արագ կարող է շարժվել ստվերը: Եթե ​​լամպը մոտ է, ապա հեռավոր պատի վրա ձեր մատի ստվերը շատ ավելի արագ է շարժվում, քան մատը շարժվում է։ Մատը պատին զուգահեռ շարժելիս ստվերի արագությունը ներս է մտնում Դ/դանգամ ավելի մեծ, քան մատի արագությունը։ Այստեղ դլամպից մինչև մատը հեռավորությունն է և Դ- լամպից մինչև պատը: Արագությունը նույնիսկ ավելի մեծ կլինի, եթե պատը գտնվում է անկյան տակ: Եթե ​​պատը շատ հեռու է, ապա ստվերի շարժումը հետ կմնա մատի շարժումից, քանի որ լույսը ժամանակ է պահանջում պատին հասնելու համար, բայց պատի երկայնքով շարժվող ստվերի արագությունն էլ ավելի կաճի։ Ստվերի արագությունը լույսի արագությամբ չի սահմանափակվում։

Մեկ այլ առարկա, որը կարող է լույսից ավելի արագ ճանապարհորդել, լուսնի վրա ուղղված լազերի լույսի կետն է: Հեռավորությունը մինչև Լուսին 385000 կմ է։ Դուք կարող եք ինքնուրույն հաշվարկել լուսնային կետի շարժման արագությունը Լուսնի մակերևույթի վրա՝ ձեր ձեռքում գտնվող լազերային ցուցիչի փոքր տատանումներով։ Ձեզ կարող է դուր գալ նաև ալիքի օրինակը, որը հարվածում է լողափի ուղիղ գծին մի փոքր անկյան տակ: Ի՞նչ արագությամբ կարող է ալիքի և ափի հատման կետը շարժվել լողափի երկայնքով:

Այս ամենը կարող է տեղի ունենալ բնության մեջ: Օրինակ, պուլսարի լույսի ճառագայթը կարող է անցնել փոշու ամպի երկայնքով: հզոր պայթյունկարող է ստեղծել լույսի կամ ճառագայթման գնդաձեւ ալիքներ: Երբ այս ալիքները հատվում են մակերեսի հետ, այդ մակերեսի վրա հայտնվում են լույսի շրջանակներ և ավելի արագ են ընդլայնվում, քան լույսը։ Նման երեւույթ նկատվում է, օրինակ, երբ էլեկտրամագնիսական իմպուլսը կայծակի բռնկումից անցնում է մթնոլորտի վերին հատվածով։

4. Պինդ մարմին

Եթե ​​դուք ունեք երկար, կոշտ ձող և հարվածում եք ձողի մի ծայրին, մի՞թե մյուս ծայրը անմիջապես չի շարժվում: Սա տեղեկատվության գերլուսավոր փոխանցման միջոց չէ՞:

Դա ճիշտ կլինի եթեկային կատարյալ կոշտ մարմիններ։ Գործնականում հարվածը փոխանցվում է ձողի երկայնքով ձայնի արագությամբ, որը կախված է ձողի նյութի առաձգականությունից և խտությունից: Բացի այդ, հարաբերականության տեսությունը նյութի մեջ ձայնի հնարավոր արագությունները սահմանափակում է արժեքով գ .

Նույն սկզբունքը գործում է, եթե թելը կամ ձողը բռնում եք ուղղահայաց, բաց թողնում, և այն սկսում է ընկնել ձգողականության ազդեցության տակ։ Ձեր բաց թողած վերին ծայրը սկսում է անմիջապես ընկնել, բայց ներքևի ծայրը կսկսի շարժվել միայն որոշ ժամանակ անց, քանի որ պահող ուժի կորուստը փոխանցվում է ձողով ներքև՝ նյութի ձայնի արագությամբ:

Առաձգականության հարաբերականության տեսության ձևակերպումը բավականին բարդ է, բայց ընդհանուր գաղափարկարելի է նկարազարդել նյուտոնյան մեխանիկայի միջոցով։ Իդեալական առաձգական մարմնի երկայնական շարժման հավասարումը կարող է ստացվել Հուկի օրենքից։ Նշեք ձողի գծային խտությունը ρ , Յանգի մոդուլը Յ. Երկայնական օֆսեթ Xբավարարում է ալիքի հավասարումը

ρ d 2 X / dt 2 - Y d 2 X / dx 2 = 0

Հարթ ալիքի լուծումը շարժվում է ձայնի արագությամբ ս, որը որոշվում է բանաձևից s 2 = Y/ρ. Ալիքի հավասարումը թույլ չի տալիս, որ միջավայրի խանգարումները շարժվեն ավելի արագ, քան արագությամբ ս. Բացի այդ, հարաբերականության տեսությունը սահմանում է առաձգականության չափը. Յ< ρc 2 . Գործնականում ոչ մի հայտնի նյութ չի մոտենում այս սահմանին: Նշենք նաև, որ եթե նույնիսկ ձայնի արագությունը մոտ է գ, ուրեմն նյութն ինքնին անպայմանորեն չի շարժվում հարաբերական արագությամբ։

Չնայած բնության մեջ չկան պինդ մարմիններ, սակայն կա կոշտ մարմինների շարժում, որը կարող է օգտագործվել լույսի արագությունը հաղթահարելու համար։ Այս թեման պատկանում է ստվերների և լուսային բծերի արդեն նկարագրված բաժնին։ (Տե՛ս Գերլուսավոր մկրատը, Կոշտ պտտվող սկավառակը հարաբերականության մեջ):

5. Ֆազային արագություն

ալիքի հավասարումը
d 2 u/dt 2 - c 2 d 2 u/dx 2 + w 2 u = 0

լուծում ունի ձևով
u \u003d A cos (ax - bt), c 2 a 2 - b 2 + w 2 \u003d 0

Սրանք սինուսոիդային ալիքներ են, որոնք տարածվում են v արագությամբ
v = b/a = sqrt(c 2 + w 2 /a 2)

Բայց դա ավելի քան ք. Գուցե սա տախիոնների հավասարումն է: (տես ստորև բաժինը): Ոչ, սա սովորական հարաբերական հավասարումն է զանգված ունեցող մասնիկի համար:

Պարադոքսը վերացնելու համար անհրաժեշտ է տարբերակել «փուլային արագությունը» v ph և «խմբային արագություն» vգր, և
v ph v gr = c 2

Ալիքի տեսքով լուծումը կարող է ունենալ հաճախականության ցրվածություն։ Այս դեպքում ալիքի փաթեթը շարժվում է խմբային արագությամբ, որը փոքր է գ. Օգտագործելով ալիքային փաթեթ, տեղեկատվությունը կարող է փոխանցվել միայն խմբի արագությամբ: Ալիքային փաթեթում ալիքները շարժվում են փուլային արագությամբ: Ֆազային արագությունը FTL շարժման ևս մեկ օրինակ է, որը չի կարող օգտագործվել հաղորդակցվելու համար:

6. Գերլուսավոր գալակտիկաներ

7. Ռելյատիվիստական ​​հրթիռ

Թող Երկրի վրա դիտորդը տեսնի տիեզերանավը, որը հեռանում է արագությամբ 0.8cՀամաձայն հարաբերականության տեսության՝ նա կտեսնի, որ տիեզերանավի վրա ժամացույցը 5/3 անգամ ավելի դանդաղ է աշխատում։ Եթե ​​նավից հեռավորությունը բաժանենք թռիչքի ժամանակին՝ ըստ օդանավի ժամացույցի, ապա կստանանք արագությունը. 4/3c. Դիտորդը եզրակացնում է, որ օգտագործելով իր ներսի ժամացույցը, նավի օդաչուն նույնպես կորոշի, որ նա թռչում է գերլուսավոր արագությամբ: Օդաչուի տեսանկյունից նրա ժամացույցը նորմալ է աշխատում, իսկ միջաստղային տարածությունը փոքրացել է 5/3-ով։ Հետևաբար, այն աստղերի միջև հայտնի հեռավորությունները թռչում է ավելի արագ՝ արագությամբ 4/3c .

Բայց դա դեռ գերլուսավոր թռիչք չէ: Դուք չեք կարող հաշվարկել արագությունը՝ օգտագործելով տարբեր հղման շրջանակներում սահմանված հեռավորությունը և ժամանակը:

8. Ձգողության արագություն

Ոմանք պնդում են, որ ձգողության արագությունը շատ ավելի արագ է գկամ նույնիսկ անսահման: Տեսեք Արդյո՞ք գրավիտացիան ճանապարհորդում է լույսի արագությամբ: և ի՞նչ է գրավիտացիոն ճառագայթումը: Գրավիտացիոն շեղումներ և գրավիտացիոն ալիքներտարածվում է արագությամբ գ .

9. EPR պարադոքս

10. Վիրտուալ ֆոտոններ

11. Քվանտային թունելի էֆեկտ

Քվանտային մեխանիկայի մեջ թունելի էֆեկտը թույլ է տալիս մասնիկին հաղթահարել արգելքը, նույնիսկ եթե դրա էներգիան բավարար չէ դրա համար: Նման պատնեշի միջոցով հնարավոր է հաշվել թունելների անցման ժամանակը։ Եվ դա կարող է ավելի քիչ լինել, քան պահանջվում է լույսի համար նույն հեռավորությունը արագությամբ հաղթահարելու համար գ. Կարո՞ղ է այն օգտագործել լույսից ավելի արագ հաղորդագրություններ ուղարկելու համար:

Քվանտային էլեկտրադինամիկան ասում է «Ոչ»: Այնուամենայնիվ, իրականացվեց փորձ, որը ցույց տվեց տեղեկատվության գերլուսավոր փոխանցումը թունելի էֆեկտի միջոցով: 11,4 սմ լայնությամբ պատնեշի միջով՝ 4,7 արագությամբ գՆերկայացվեց Մոցարտի քառասուներորդ սիմֆոնիան։ Այս փորձի բացատրությունը շատ հակասական է: Ֆիզիկոսների մեծամասնությունը կարծում է, որ թունելի էֆեկտի օգնությամբ այն հնարավոր չէ փոխանցել տեղեկատվությունլույսից ավելի արագ: Եթե ​​դա հնարավոր էր, ապա ինչու՞ ազդանշան չուղարկել անցյալին՝ տեղադրելով սարքավորումները արագ շարժվող հղման համակարգում:

17. Քվանտային դաշտի տեսություն

Բացառությամբ ձգողականության, բոլոր դիտարկված ֆիզիկական երեւույթները համապատասխանում են «Ստանդարտ մոդելին»։ Ստանդարտ մոդելը հարաբերական քվանտային դաշտի տեսություն է, որը բացատրում է էլեկտրամագնիսական և միջուկային ուժերը և բոլորը. հայտնի մասնիկներ. Այս տեսության մեջ օպերատորների ցանկացած զույգ, որը համապատասխանում է ֆիզիկական դիտելիներին, որոնք բաժանված են իրադարձությունների տարածության նման միջակայքով, «փոխում» են (այսինքն, կարելի է փոխել այս օպերատորների հերթականությունը): Սա հիմնականում ենթադրում է, որ ստանդարտ մոդելազդեցությունը չի կարող լույսից ավելի արագ անցնել, և դա կարելի է համարել անսահման էներգիայի փաստարկի քվանտային դաշտի համարժեքը:

Այնուամենայնիվ, ստանդարտ մոդելի դաշտի քվանտային տեսության մեջ չկան անթերի խիստ ապացույցներ: Ոչ ոք դեռ նույնիսկ չի ապացուցել, որ այս տեսությունը ներքին համահունչ է: Ամենայն հավանականությամբ, դա այդպես չէ։ Ամեն դեպքում, երաշխիք չկա, որ դեռևս չբացահայտված մասնիկներ կամ ուժեր չկան, որոնք չեն ենթարկվում գերլուսավոր շարժման արգելքին։ Չկա նաև այս տեսության ընդհանրացում, ներառյալ գրավիտացիան և ընդհանուր հարաբերականությունը: Ոլորտում աշխատող բազմաթիվ ֆիզիկոսներ քվանտային գրավիտացիա, կասկած կա, որ պատճառականության և տեղայնության պարզ հասկացությունները ընդհանրացված կլինեն։ Չկա երաշխիք, որ ապագայում ավելի ամբողջական տեսության դեպքում լույսի արագությունը կպահպանի սահմանափակող արագության իմաստը:

18. Պապիկի պարադոքս

Հարաբերականության հատուկ տեսության մեջ մի մասնիկը, որը լույսից ավելի արագ է շարժվում մեկ հղումային համակարգում, հետ է շարժվում ժամանակի մեջ մեկ այլ հղման համակարգում: FTL ճանապարհորդությունը կամ տեղեկատվության փոխանցումը հնարավորություն կտա ճանապարհորդել կամ հաղորդագրություն ուղարկել դեպի անցյալ: Եթե ​​հնարավոր լիներ ժամանակի նման ճանապարհորդություն, ապա կարող էիր ժամանակի հետ գնալ և փոխել պատմության ընթացքը՝ սպանելով պապիդ։

Սա շատ ուժեղ փաստարկ է FTL ճանապարհորդության հնարավորության դեմ: Ճիշտ է, գրեթե անհավանական հավանականություն կա, որ հնարավոր է սահմանափակ գերլուսավոր ճանապարհորդություն, որը թույլ չի տալիս վերադարձ դեպի անցյալ: Կամ գուցե ժամանակի ճանապարհորդությունը հնարավոր է, բայց պատճառահետևանքային կապը խախտվում է որոշակի հետևողական ձևով: Այս ամենը շատ անհավանական է, բայց եթե մենք քննարկում ենք FTL-ն, ավելի լավ է պատրաստ լինենք նոր գաղափարների։

Ճիշտ է նաև հակառակը. Եթե ​​մենք կարողանայինք ճանապարհորդել ժամանակի մեջ, կարող էինք հաղթահարել լույսի արագությունը: Դուք կարող եք հետ գնալ ժամանակը, թռչել ինչ-որ տեղ ցածր արագությամբ և այնտեղ հասնել մինչև սովորական եղանակով ուղարկված լույսը: Այս թեմայի վերաբերյալ մանրամասների համար տե՛ս «Ժամանակի ճանապարհորդություն»:

FTL ճանապարհորդության բաց հարցեր

Այս վերջին բաժնում ես նկարագրելու եմ մի քանիսը լուրջ գաղափարներհնարավոր է ճանապարհորդել լույսից ավելի արագ: Այս թեմաները հաճախ չեն ներառվում ՀՏՀ-ում, քանի որ դրանք ավելի շատ նման են բազմաթիվ նոր հարցերի, քան պատասխանների: Դրանք ներառված են այստեղ՝ ցույց տալու համար, որ այս ուղղությամբ լուրջ հետազոտություններ են արվում։ Տրվում է միայն թեմայի կարճ ներածություն։ Մանրամասներին կարելի է ծանոթանալ համացանցում։ Ինչպես ինտերնետում ամեն ինչի դեպքում, քննադատաբար եղեք նրանց նկատմամբ:

19. Տախիոններ

Տախիոնները հիպոթետիկ մասնիկներ են, որոնք տեղային առումով լույսից ավելի արագ են շարժվում: Դա անելու համար նրանք պետք է ունենան երեւակայական զանգվածային արժեք: Այս դեպքում տախիոնի էներգիան և իմպուլսը իրական մեծություններ են։ Ոչ մի հիմք չկա ենթադրելու, որ գերլուսավոր մասնիկները չեն կարող հայտնաբերվել: Ստվերներն ու շեշտադրումները կարող են ավելի արագ շարժվել, քան լույսը և կարող են հայտնաբերվել:

Մինչ այժմ տախիոններ չեն հայտնաբերվել, և ֆիզիկոսները կասկածում են դրանց գոյությանը: Կային պնդումներ, որ նեյտրինոների զանգվածը չափելու փորձերի ժամանակ տրիտիումի բետա քայքայման արդյունքում նեյտրինոները տախիոններ էին։ Սա կասկածելի է, բայց դեռ վերջնականապես չի հերքվել։

Տախիոնների տեսության մեջ խնդիրներ կան. Բացի պատճառահետեւանքային կապի հնարավոր խախտումից, տախիոնները նաև անկայուն են դարձնում վակուումը։ Հնարավոր է, որ հնարավոր լինի շրջանցել այս դժվարությունները, բայց նույնիսկ այդ դեպքում մենք չենք կարողանա օգտագործել տախիոնները հաղորդագրությունների գերլուսավոր փոխանցման համար:

Ֆիզիկոսների մեծ մասը կարծում է, որ տեսության մեջ տախիոնների հայտնվելը այս տեսության հետ կապված որոշ խնդիրների նշան է: Տախիոնների գաղափարն այնքան տարածված է հանրության կողմից միայն այն պատճառով, որ դրանք հաճախ հիշատակվում են ֆանտաստիկ գրականության մեջ: Տե՛ս Տախիոններ։

20. Որդանանցքներ

Մեծ մասը հայտնի ճանապարհգլոբալ գերլուսավոր ճանապարհորդություն՝ «որդանների» օգտագործում։ Որդանանցքը տարածություն-ժամանակի ճեղքվածք է տիեզերքի մի կետից մյուսը, որը թույլ է տալիս անցնել անցքի մի ծայրից մյուսը ավելի արագ, քան սովորական ճանապարհը: Որդանանցքները նկարագրվում են հարաբերականության ընդհանուր տեսությամբ։ Դրանք ստեղծելու համար հարկավոր է փոխել տարածություն-ժամանակի տոպոլոգիան։ Միգուցե դա հնարավոր դառնա գրավիտացիայի քվանտային տեսության շրջանակներում։

Որդափոսը բաց պահելու համար ձեզ անհրաժեշտ են բացասական էներգիաներով տարածության տարածքներ: C.W.Misner-ը և K.S.Thorne-ն առաջարկել են օգտագործել Casimir էֆեկտը լայնածավալ բացասական էներգիա ստեղծելու համար։ Վիսերն առաջարկեց դրա համար օգտագործել տիեզերական լարեր։ Սրանք շատ սպեկուլյատիվ գաղափարներ են, և հնարավոր է, որ դրանք հնարավոր չլինեն: Միգուցե բացասական էներգիայով էկզոտիկ նյութի պահանջվող ձևը գոյություն չունի։

Լույսի տարածման արագությունը վայրկյանում 299792458 մետր է, սակայն այն վաղուց դադարել է սահմանափակող արժեք լինել։ «Ֆուտուրիստը» հավաքել է 4 տեսություն, որտեղ լույսն այլեւս Միխայել Շումախերը չէ։

Ճապոնական ծագումով ամերիկացի գիտնական, տեսական ֆիզիկայի ոլորտի մասնագետ Միչիո Կակուն վստահ է, որ լույսի արագությունը հաղթահարելի է։

Մեծ պայթյուն

առավելապես հայտնի օրինակ, երբ լուսային պատնեշը հաղթահարվեց, Միչիո Կակուն անվանում է Մեծ պայթյուն՝ գերարագ «փոփ», որը դարձավ Տիեզերքի ընդարձակման սկիզբը, որին այն գտնվում էր եզակի վիճակում։

«Ոչ մի նյութական առարկա չի կարող հաղթահարել լուսային պատնեշը։ Բայց դատարկ տարածությունը, անշուշտ, կարող է լույսից ավելի արագ ճանապարհորդել: Ոչինչ չի կարող ավելի դատարկ լինել, քան վակուումը, ուստի այն կարող է ընդլայնվել ավելի արագ արագությունլույս»,- վստահ է գիտնականը։

Լապտեր գիշերային երկնքում

Եթե ​​դուք լուսավորում եք լապտերը գիշերային երկնքում, ապա, սկզբունքորեն, ճառագայթը, որն անցնում է տիեզերքի մի մասից մյուսը, որը գտնվում է բազմաթիվ լուսային տարիների հեռավորության վրա, կարող է շարժվել ավելի արագ, քան լույսի արագությունը: Խնդիրն այն է, որ այս դեպքում լույսից ավելի արագ շարժվող նյութական առարկա չի լինի։ Պատկերացրեք, որ ձեզ շրջապատում է մեկ լուսային տարվա տրամագծով հսկա գնդիկ։ Լույսի ճառագայթի պատկերը մի քանի վայրկյանում կանցնի այս ոլորտով, չնայած դրա չափին: Բայց լույսից ավելի արագ գիշերային երկնքում կարող է շարժվել միայն ճառագայթի պատկերը, և ոչ թե ինֆորմացիան կամ նյութական առարկան:

քվանտային խճճվածություն

Լույսի արագությունից ավելի արագ կարող է լինել ոչ թե ինչ-որ առարկա, այլ ամբողջ երեւույթը, ավելի ճիշտ՝ հարաբերությունը, որը կոչվում է քվանտային խճճվածություն։ Սա քվանտային մեխանիկական երևույթ է, որի դեպքում երկու կամ ավելի օբյեկտների քվանտային վիճակները փոխկապակցված են: Զույգ քվանտային խճճված ֆոտոններ ստանալու համար դուք կարող եք լազեր տալ ոչ գծային բյուրեղի վրա որոշակի հաճախականությամբ և ինտենսիվությամբ: Լազերային ճառագայթի ցրման արդյունքում ֆոտոնները կհայտնվեն երկու տարբեր բևեռացման կոններում, որոնց միջև կապը կկոչվի քվանտային խճճվածություն։ Այսպիսով, քվանտային խճճվածությունը ենթաատոմային մասնիկների փոխազդեցության ուղիներից մեկն է, և այս կապի գործընթացը կարող է տեղի ունենալ ավելի արագ, քան լույսը:

«Եթե երկու էլեկտրոններ միացվեն, նրանք միաձայն կթրթռեն՝ համաձայն քվանտային տեսության: Բայց եթե այդ էլեկտրոններն այնուհետև բաժանվեն բազմաթիվ լուսային տարիներով, նրանք դեռ կապ կպահեն միմյանց հետ: Եթե ​​դուք թափահարեք մի էլեկտրոնը, մյուսը կզգա այս թրթռումը, և դա տեղի կունենա ավելի արագ, քան լույսի արագությունը: Ալբերտ Էյնշտեյնը կարծում էր, որ կհերքի այս երեւույթը քվանտային տեսություն, քանի որ ոչինչ չի կարող ավելի արագ ճանապարհորդել, քան լույսը, բայց իրականում նա սխալվեց»,- ասում է Միչիո Կակուն։

Որդանանցքներ

Լույսի արագության հաղթահարման թեման հնչում է բազմաթիվ գիտաֆանտաստիկ ֆիլմերում: Հիմա նույնիսկ նրանք, ովքեր հեռու են աստղաֆիզիկայից, լսում են արտահայտությունը. խլուրդ ՓոսՄիջաստղային ֆիլմի շնորհիվ։ Սա տարածություն-ժամանակային համակարգի հատուկ կորություն է, թունել տարածության մեջ, որը թույլ է տալիս հաղթահարել հսկայական տարածություններ աննշան ժամանակում:

Նման կորության մասին խոսում են ոչ միայն ֆիլմերի սցենարիստները, այլեւ գիտնականները։ Միչիո Կակուն կարծում է, որ որդանանցքը (որդանցքը) կամ, ինչպես այն կոչվում է նաև որդանցք, լույսի արագությունից ավելի արագ տեղեկատվություն փոխանցելու երկու ամենաիրատեսական եղանակներից մեկն է:

Երկրորդ ճանապարհը, որը կապված է նաև նյութի փոփոխության հետ, դա ձեր դիմացի տարածության կծկումն է և ձեր հետևի ընդլայնումը։ Այս աղավաղված տարածության մեջ առաջանում է մի ալիք, որը լույսի արագությունից ավելի արագ է շարժվում, եթե շարժվում է մութ նյութի կողմից:

Այսպիսով, միակ իրական հնարավորությունը, որ մարդը սովորի հաղթահարել լուսային պատնեշը, կարող է լինել հարաբերականության ընդհանուր տեսության և տարածության և ժամանակի կորության մեջ: Այնուամենայնիվ, ամեն ինչ նույնն է մութ նյութՈչ ոք չգիտի, արդյոք այն հաստատ գոյություն ունի, և արդյոք որդնածորերը կայուն են:

Տեխնիկական գիտությունների դոկտոր Ա.ԳՈԼՈՒԲԵՎ.

Անցյալ տարվա կեսերին ամսագրերում սենսացիոն ռեպորտաժ հայտնվեց. Ամերիկացի հետազոտողների խումբը պարզել է, որ շատ կարճ լազերային իմպուլսը հարյուրավոր անգամ ավելի արագ է շարժվում հատուկ ընտրված միջավայրում, քան վակուումում։ Այս երևույթը բացարձակապես անհավատալի էր թվում (միջավայրում լույսի արագությունը միշտ ավելի քիչ է, քան վակուումում) և նույնիսկ կասկածներ առաջացրեց հարաբերականության հատուկ տեսության վավերականության վերաբերյալ։ Մինչդեռ գերլուսավոր ֆիզիկական օբյեկտը՝ լազերային իմպուլսը ուժեղացնող միջավայրում, առաջին անգամ հայտնաբերվել է ոչ թե 2000 թվականին, այլ 35 տարի առաջ՝ 1965 թվականին, և գերլուսավոր շարժման հնարավորությունը լայնորեն քննարկվում էր մինչև 70-ականների սկիզբը։ Այսօր այս տարօրինակ երեւույթի շուրջ քննարկումները նոր եռանդով են բորբոքվել։

«Գերլուսավոր» շարժման օրինակներ.

1960-ականների սկզբին բարձր հզորության կարճ լուսային իմպուլսներ սկսեցին ստանալ լազերային բռնկումը քվանտային ուժեղացուցիչի միջով (հակադարձ բնակչություն ունեցող միջավայր) անցնելու միջոցով։

Ուժեղացնող միջավայրում լույսի իմպուլսի սկզբնական շրջանը ուժեղացուցիչ միջավայրում առաջացնում է ատոմների խթանված արտանետում, իսկ վերջին շրջանը առաջացնում է էներգիայի կլանում նրանց կողմից: Արդյունքում դիտորդին կթվա, որ զարկերակն ավելի արագ է շարժվում, քան լույսը։

Լիջուն Վոնգի փորձ.

Թափանցիկ նյութի (օրինակ՝ ապակու) պրիզմայով անցնող լույսի ճառագայթը բեկվում է, այսինքն՝ ցրվում է։

Լույսի իմպուլսը տարբեր հաճախականությունների տատանումների ամբողջություն է։

Հավանաբար բոլորը, նույնիսկ ֆիզիկայից հեռու մարդիկ, գիտեն, որ նյութական առարկաների շարժման առավելագույն հնարավոր արագությունը կամ ցանկացած ազդանշանի տարածումը լույսի արագությունն է վակուումում: Այն նշվում է տառով Հետև կազմում է վայրկյանում 300 հազար կիլոմետր; ճշգրիտ արժեք Հետ= 299 792 458 մ/վ: Վակուումում լույսի արագությունը հիմնական ֆիզիկական հաստատուններից մեկն է։ Գերազանցող արագությունների հասնելու անհնարինությունը Հետ, բխում է Էյնշտեյնի հարաբերականության հատուկ տեսությունից (SRT): Եթե ​​հնարավոր լիներ ապացուցել, որ գերլուսավոր արագությամբ ազդանշանների փոխանցումը հնարավոր է, հարաբերականության տեսությունը կընկներ։ Մինչ այժմ դա տեղի չի ունեցել՝ չնայած ավելի մեծ արագությունների առկայության արգելքը հերքելու բազմաթիվ փորձերին Հետ. Այնուամենայնիվ, վերջին փորձարարական ուսումնասիրությունները բացահայտեցին մի քանի շատ հետաքրքիր երևույթներ, որոնք ցույց են տալիս, որ հատուկ ստեղծված պայմաններում հնարավոր է դիտել գերլուսավոր արագություններ՝ չխախտելով հարաբերականության տեսության սկզբունքները։

Սկզբից հիշենք լույսի արագության խնդրի հետ կապված հիմնական ասպեկտները։ Նախ՝ ինչո՞ւ է անհնար (նորմալ պայմաններում) լույսի սահմանը գերազանցելը։ Որովհետև այդ դեպքում խախտվում է մեր աշխարհի հիմնարար օրենքը՝ պատճառականության օրենքը, ըստ որի էֆեկտը չի կարող գերազանցել պատճառին։ Ոչ ոք երբեք չի նկատել, որ, օրինակ, արջը սկզբում սատկել է, իսկ հետո որսորդը կրակել է։ Գերազանցող արագություններով Հետ, իրադարձությունների հաջորդականությունը դառնում է հակադարձ, ժամանակի ժապավենը հետ է շրջվում։ Սա հեշտությամբ կարելի է տեսնել հետևյալ պարզ պատճառաբանությունից.

Ենթադրենք, որ մենք գտնվում ենք որոշակի տիեզերական հրաշք նավի վրա, որը շարժվում է լույսից ավելի արագ: Այնուհետև մենք աստիճանաբար կհասնեինք աղբյուրի արձակած լույսին ժամանակի ավելի վաղ և ավելի վաղ կետերում: Նախ՝ մենք կհասնեինք, ասենք, երեկ արձակված ֆոտոններին, հետո՝ նախօրեին արձակված, հետո՝ մեկ շաբաթ, մեկ ամիս, մեկ տարի առաջ և այլն։ Եթե ​​լույսի աղբյուրը լիներ կյանքն արտացոլող հայելին, ապա մենք նախ կտեսնեինք երեկվա իրադարձությունները, ապա նախօրեին և այլն: Մենք կարող էինք տեսնել, ասենք, մի ծերունու, ով կամաց-կամաց վերածվում է միջին տարիքի, հետո երիտասարդի, երիտասարդության, երեխայի... Այսինքն՝ ժամանակը հետ կվերածվեր, ներկայից կտեղափոխվեինք դեպի. անցյալը. Պատճառն ու հետևանքն այնուհետև կփոխվեն:

Չնայած այս փաստարկը լիովին անտեսում է լույսի դիտարկման գործընթացի տեխնիկական մանրամասները, հիմնարար տեսանկյունից այն հստակ ցույց է տալիս, որ գերլուսավոր արագությամբ շարժումը հանգեցնում է մի իրավիճակի, որն անհնար է մեր աշխարհում: Այնուամենայնիվ, բնությունն էլ ավելի խիստ պայմաններ է դրել. շարժումն անհասանելի է ոչ միայն գերլուսավոր արագությամբ, այլև լույսի արագությանը հավասար արագությամբ, կարելի է միայն մոտենալ դրան: Հարաբերականության տեսությունից հետևում է, որ շարժման արագության աճով առաջանում է երեք հանգամանք՝ շարժվող առարկայի զանգվածը մեծանում է, նրա չափը փոքրանում է շարժման ուղղությամբ, և այս օբյեկտի վրա ժամանակի ընթացքը դանդաղում է (սկսած. արտաքին «հանգստացող» դիտորդի տեսակետը): Սովորական արագությունների դեպքում այդ փոփոխությունները աննշան են, բայց քանի որ մոտենում ենք լույսի արագությանը, դրանք ավելի ու ավելի նկատելի են դառնում, իսկ սահմաններում՝ հավասար արագությամբ. Հետ, - զանգվածը դառնում է անսահման մեծ, առարկան ամբողջությամբ կորցնում է իր չափերը շարժման ուղղությամբ և ժամանակը կանգ է առնում նրա վրա։ Հետեւաբար, ոչ մի նյութական մարմին չի կարող հասնել լույսի արագությանը: Միայն լույսն ինքն ունի այդպիսի արագություն։ (Եվ նաև «ամբողջ թափանցող» մասնիկը` նեյտրինոն, որը, ինչպես ֆոտոնը, չի կարող շարժվել ավելի քիչ արագությամբ. Հետ.)

Այժմ ազդանշանի փոխանցման արագության մասին: Այստեղ տեղին է օգտագործել լույսի ներկայացումը էլեկտրամագնիսական ալիքների տեսքով։ Ի՞նչ է ազդանշանը: Սա որոշ տեղեկություններ է, որոնք պետք է փոխանցվեն: Իդեալական էլեկտրամագնիսական ալիքը խիստ մեկ հաճախականությամբ անսահման սինուսոիդ է, և այն չի կարող որևէ տեղեկություն կրել, քանի որ նման սինուսոիդի յուրաքանչյուր պարբերություն ճշգրտորեն կրկնում է նախորդը: Արագությունը, որով շարժվում է սինուսային ալիքի փուլը, այսպես կոչված, փուլային արագություն - որոշակի պայմաններում կարող է գերազանցել լույսի արագությունը վակուումում: Այստեղ սահմանափակումներ չկան, քանի որ փուլային արագությունը ազդանշանի արագությունը չէ, այն դեռ գոյություն չունի: Ազդանշան ստեղծելու համար անհրաժեշտ է ալիքի վրա ինչ-որ «նշում» անել։ Նման նշան կարող է լինել, օրինակ, ալիքի ցանկացած պարամետրի փոփոխություն՝ առատություն, հաճախականություն կամ սկզբնական փուլ: Բայց հենց որ նշանն արվում է, ալիքը կորցնում է իր սինուսոիդայնությունը։ Այն դառնում է մոդուլացված՝ բաղկացած տարբեր ամպլիտուդներով, հաճախականություններով և սկզբնական փուլերով պարզ սինուսոիդային ալիքների մի շարքից՝ ալիքների խումբ։ Մոդուլացված ալիքում նշանի շարժման արագությունը ազդանշանի արագությունն է: Միջավայրում տարածելիս այս արագությունը սովորաբար համընկնում է վերը նշված խմբի ալիքների տարածումն ամբողջությամբ բնութագրող խմբի արագության հետ (տե՛ս «Գիտություն և կյանք» թիվ 2, 2000 թ.)։ Նորմալ պայմաններում խմբի արագությունը և հետևաբար ազդանշանի արագությունը փոքր է լույսի արագությունից վակուումում։ Պատահական չէ, որ այստեղ օգտագործվում է «նորմալ պայմաններում» արտահայտությունը, քանի որ որոշ դեպքերում խմբի արագությունը կարող է գերազանցել նաև. Հետկամ նույնիսկ կորցնում է իմաստը, բայց հետո դա չի վերաբերում ազդանշանի տարածմանը: SRT-ում հաստատված է, որ անհնար է ազդանշան փոխանցել ավելի մեծ արագությամբ Հետ.

Ինչո՞ւ է այդպես։ Որովհետև ցանկացած ազդանշանի փոխանցման խոչընդոտը ավելի մեծ արագությամբ Հետգործում է նույն պատճառականության օրենքը։ Պատկերացնենք այսպիսի իրավիճակ. A ինչ-որ կետում լույսի բռնկումը (իրադարձություն 1) միացնում է սարքը, որն ուղարկում է որոշակի ռադիոազդանշան, իսկ B հեռավոր կետում, այս ռադիոազդանշանի գործողության ներքո, տեղի է ունենում պայթյուն (իրադարձություն 2): Հասկանալի է, որ 1-ին իրադարձությունը (բռնկումը) պատճառն է, իսկ իրադարձություն 2-ը (պայթյունը) այն էֆեկտն է, որը տեղի է ունենում ավելի ուշ, քան պատճառը: Բայց եթե ռադիոազդանշանը տարածվեր գերլուսավոր արագությամբ, ապա B կետի մոտ գտնվող դիտորդը նախ կտեսներ պայթյուն, և միայն այն ժամանակ, որը նրան կհասներ արագությամբ: Հետլույսի բռնկում, պայթյունի պատճառը. Այսինքն՝ այս դիտորդի համար 2-րդ իրադարձությունը տեղի կունենար 1-ից առաջ, այսինքն՝ էֆեկտը նախորդեր պատճառին։

Տեղին է ընդգծել, որ հարաբերականության տեսության «գերլուսավոր արգելքը» դրված է միայն նյութական մարմինների շարժման և ազդանշանների փոխանցման վրա։ Շատ իրավիճակներում հնարավոր է շարժվել ցանկացած արագությամբ, բայց դա կլինի ոչ նյութական առարկաների և ազդանշանների շարժում։ Օրինակ, պատկերացրեք նույն հարթության մեջ ընկած երկու բավականին երկար քանոններ, որոնցից մեկը գտնվում է հորիզոնական, իսկ մյուսը հատում է այն փոքր անկյան տակ։ Եթե ​​առաջին գիծը տեղափոխվում է ներքև (սլաքով նշված ուղղությամբ) մեծ արագությամբ, գծերի հատման կետը կարելի է այնպես անել, որ կամայականորեն արագ վազի, բայց այս կետը նյութական մարմին չէ: Մեկ այլ օրինակ. եթե վերցնում եք լապտեր (կամ, ասենք, լազեր, որը տալիս է նեղ ճառագայթ) և արագ նկարագրում է օդի աղեղը, ապա լույսի կետի գծային արագությունը կաճի հեռավորության հետ և բավական մեծ հեռավորության վրա, կգերազանցի Հետ.Լույսի կետը կշարժվի A և B կետերի միջև գերլուսավոր արագությամբ, բայց դա ազդանշանի փոխանցում չի լինի A-ից B, քանի որ լույսի նման կետը որևէ տեղեկատվություն չի պարունակում A կետի մասին:

Թվում է, թե գերլուսավոր արագությունների հարցը լուծված է։ Սակայն 20-րդ դարի 60-ական թվականներին տեսական ֆիզիկոսները առաջ քաշեցին գերլուսավոր մասնիկների գոյության վարկածը, որոնք կոչվում են տախիոններ։ Սրանք շատ տարօրինակ մասնիկներ են. դրանք տեսականորեն հնարավոր են, բայց հարաբերականության տեսության հետ հակասություններից խուսափելու համար նրանց պետք էր նշանակել երևակայական հանգստի զանգված։ Ֆիզիկապես երևակայական զանգված գոյություն չունի, դա զուտ մաթեմատիկական աբստրակցիա է։ Այնուամենայնիվ, դա մեծ անհանգստություն չառաջացրեց, քանի որ տախիոնները չեն կարող հանգստանալ. դրանք գոյություն ունեն (եթե կան!) Միայն վակուումում լույսի արագությունը գերազանցող արագությամբ, և այս դեպքում տախիոնի զանգվածը պարզվում է իրական: Այստեղ ֆոտոնների հետ որոշակի անալոգիա կա. ֆոտոնն ունի զրոյական հանգստի զանգված, բայց դա պարզապես նշանակում է, որ ֆոտոնը չի կարող հանգիստ վիճակում լինել, լույսը չի կարող կանգնեցվել:

Ամենադժվարը, ինչպես և սպասվում էր, տախիոնի վարկածը պատճառահետևանքային օրենքի հետ հաշտեցնելն էր։ Այս ուղղությամբ արված փորձերը, թեև բավականին հնարամիտ էին, բայց ակնհայտ հաջողության չհանգեցրին։ Ոչ ոք չի կարողացել նաև փորձնականորեն գրանցել տախիոնները։ Արդյունքում, հետաքրքրությունը տախիոնների նկատմամբ՝ որպես գերլուսավոր տարրական մասնիկներ, աստիճանաբար մարեց։

Սակայն 60-ականներին փորձնականորեն հայտնաբերվեց մի երեւույթ, որը սկզբում ֆիզիկոսներին տարակուսանքի մեջ գցեց. Սա մանրամասն նկարագրված է Ա.Ն.Օրաևսկու «Գերլուսավոր ալիքները ուժեղացնող լրատվամիջոցներում» հոդվածում (UFN No. 12, 1998): Այստեղ հակիրճ ամփոփում ենք հարցի էությունը՝ մանրամասներով հետաքրքրված ընթերցողին հղում անելով նշված հոդվածին։

Լազերների հայտնաբերումից անմիջապես հետո՝ 1960-ականների սկզբին, խնդիր առաջացավ կարճ (1 ns=10 -9 վրկ կարգի տևողությամբ) բարձր հզորության լուսային իմպուլսներ ստանալու խնդիր։ Դա անելու համար օպտիկական քվանտային ուժեղացուցիչի միջով անցավ կարճ լազերային իմպուլս։ Զարկերակը բաժանվել է ճառագայթը բաժանող հայելու միջոցով երկու մասի: Դրանցից մեկը՝ ավելի հզոր, ուղարկվել է ուժեղացուցիչի մոտ, իսկ մյուսը տարածվել է օդում և ծառայել որպես տեղեկատու իմպուլս, որի հետ հնարավոր է եղել համեմատել ուժեղացուցիչով անցած իմպուլսը։ Երկու իմպուլսներն էլ սնվում էին ֆոտոդետեկտորներին, և դրանց ելքային ազդանշանները կարող էին տեսողականորեն դիտվել օսցիլոսկոպի էկրանին: Ակնկալվում էր, որ ուժեղացուցիչով անցնող լույսի իմպուլսը դրանում որոշակի ուշացում կունենա՝ համեմատած հղման իմպուլսի հետ, այսինքն՝ ուժեղացուցիչում լույսի տարածման արագությունը կլինի ավելի քիչ, քան օդում։ Ո՞րն էր հետազոտողների զարմանքը, երբ նրանք հայտնաբերեցին, որ իմպուլսը տարածվում է ուժեղացուցիչի միջոցով ոչ միայն օդում, այլև մի քանի անգամ ավելի մեծ, քան լույսի արագությունը վակուումում:

Առաջին ցնցումից ապաքինվելուց հետո ֆիզիկոսները սկսեցին փնտրել նման անսպասելի արդյունքի պատճառը։ Հարաբերականության հատուկ տեսության սկզբունքների վերաբերյալ ոչ ոք անգամ չնչին կասկած չուներ, և հենց դա օգնեց գտնել ճիշտ բացատրությունը. եթե պահպանվեն SRT-ի սկզբունքները, ապա պատասխանը պետք է փնտրել ուժեղացնող միջավայրի հատկությունների մեջ։ .

Առանց այստեղ մանրամասների մեջ մտնելու, մենք միայն նշում ենք, որ ուժեղացնող միջավայրի գործողության մեխանիզմի մանրամասն վերլուծությունը լիովին պարզել է իրավիճակը: Բանն այն էր, որ իմպուլսի տարածման ընթացքում ֆոտոնների կոնցենտրացիայի փոփոխությունը տեղի ունեցավ. փոփոխություն՝ պայմանավորված միջավայրի ավելացման փոփոխությամբ մինչև բացասական արժեք՝ իմպուլսի հետևի մասի անցման ժամանակ, երբ միջավայրն արդեն գտնվում է։ կլանող էներգիա, քանի որ իր սեփական պաշարն արդեն սպառվել է լույսի իմպուլսին անցնելու շնորհիվ։ Կլանումը առաջացնում է ոչ թե ավելացում, այլ իմպուլսի նվազում, և այդպիսով իմպուլսը ուժեղանում է առջևում և թուլանում նրա հետևի մասում։ Եկեք պատկերացնենք, որ զարկերակը դիտում ենք ուժեղացուցիչի միջավայրում լույսի արագությամբ շարժվող գործիքի օգնությամբ։ Եթե ​​միջավայրը թափանցիկ լիներ, մենք կտեսնեինք անշարժության մեջ սառած իմպուլս։ Միջավայրում, որտեղ տեղի է ունենում վերը նշված գործընթացը, առաջնային եզրի ուժեղացումը և զարկերակի հետևի եզրի թուլացումը դիտողին կհայտնվեն այնպես, որ միջավայրը, ինչպես ասվում է, զարկերակն առաջ է շարժել։ . Բայց քանի որ սարքը (դիտորդը) շարժվում է լույսի արագությամբ, իսկ իմպուլսը գերազանցում է նրան, ուրեմն իմպուլսի արագությունը գերազանցում է լույսի արագությունը։ Հենց այս էֆեկտն է գրանցվել փորձարարների կողմից։ Եվ այստեղ իսկապես ոչ մի հակասություն չկա հարաբերականության տեսության հետ. պարզապես ուժեղացման գործընթացն այնպիսին է, որ ավելի վաղ դուրս եկած ֆոտոնների կոնցենտրացիան ավելի մեծ է ստացվում, քան ավելի ուշ դուրս եկածների: Գերլուսավոր արագությամբ շարժվում են ոչ թե ֆոտոնները, այլ իմպուլսի ծրարը, մասնավորապես նրա առավելագույնը, որը նկատվում է օսցիլոսկոպի վրա։

Այսպիսով, մինչ սովորական միջավայրում միշտ լինում է լույսի թուլացում և արագության նվազում, որը որոշվում է բեկման ինդեքսով, ակտիվ լազերային միջավայրում նկատվում է ոչ միայն լույսի ուժեղացում, այլև գերլուսավոր արագությամբ իմպուլսի տարածում։

Որոշ ֆիզիկոսներ փորձել են փորձնականորեն ապացուցել թունելի էֆեկտում գերլուսավոր շարժման առկայությունը՝ քվանտային մեխանիկայի ամենազարմանալի երևույթներից մեկը։ Այս էֆեկտը կայանում է նրանում, որ միկրոմասնիկը (ավելի ճիշտ՝ միկրոօբյեկտ, որը տարբեր պայմաններում ցուցադրում է և՛ մասնիկի, և՛ ալիքի հատկությունները) ի վիճակի է թափանցել այսպես կոչված պոտենցիալ արգելքը՝ մի երևույթ, որը լիովին անհնար է։ դասական մեխանիկայի մեջ (որում նման իրավիճակը կարող է նման լինել. պատին նետված գնդակը կհայտնվի պատի մյուս կողմում, կամ պատին կապված պարանի ալիքային շարժումը կփոխանցվի պատին կապված պարանի. պատը մյուս կողմից): Թունելի էֆեկտի էությունը քվանտային մեխանիկայի մեջ հետևյալն է. Եթե ​​որոշակի էներգիա ունեցող միկրոօբյեկտն իր ճանապարհին հանդիպում է միկրոօբյեկտի էներգիան գերազանցող պոտենցիալ էներգիա ունեցող տարածքի, ապա այդ տարածքը նրա համար խոչընդոտ է, որի բարձրությունը որոշվում է էներգիայի տարբերությամբ: Բայց միկրոօբյեկտը «արտահոսում» է պատնեշից։ Այս հնարավորությունը նրան տալիս է հայտնի Հայզենբերգի անորոշության առնչությունը, որը գրված է էներգիայի և փոխազդեցության ժամանակի համար։ Եթե ​​միկրոօբյեկտի փոխազդեցությունը պատնեշի հետ տեղի է ունենում բավականաչափ որոշակի ժամանակով, ապա միկրոօբյեկտի էներգիան, ընդհակառակը, կբնութագրվի անորոշությամբ, և եթե այդ անորոշությունը պատնեշի բարձրության կարգի է, ապա վերջինս դադարում է միկրոօբյեկտի համար անհաղթահարելի խոչընդոտ լինել։ Պոտենցիալ պատնեշի միջով ներթափանցման արագությունն է, որը դարձել է մի շարք ֆիզիկոսների հետազոտության առարկա, ովքեր կարծում են, որ այն կարող է գերազանցել Հետ.

1998 թվականի հունիսին Քյոլնում տեղի ունեցավ գերլուսավոր շարժումների խնդիրների վերաբերյալ միջազգային սիմպոզիում, որտեղ քննարկվեցին չորս լաբորատորիաներում՝ Բերկլիում, Վիեննայում, Քյոլնում և Ֆլորենցիայում ստացված արդյունքները:

Եվ վերջապես, 2000 թվականին երկու նոր փորձեր են արձանագրվել, որոնցում ի հայտ են եկել գերլուսավոր տարածման ազդեցությունները։ Դրանցից մեկն իրականացվել է Լիջուն Վոնգի և Փրինսթոնի (ԱՄՆ) հետազոտական ​​ինստիտուտի աշխատակիցների կողմից: Նրա արդյունքն այն է, որ լույսի զարկերակը, որը մտնում է ցեզիումի գոլորշիով լցված խցիկ, մեծացնում է դրա արագությունը 300 անգամ: Պարզվել է, որ զարկերակի հիմնական մասը հեռանում է խցիկի հեռավոր պատից նույնիսկ մինչ զարկերակը առջեւի պատի միջով խցիկ մտնելուց առաջ։ Նման իրավիճակը հակասում է ոչ միայն ողջամտությանը, այլ, ըստ էության, նաև հարաբերականության տեսությանը։

Լ. Վոնգի զեկույցը բուռն քննարկումներ առաջացրեց ֆիզիկոսների շրջանում, որոնցից շատերը հակված չեն ստացված արդյունքներում տեսնել հարաբերականության սկզբունքների խախտում։ Նրանք կարծում են, որ խնդիրը այս փորձը ճիշտ բացատրելն է:

Լ.Վոնգի փորձի ժամանակ ցեզիումի գոլորշիով խցիկ մտնող լույսի իմպուլսը մոտ 3 մկվ տևողություն է ունեցել։ Ցեզիումի ատոմները կարող են լինել տասնվեց հնարավոր քվանտային մեխանիկական վիճակներում, որոնք կոչվում են «հիմնական վիճակի հիպեր նուրբ մագնիսական ենթամակարդակներ»։ Օգտագործելով օպտիկական լազերային պոմպը, գրեթե բոլոր ատոմները բերվեցին այս տասնվեց վիճակներից միայն մեկին, որը համապատասխանում է Քելվինի սանդղակի գրեթե բացարձակ զրոյական ջերմաստիճանին (-273,15 o C): Ցեզիումի խցիկի երկարությունը 6 սանտիմետր էր։ Վակուումում լույսը 6 սանտիմետր է անցնում 0,2 վրկ-ում: Ինչպես ցույց տվեցին չափումները, լույսի իմպուլսը ցեզիումով խցիկի միջով անցավ 62 վս-ով ավելի կարճ ժամանակում, քան վակուումում: Այլ կերպ ասած, զարկերակի անցման ժամանակը ցեզիումի միջավայրով ունի «մինուս» նշան: Իսկապես, եթե 0,2 ns-ից հանենք 62 նվ, ապա կստանանք «բացասական» ժամանակ։ Միջավայրում այս «բացասական ուշացումը»՝ անհասկանալի ժամանակային թռիչքը, հավասար է այն ժամանակին, որի ընթացքում զարկերակը կկազմի 310 անցում խցիկով վակուումում: Այս «ժամանակային շրջադարձի» հետևանքն այն էր, որ խցիկից դուրս եկող իմպուլսը կարողացավ նրանից հեռանալ 19 մետրով, մինչև մուտքային իմպուլսը կհասներ խցիկի մոտ պատին։ Ինչպե՞ս կարելի է բացատրել նման անհավանական իրավիճակը (եթե, իհարկե, կասկած չկա փորձի մաքրության մեջ):

Դատելով ընթացող քննարկումից՝ ճշգրիտ բացատրություն դեռ չի գտնվել, բայց կասկած չկա, որ միջավայրի անսովոր ցրման հատկությունները այստեղ դեր են խաղում. . Համառոտ հիշենք, թե ինչ է դա։

Նյութի ցրվածությունը ֆազային (սովորական) բեկման ցուցիչի կախվածությունն է nլույսի ալիքի երկարության վրա լ. Նորմալ ցրման դեպքում բեկման ինդեքսը մեծանում է ալիքի երկարության նվազմամբ, և դա տեղի է ունենում ապակու, ջրի, օդի և լույսի համար թափանցիկ մնացած բոլոր նյութերի դեպքում: Այն նյութերում, որոնք ուժեղ կլանում են լույսը, բեկման ինդեքսը շրջվում է ալիքի երկարության փոփոխությամբ և դառնում շատ ավելի կտրուկ. դառնում է միասնությունից պակաս (ֆազային արագություն Վ f > Հետ) Սա անոմալ դիսպերսիա է, որի դեպքում նյութի մեջ լույսի տարածման օրինաչափությունը արմատապես փոխվում է։ խմբային արագություն Վ cp-ն դառնում է ավելի մեծ, քան ալիքների փուլային արագությունը և կարող է գերազանցել լույսի արագությունը վակուումում (և նաև դառնալ բացասական): Լ. Վոնգը նշում է այս հանգամանքը որպես իր փորձի արդյունքները բացատրելու հնարավորության հիմքում ընկած պատճառ։ Սակայն պետք է նշել, որ պայման Վգր > Հետզուտ ձևական է, քանի որ խմբային արագության հասկացությունը ներդրվել է փոքր (նորմալ) ցրվածության դեպքում, թափանցիկ միջավայրերի համար, երբ ալիքների խումբը տարածման ընթացքում գրեթե չի փոխում իր ձևը: Անոմալ ցրվածության շրջաններում, սակայն, լույսի իմպուլսը արագորեն դեֆորմացվում է, և խմբի արագության հասկացությունը կորցնում է իր նշանակությունը. Այս դեպքում ներմուծվում են ազդանշանի արագություն և էներգիայի տարածման արագություն հասկացությունները, որոնք թափանցիկ միջավայրերում համընկնում են խմբի արագության հետ, մինչդեռ կլանող միջավայրերում դրանք մնում են լույսի արագությունից փոքր վակուումում։ Բայց ահա թե ինչն է հետաքրքիր Վոնգի փորձի մեջ. լույսի իմպուլսը, որն անցնում է անոմալ ցրվածությամբ միջավայրի միջով, չի դեֆորմացվում. այն ճշգրիտ պահպանում է իր ձևը: Եվ դա համապատասխանում է այն ենթադրությանը, որ իմպուլսը տարածվում է խմբային արագությամբ։ Բայց եթե այո, ապա պարզվում է, որ միջավայրում ներծծում չկա, թեև միջավայրի անոմալ ցրումը պայմանավորված է հենց կլանմամբ։ Ինքը՝ Վոնգը, գիտակցելով, որ շատ բան մնում է անհասկանալի, կարծում է, որ այն, ինչ տեղի է ունենում իր փորձարարական կազմաձևում, կարելի է հստակորեն բացատրել որպես առաջին մոտարկում հետևյալ կերպ.

Լույսի իմպուլսը բաղկացած է տարբեր ալիքի երկարություններով (հաճախականություններ) բազմաթիվ բաղադրիչներից։ Նկարում ներկայացված են այս բաղադրիչներից երեքը (ալիքներ 1-3): Ինչ-որ պահի բոլոր երեք ալիքները գտնվում են փուլում (դրանց առավելագույնը համընկնում են); այստեղ նրանք, գումարվելով, ուժեղացնում են միմյանց և իմպուլս են կազմում։ Քանի որ ալիքները տարածվում են տարածության մեջ, դրանք դուրս են գալիս փուլից և այդպիսով «մարում» են միմյանց։

Անոմալ ցրման շրջանում (ցեզիումի բջիջի ներսում) ալիքը, որն ավելի կարճ էր (ալիք 1) դառնում է ավելի երկար։ Եվ հակառակը, այն ալիքը, որն ամենաերկարն էր երեքից (3-րդ ալիքը), դառնում է ամենակարճը:

Հետեւաբար, համապատասխանաբար փոխվում են նաեւ ալիքների փուլերը։ Երբ ալիքներն անցնում են ցեզիումի բջիջով, նրանց ալիքի ճակատները վերականգնվում են: Անկանոն ցրվածություն ունեցող նյութում անսովոր փուլային մոդուլյացիայի ենթարկվելով՝ երեք դիտարկվող ալիքները ինչ-որ պահի նորից հայտնվում են փուլում: Այստեղ նրանք նորից գումարվում են և ձևավորում են ճիշտ նույն ձևի իմպուլսը, ինչ ցեզիումի միջավայրը մտնող զարկերակը:

Սովորաբար օդում և, իսկապես, ցանկացած սովորաբար ցրվող թափանցիկ միջավայրում, լույսի իմպուլսը չի կարող ճշգրիտ պահպանել իր ձևը հեռավոր հեռավորության վրա տարածելիս, այսինքն՝ նրա բոլոր բաղադրիչները չեն կարող փուլային լինել տարածման ճանապարհի որևէ հեռավոր կետում: Իսկ նորմալ պայմաններում նման հեռավոր կետում լույսի իմպուլս է հայտնվում որոշ ժամանակ անց։ Այնուամենայնիվ, փորձի ժամանակ օգտագործված միջավայրի անոմալ հատկությունների պատճառով հեռավոր կետում զարկերակը փուլային է այնպես, ինչպես այս միջավայր մտնելիս: Այսպիսով, լույսի իմպուլսը իրեն պահում է այնպես, կարծես թե բացասական ժամանակային ուշացում ուներ դեպի հեռավոր կետ, այսինքն՝ այն կհասներ դրան ոչ ուշ, այլ ավելի շուտ, քան կանցներ միջինը:

Ֆիզիկոսների մեծամասնությունը հակված է կապել այս արդյունքը խցիկի ցրող միջավայրում ցածր ինտենսիվության պրեկուրսորի առաջացման հետ: Բանն այն է, որ իմպուլսի սպեկտրային տարրալուծման ժամանակ սպեկտրը պարունակում է կամայականորեն բարձր հաճախականությունների բաղադրիչներ՝ աննշան ամպլիտուդով, այսպես կոչված, պրեկուրսոր, որը առաջ է անցնում զարկերակի «հիմնական մասից»։ Հաստատության բնույթը և պրեկուրսորի ձևը կախված են միջավայրում ցրման օրենքից: Սա հաշվի առնելով՝ Վոնգի փորձի իրադարձությունների հաջորդականությունը առաջարկվում է մեկնաբանել հետևյալ կերպ. Մուտք ալիքը, իր առաջ «ձգելով» ավետաբերը, մոտենում է տեսախցիկին. Մինչ ներգնա ալիքի գագաթնակետը դիպչում է խցիկի մոտ պատին, պրեկուրսորը սկսում է խցիկում զարկերակի տեսքը, որը հասնում է հեռավոր պատին և արտացոլվում դրանից՝ ձևավորելով «հակադարձ ալիք»։ Այս ալիքը 300 անգամ ավելի արագ է տարածվում Հետ, հասնում է մոտ պատին ու հանդիպում ներհոսող ալիքին։ Մի ալիքի գագաթները հանդիպում են մյուսի տաշտակներին, այնպես որ նրանք ջնջում են միմյանց և ոչինչ չի մնում: Պարզվում է, որ մուտքային ալիքը «պարտքը վերադարձնում է» ցեզիումի ատոմներին, որոնք «փոխառությամբ» էներգիա են վերցրել նրան խցիկի մյուս ծայրում։ Ինչ-որ մեկը, ով դիտում էր փորձի միայն սկիզբն ու վերջը, կտեսներ միայն լույսի զարկերակը, որը ժամանակի ընթացքում «ցատկեց» առաջ՝ ավելի արագ շարժվելով։ Հետ.

Լ.Վոնգը կարծում է, որ իր փորձը չի համապատասխանում հարաբերականության տեսությանը։ Գերլուսավոր արագության անհասանելիության մասին հայտարարությունը, նրա կարծիքով, կիրառելի է միայն հանգստի զանգված ունեցող առարկաների համար։ Լույսը կարող է ներկայացվել կա՛մ ալիքների տեսքով, որոնց նկատմամբ զանգված հասկացությունն ընդհանրապես կիրառելի չէ, կա՛մ հանգստի զանգված ունեցող ֆոտոնների տեսքով, ինչպես հայտնի է, հավասար է զրոյի։ Հետևաբար, վակուումում լույսի արագությունը, ըստ Վոնգի, սահմանը չէ։ Այնուամենայնիվ, Վոնգը խոստովանում է, որ իր հայտնաբերած էֆեկտը հնարավորություն չի տալիս տեղեկատվություն փոխանցել ավելի մեծ արագությամբ, քան Հետ.

«Այստեղ տեղեկատվությունը արդեն պարունակվում է զարկերակի առաջնային եզրին», - ասում է ԱՄՆ-ի Լոս Ալամոսի ազգային լաբորատորիայի ֆիզիկոս Պ. Միլոննին:

Ֆիզիկոսների մեծ մասը կարծում է, որ նոր աշխատանքը ջախջախիչ հարված չի հասցնում հիմնարար սկզբունքներին: Բայց ոչ բոլոր ֆիզիկոսներն են հավատում, որ խնդիրը լուծված է։ Պրոֆեսոր Ա. Ռանֆագնին, իտալական հետազոտական ​​խմբից, որը մեկ այլ հետաքրքիր փորձ է իրականացրել 2000 թվականին, ասում է, որ հարցը դեռ բաց է: Այս փորձը, որն իրականացվել է Դանիել Մուգնայի, Անեդիո Ռանֆագնիի և Ռոկո Ռուջերիի կողմից, պարզել է, որ սանտիմետրանոց ռադիոալիքները տարածվում են սովորական օդում գերազանցող արագությամբ։ Հետ 25%-ով։

Ամփոփելով՝ կարող ենք ասել հետևյալը. Վերջին տարիների աշխատանքները ցույց են տալիս, որ որոշակի պայմաններում իսկապես կարող է տեղի ունենալ գերլուսավոր արագություն։ Բայց իրականում ի՞նչն է շարժվում գերլուսավոր արագությամբ: Հարաբերականության տեսությունը, ինչպես արդեն նշվեց, արգելում է նման արագություն նյութական մարմինների և տեղեկատվություն կրող ազդանշանների համար։ Այնուամենայնիվ, որոշ հետազոտողներ շատ համառորեն փորձում են ցույց տալ լուսային պատնեշի հաղթահարումը հատուկ ազդանշանների համար: Դրա պատճառը կայանում է նրանում, որ հարաբերականության հատուկ տեսության մեջ չկա խիստ մաթեմատիկական հիմնավորում (հիմնված, ասենք, Մաքսվելի էլեկտրամագնիսական դաշտի հավասարումների վրա) ավելի մեծ արագությամբ ազդանշաններ փոխանցելու անհնարինության համար: Հետ. SRT-ում նման անհնարինությունը հաստատված է, կարելի է ասել, զուտ թվաբանությամբ՝ հիմնվելով արագությունների գումարման Էյնշտեյնի բանաձևի վրա, բայց հիմնարար կերպով դա հաստատվում է պատճառականության սկզբունքով։ Ինքը՝ Էյնշտեյնը, նկատի ունենալով գերլուսավոր ազդանշանի հաղորդման հարցը, գրել է, որ այս դեպքում «...մենք ստիպված ենք հնարավոր համարել ազդանշանի փոխանցման մեխանիզմ, որն օգտագործելիս ձեռք բերված գործողությունը նախորդում է պատճառին։ Բայց, թեև սա զուտ տրամաբանական արդյունք է։ տեսակետն իրեն չի պարունակում, իմ կարծիքով՝ հակասություններ, այնուամենայնիվ, այն հակասում է մեր ողջ փորձառության բնույթին այնքան, որ ենթադրելու անհնարինությունը. V > գ«Պատճառականության սկզբունքն այն անկյունաքարն է, որի հիմքում ընկած է գերլուսավոր ազդանշանի հաղորդման անհնարինությունը: Եվ այս քարը, ըստ երևույթին, կսայթաքի գերլուսավոր ազդանշանների բոլոր որոնումները առանց բացառության, անկախ նրանից, թե որքանով փորձարարները կցանկանան հայտնաբերել այդպիսի ազդանշաններ: քանի որ դա է մեր աշխարհի բնույթը:

Եզրափակելով, հարկ է ընդգծել, որ վերը նշված բոլորը վերաբերում են հատկապես մեր աշխարհին, մեր Տիեզերքին: Այս դրույթը դրվել է այն պատճառով, որ վերջին ժամանակներըԱստղաֆիզիկայի և տիեզերագիտության մեջ հայտնվում են նոր վարկածներ, որոնք թույլ են տալիս մեզանից թաքնված բազմաթիվ տիեզերքների գոյությունը, որոնք կապված են տոպոլոգիական թունելներով՝ ցատկերներով: Այս տեսակետը կիսում է, օրինակ, հայտնի աստղաֆիզիկոս Ն. Ս. Քարդաշևը։ Դրսի դիտորդի համար այս թունելների մուտքերը նշվում են անոմալ գրավիտացիոն դաշտերով, որոնք նման են սև խոռոչներին: Նման թունելներում շարժումները, ինչպես առաջարկում են վարկածների հեղինակները, հնարավորություն կտան շրջանցել լույսի արագությամբ սովորական տարածության մեջ սահմանված արագության սահմանը և, հետևաբար, իրականացնել ժամանակի մեքենա ստեղծելու գաղափարը։ բաներ. Եվ չնայած մինչ այժմ նման վարկածները շատ են հիշեցնում գիտաֆանտաստիկայի սյուժեները, դժվար թե անհրաժեշտ լինի կտրականապես մերժել բազմատարր սարքի մոդելի հիմնարար հնարավորությունը: նյութական աշխարհ. Ուրիշ բան, որ մնացած բոլոր Տիեզերքները, ամենայն հավանականությամբ, կմնան մեր Տիեզերքում ապրող տեսական ֆիզիկոսների զուտ մաթեմատիկական կոնստրուկցիաներ, որոնք իրենց մտքերի ուժով փորձում են գտնել մեզ համար փակ աշխարհները...

Տեսեք նույն թեմայով սենյակում

Բայց պարզվեց, որ դա հնարավոր է; հիմա նրանք հավատում են, որ մենք երբեք չենք կարողանա լույսից ավելի արագ ճանապարհորդել…»: Բայց իրականում ճիշտ չէ, որ ինչ-որ մեկը մի ժամանակ հավատում էր, որ անհնար է ճանապարհորդել ավելի արագ, քան ձայնը: Գերձայնային ինքնաթիռների հայտնվելուց շատ առաջ դա արդեն հայտնի էր: որ փամփուշտները ձայնից ավելի արագ են թռչում։ վերահսկվում էգերձայնային թռիչք, և դա էր սխալը: ՍՍ շարժումը լրիվ այլ խնդիր է։ Ի սկզբանե պարզ էր, որ գերձայնային թռիչքին խոչընդոտում էին տեխնիկական խնդիրները, որոնք պարզապես պետք է լուծվեին: Բայց բոլորովին անհասկանալի է, թե երբևէ կարող են լուծվել այն խնդիրները, որոնք խանգարում են ՍՍ շարժմանը։ Հարաբերականության տեսությունն այս մասին շատ բան ունի ասելու։ Եթե ​​SS-ի ճանապարհորդությունը կամ նույնիսկ ազդանշանի փոխանցումը հնարավոր է, ապա պատճառահետևանքային կապը կխախտվի, և դրանից կբխեն բացարձակապես անհավանական եզրակացություններ։

Մենք նախ կքննարկենք ՍԴ միջնորդության պարզ դեպքերը: Մենք դրանք նշում ենք ոչ թե այն պատճառով, որ դրանք հետաքրքիր են, այլ այն պատճառով, որ դրանք նորից ու նորից հայտնվում են ՀՊԾ շարժման քննարկումներում, և հետևաբար դրանց հետ պետք է զբաղվել: Այնուհետև կքննարկենք ՀՊԾ շարժման կամ հաղորդակցության, մեր կարծիքով, բարդ դեպքերը և կդիտարկենք դրանց դեմ որոշ փաստարկներ։ Ի վերջո, մենք կդիտարկենք ամենալուրջ ենթադրությունները իրական ՀՊԾ շարժման մասին։

Պարզ SS քայլ

1. Չերենկովյան ճառագայթման երեւույթը

Լույսից ավելի արագ շարժվելու եղանակներից մեկը նախ դանդաղեցնելն է հենց լույսը: :-) Վակուումում լույսը շարժվում է արագությամբ գ, և այս արժեքը համաշխարհային հաստատուն է (տես հարցը հաստատուն է արդյոք լույսի արագությունը), և ավելի խիտ միջավայրում, ինչպիսին է ջուրը կամ ապակին, այն դանդաղում է մինչև արագությունը։ c/n, որտեղ nմիջավայրի բեկման ինդեքսն է (օդի համար 1,0003, ջրի համար՝ 1,4)։ Հետևաբար, մասնիկները կարող են ավելի արագ շարժվել ջրում կամ օդում, քան լույսն այնտեղ է: Արդյունքում առաջանում է Վավիլով-Չերենկովյան ճառագայթում (տե՛ս հարցը):

Բայց երբ մենք խոսում ենք ՍՍ շարժման մասին, մենք, իհարկե, նկատի ունենք լույսի արագության գերազանցումը վակուումում։ գ(299 792 458 մ/վ): Ուստի Չերենկովյան ֆենոմենը չի կարելի ՍՍ շարժման օրինակ համարել։

2. Երրորդ կողմ

Եթե ​​հրթիռը ԲԱՅՑարագությամբ թռչում է ինձնից 0,6 վրկարևմուտքը և մյուսը Բ- ինձնից արագությամբ 0,6 վրկարևելք, ապա միջև ընդհանուր հեռավորությունը ԲԱՅՑև Բիմ հղման շրջանակում աճում է արագությամբ 1.2c. Այսպիսով, տեսանելի հարաբերական արագություն ավելի մեծ է, քան c-ը, կարելի է դիտարկել «երրորդ կողմից»:

Այնուամենայնիվ, այս արագությունը այն չէ, ինչ մենք սովորաբար հասկանում ենք հարաբերական արագությամբ: Իրական հրթիռային արագություն ԲԱՅՑհրթիռի վերաբերյալ Բ- սա հրթիռների միջև հեռավորության աճի տեմպն է, որը դիտորդը դիտում է հրթիռի մեջ Բ. Երկու արագություն պետք է գումարվի ըստ արագությունների գումարման հարաբերականության բանաձևի (տե՛ս հարցը, թե ինչպես կարելի է գումարել արագությունները կոնկրետ հարաբերականության մեջ): AT այս դեպքըհարաբերական արագությունը մոտ է 0.88c, այսինքն՝ գերլուսավոր չէ։

3. Ստվերներ և նապաստակներ

Մտածեք, թե որքան արագ կարող է շարժվել ստվերը: Եթե ​​մոտակա լամպից ձեր մատից հեռավոր պատի վրա ստվեր եք ստեղծում, այնուհետև շարժում եք ձեր մատը, ապա ստվերը շատ ավելի արագ է շարժվում, քան ձեր մատը: Եթե ​​մատը շարժվում է պատին զուգահեռ, ապա ստվերի արագությունը կլինի Դ/դմատի արագությունից անգամ, որտեղ դհեռավորությունն է մատից մինչև լամպը, և Դ- հեռավորությունը լամպից պատին. Եվ դուք կարող եք ավելի մեծ արագություն ստանալ, եթե պատը գտնվում է անկյան տակ: Եթե ​​պատը շատ հեռու է, ապա ստվերի շարժումը հետ կմնա մատի շարժումից, քանի որ լույսը դեռ պետք է թռչի մատից պատին, բայց և այնպես ստվերի արագությունը նույնքան անգամ կլինի։ ավելի մեծ։ Այսինքն՝ ստվերի արագությունը լույսի արագությամբ չի սահմանափակվում։

Բացի ստվերներից, նապաստակները կարող են շարժվել նաև լույսից ավելի արագ, օրինակ՝ լազերային ճառագայթից մի բիծ՝ ուղղված դեպի լուսին: Իմանալով, որ մինչև Լուսին հեռավորությունը 385000 կմ է, փորձեք հաշվարկել նապաստակի արագությունը, եթե լազերը մի փոքր շարժեք։ Կարող եք նաև մտածել ծովի ալիքշեղ հարվածելով ափին. Ի՞նչ արագությամբ կարող է շարժվել այն կետը, որով ճեղքվում է ալիքը:

Նմանատիպ բաներ կարող են լինել բնության մեջ: Օրինակ, պուլսարի լույսի ճառագայթը կարող է սանրել փոշու ամպի միջով: Պայծառ բռնկումը առաջացնում է լույսի կամ այլ ճառագայթման ընդարձակվող թաղանթ: Երբ այն անցնում է մակերեսը, այն ստեղծում է լույսի օղակ, որն աճում է ավելի արագ, քան լույսի արագությունը: Բնության մեջ դա տեղի է ունենում, երբ կայծակից էլեկտրամագնիսական իմպուլսը հասնում է վերին մթնոլորտ:

Այս ամենը լույսից ավելի արագ շարժվող իրերի օրինակներ էին, բայց որոնք ֆիզիկական մարմիններ չէին: Ստվերի կամ նապաստակի օգնությամբ դուք չեք կարող փոխանցել CC հաղորդագրություն, ուստի լույսից ավելի արագ հաղորդակցություն հնարավոր չէ: Եվ կրկին, սա այն չէ, ինչ մենք ուզում ենք հասկանալ CC շարժումով, չնայած պարզ է դառնում, թե որքան դժվար է որոշել, թե կոնկրետ ինչ է մեզ անհրաժեշտ (տես FTL Shears հարցը):

4. Կոշտ մարմիններ

Եթե ​​վերցնում ես երկար կոշտ փայտը և հրում դրա մի ծայրը, մյուս ծայրը անմիջապես շարժվում է, թե ոչ: Հնարավո՞ր է այս կերպ իրականացնել հաղորդագրության SS փոխանցումը։

Այո, դա եղել է կամենակարելի էր անել, եթե այդպիսի պինդ մարմիններ լինեին: Իրականում փայտի ծայրին հասցված հարվածի ազդեցությունը տարածվում է նրա երկայնքով տվյալ նյութում ձայնի արագությամբ, և ձայնի արագությունը կախված է նյութի առաձգականությունից և խտությունից։ Հարաբերականությունը բացարձակ սահման է դնում ցանկացած մարմինների հնարավոր կարծրության վրա, որպեսզի դրանցում ձայնի արագությունը չգերազանցի գ.

Նույնը տեղի է ունենում, եթե դուք գրավչության դաշտում եք, և սկզբում թելը կամ ձողը ուղղահայաց պահեք վերին ծայրով, ապա բաց թողեք այն։ Այն կետը, որը դուք բաց եք թողնում, անմիջապես կսկսի շարժվել, և ստորին ծայրը չի կարող ընկնել, մինչև որ բաց թողնելու ազդեցությունը չհասնի դրան ձայնի արագությամբ:

Դժվար է ձևակերպել առաձգական նյութերի ընդհանուր տեսությունը հարաբերականության տեսանկյունից, սակայն հիմնական գաղափարը կարելի է ցույց տալ նաև Նյուտոնյան մեխանիկայի օրինակով։ Կատարյալ առաձգական մարմնի երկայնական շարժման հավասարումը կարելի է ստանալ Հուկի օրենքից։ Փոփոխականներով զանգվածը մեկ միավորի երկարության համար էջև Յանգի մոդուլը Յ, երկայնական տեղաշարժ Xբավարարում է ալիքի հավասարումը.

Հարթ ալիքային լուծումը շարժվում է ձայնի արագությամբ ս, և ս 2 = Y/p. Այս հավասարումը չի ենթադրում պատճառահետևանքային ազդեցության ավելի արագ տարածման հնարավորություն ս. Այսպիսով, հարաբերականությունը տեսական սահման է դնում առաձգականության քանակի վրա. Յ < pc2. Գործնականում նույնիսկ դրան մոտ նյութեր չկան։ Ի դեպ, նույնիսկ եթե նյութում ձայնի արագությունը մոտ է գ, նյութն ինքնին չի պահանջվում, որ շարժվի հարաբերական արագությամբ։ Բայց որտեղի՞ց իմանանք, որ սկզբունքորեն այս սահմանը հաղթահարող նյութ չի կարող լինել։ Պատասխանն այն է, որ բոլոր նյութերը կազմված են մասնիկներից, որոնց փոխազդեցությունը ենթարկվում է ստանդարտ մոդելին։ տարրական մասնիկներ, և այս մոդելում ոչ մի փոխազդեցություն չի կարող ավելի արագ տարածվել, քան լույսը (տե՛ս ստորև՝ դաշտի քվանտային տեսության համար)։

5. Ֆազային արագություն

Նայեք այս ալիքի հավասարմանը.

Այն ունի լուծումներ, ինչպիսիք են.

Այս լուծումները սինուսային ալիքներ են, որոնք շարժվում են արագությամբ

Բայց սա ավելի արագ է, քան լույսը, ուրեմն մենք ունենք տախիոնի դաշտի հավասարումը մեր ձեռքում: Ոչ, սա պարզապես զանգվածային սկալյար մասնիկի սովորական հարաբերական հավասարումն է:

Պարադոքսը կլուծվի, եթե հասկանանք այս արագության տարբերությունը, որը նաև կոչվում է փուլային արագություն vphմեկ այլ արագությունից, որը կոչվում է խմբային արագություն v գրորը տրված է բանաձևով,

Եթե ​​ալիքի լուծույթն ունի հաճախականության տարածում, ապա այն կունենա ալիքային փաթեթի ձև, որը շարժվում է չգերազանցող խմբային արագությամբ: գ. Միայն ալիքի գագաթները շարժվում են փուլային արագությամբ: Նման ալիքի միջոցով հնարավոր է տեղեկատվություն փոխանցել միայն խմբային արագությամբ, ուստի փուլային արագությունը մեզ տալիս է գերլուսավոր արագության ևս մեկ օրինակ, որը չի կարող տեղեկատվություն կրել։

7. Ռելյատիվիստական ​​հրթիռ

Երկրի վրա վերահսկիչը դիտում է տիեզերանավը, որը հեռանում է 0,8 արագությամբ գ. Համաձայն հարաբերականության տեսության՝ նույնիսկ նավից ազդանշանների դոպլերային տեղաշարժը հաշվի առնելուց հետո նա կտեսնի, որ նավի վրա ժամանակը դանդաղում է, և ժամացույցներն այնտեղ դանդաղ են ընթանում 0,6 գործակցով։ Եթե ​​նա հաշվարկի նավի անցած ճանապարհի գործակիցը բաժանելով նավի ժամացույցով չափված անցած ժամանակի վրա, ապա կստանա 4/3. գ. Սա նշանակում է, որ նավի ուղևորները միջաստղային տարածության միջով անցնում են արդյունավետ արագությամբ, որն ավելի մեծ է, քան լույսի արագությունը, որը նրանք կունենան, եթե չափվեն: Նավի ուղևորների տեսանկյունից միջաստղային հեռավորությունները ենթարկվում են Լորենցյան կծկման նույն գործակցով՝ 0,6, ինչը նշանակում է, որ նրանք նույնպես պետք է խոստովանեն, որ նրանք անցնում են հայտնի միջաստղային հեռավորությունները 4/3 արագությամբ։ գ.

Սա իրական երևույթ է և սկզբունքորեն այն կարող է օգտագործվել տիեզերական ճանապարհորդների կողմից՝ իրենց կյանքի ընթացքում հսկայական տարածություններ հաղթահարելու համար։ Եթե ​​նրանք արագանան մշտական ​​արագությամբ, որը հավասար է Երկրի վրա ազատ անկման արագացմանը, ապա նրանք ոչ միայն կատարյալ արհեստական ​​ձգողականություն կունենան նավի վրա, այլև դեռ ժամանակ կունենան անցնելու Գալակտիկայով իրենց կյանքի ընդամենը 12 տարում: (Տե՛ս հարցը, որո՞նք են հարաբերական հրթիռի հավասարումները):

Սակայն սա իրական ՍՍ շարժում չէ։ Արդյունավետ արագությունը հաշվարկվում է մեկ հղման համակարգում հեռավորությունից, մյուսում՝ ժամանակից: Չէ իրական արագություն. Այս արագությունից շահում են միայն նավի ուղեւորները։ Դիսպետչերը, օրինակ, իր կյանքում ժամանակ չի ունենա տեսնելու, թե ինչպես են նրանք թռչում հսկայական տարածություն։

ՍՍ շարժման դժվար դեպքեր

9. Էյնշտեյնի, Պոդոլսկու, Ռոզենի պարադոքսը (EPR)

10. Վիրտուալ ֆոտոններ

11. Քվանտային թունելավորում

Իրական թեկնածուներ SS ճանապարհորդների համար

Այս բաժինը պարունակում է սպեկուլյատիվ, բայց լուրջ ենթադրություններ FTL ճանապարհորդության հնարավորության վերաբերյալ: Սրանք չեն լինի այնպիսի բաներ, որոնք սովորաբար դրվում են ՀՏՀ-ում, քանի որ դրանք ավելի շատ հարցեր են առաջացնում, քան պատասխանում: Դրանք այստեղ ներկայացված են հիմնականում ցույց տալու համար, որ ներս այս ուղղությունըլուրջ հետազոտություններ են արվում. Յուրաքանչյուր ուղղությամբ տրվում է միայն համառոտ ներածություն: Ավելին մանրամասներկարելի է գտնել ինտերնետում:

19. Տախիոններ

Տախիոնները հիպոթետիկ մասնիկներ են, որոնք տեղային առումով լույսից ավելի արագ են շարժվում: Դա անելու համար նրանք պետք է ունենան երևակայական զանգված, բայց նրանց էներգիան և թափը պետք է դրական լինեն։ Երբեմն կարծում են, որ նման CC մասնիկներն անհնար է հայտնաբերել, բայց իրականում այդպես հավատալու պատճառ չկա: Ստվերներն ու նապաստակները մեզ ասում են, որ գաղտագողիությունը չի բխում շարժման ԿԿ-ից:

Տախիոնները երբեք չեն նկատվել, և ֆիզիկոսների մեծ մասը կասկածում է դրանց գոյությանը: Մի անգամ ասվեց, որ փորձեր են իրականացվել՝ չափելու նեյտրինոների զանգվածը, որոնք արտանետվում են Տրիտիումի քայքայման ժամանակ, և որ այդ նեյտրինոները տախիոն են։ Սա խիստ կասկածելի է, բայց դեռ չի բացառվում։ Տախիոնի տեսությունների հետ կապված խնդիրներ կան, քանի որ պատճառահետևանքային կապի հնարավոր խախտումների առումով դրանք ապակայունացնում են վակուումը։ Հնարավոր է, որ հնարավոր լինի շրջանցել այս խնդիրները, բայց հետո անհնար կլինի օգտագործել տախիոններ մեզ անհրաժեշտ SS հաղորդագրության մեջ:

Ճշմարտությունն այն է, որ ֆիզիկոսների մեծամասնությունը տախիոնները համարում է իրենց ոլորտի տեսությունների սխալի նշան, և լայն հանրության կողմից դրանց նկատմամբ հետաքրքրությունը խթանում է հիմնականում գիտաֆանտաստիկ գրականությունը (տես Tachyons հոդվածը):

20. Որդանանցքներ

STS ճանապարհորդության ամենահայտնի ենթադրյալ հնարավորությունը որդնածորերի օգտագործումն է: Որդանանցքները թունելներ են տարածություն-ժամանակում, որոնք տիեզերքի մի տեղն իրար են կապում մյուսի հետ: Նրանք կարող են շարժվել այս կետերի միջև ավելի արագ, քան լույսը կբռնի իր սովորական ճանապարհով: Որդանանցքները դասական ընդհանուր հարաբերականության երևույթ են, բայց դրանք ստեղծելու համար հարկավոր է փոխել տարածություն-ժամանակի տոպոլոգիան։ Դրա հնարավորությունը կարող է պարունակվել քվանտային գրավիտացիայի տեսության մեջ:

Որդի խոռոչները բաց պահելու համար անհրաժեշտ է հսկայական քանակությամբբացասական էներգիա և Միսներև Փուշառաջարկեց, որ լայնածավալ Casimir էֆեկտը կարող է օգտագործվել բացասական էներգիա առաջացնելու համար և Visserառաջարկեց լուծում՝ օգտագործելով տիեզերական լարերը: Այս բոլոր գաղափարները խիստ սպեկուլյատիվ են և կարող են պարզապես անիրատեսական լինել: Բացասական էներգիայով արտասովոր նյութը կարող է գոյություն չունենալ այն ձևով, որն անհրաժեշտ է երևույթի համար։

Թորնը պարզել է, որ եթե որդնածորերը հնարավոր լինի ստեղծել, ապա դրանք կարող են ստեղծել փակ ժամանակային օղակներ, որոնք հնարավոր կդարձնեն ժամանակում ճանապարհորդությունը: Առաջարկվել է նաև, որ քվանտային մեխանիկայի բազմաչափ մեկնաբանությունը հուշում է, որ ժամանակի ճանապարհորդությունը որևէ պարադոքս չի առաջացնի, և որ իրադարձությունները պարզապես այլ կերպ կզարգանան, երբ դուք անցնեք անցյալ: Հոքինգն ասում է, որ որդանանցքները կարող են պարզապես անկայուն լինել և, հետևաբար, գործնականում անօգտագործելի: Բայց թեման ինքնին մնում է բեղմնավոր տարածք մտքի փորձերի համար, որը թույլ է տալիս պարզել, թե ինչն է հնարավոր, և ինչը հնարավոր չէ՝ հիմնվելով ֆիզիկայի և՛ հայտնի, և՛ ենթադրյալ օրենքների վրա:
refs:
W. G. Morris և K. S. Thorne, American Journal of Physics 56 , 395-412 (1988)
W. G. Morris, K. S. Thorne և U. Yurtsever, Phys. Վեր. նամակներ 61 , 1446-9 (1988)
Matt Visser, Ֆիզիկական վերանայում D39, 3182-4 (1989)
տես նաև «Սև անցքեր և Ժամանակը Warps» Kip Thorn, Norton & co. (1994)
Բազմաշխարհի բացատրության համար տե՛ս «Իրականության գործվածքը» Դեյվիդ Դոյչ, Penguin Press:

21. Դեֆորմատորային շարժիչներ

[Ես գաղափար չունեմ, թե ինչպես դա թարգմանել: Օրիգինալ warp drive. - մոտ. թարգմանիչ
թարգմանվել է անալոգիայով «Membrane» հոդվածի հետ]

Ծուռը կարող է լինել տարածություն-ժամանակի ոլորման մեխանիզմ, որպեսզի առարկան կարողանա լույսից ավելի արագ շարժվել: Միգել Ալկաբիերհայտնի դարձավ նրանով, որ զարգացրեց երկրաչափությունը, որը նկարագրում է նման դեֆորմատորը: Տարածություն-ժամանակի աղավաղումը հնարավորություն է տալիս օբյեկտին լույսից ավելի արագ ճանապարհորդել՝ մնալով ժամանակի կորի վրա: Խոչընդոտները նույնն են, ինչ որդնածորեր ստեղծելիս։ Դեֆորմատոր ստեղծելու համար ձեզ անհրաժեշտ է u-ի բացասական էներգիայի խտությամբ նյութ: Նույնիսկ եթե նման նյութ հնարավոր է, դեռ պարզ չէ, թե ինչպես կարելի է այն ձեռք բերել և ինչպես օգտագործել այն դեֆորմատորի աշխատանքի համար:
նշվ M. Alcubierre, Classical and Quantum Gravity, 11 , L73-L77, (1994)

Եզրակացություն

Նախ, հեշտ չէր ընդհանուր առմամբ սահմանել, թե ինչ է նշանակում SS ճանապարհորդություն և SS հաղորդագրություն: Շատ բաներ, ինչպես ստվերները, ստիպում են CC-ին շարժվել, բայց այնպես, որ այն չի կարող օգտագործվել, օրինակ, տեղեկատվություն փոխանցելու համար: Բայց կան նաև իրական ՍՍ շարժման լուրջ հնարավորություններ, որոնք առաջարկվում են գիտական ​​գրականության մեջ, բայց դրանց իրականացումը դեռևս տեխնիկապես անհնար է։ Հայզենբերգի անորոշության սկզբունքը անհնար է դարձնում ակնհայտ CC շարժումը քվանտային մեխանիկայում: Հարաբերականության ընդհանուր տեսության մեջ կան ՍՍ շարժիչ միջոցներ, բայց դրանք հնարավոր չէ օգտագործել: Չափազանց քիչ հավանական է թվում, որ տեսանելի ապագայում, կամ ընդհանրապես, տեխնոլոգիան կկարողանա ստեղծել տիեզերանավեր CC շարժիչներով, բայց հետաքրքիր է, որ տեսական ֆիզիկան, ինչպես մենք հիմա գիտենք, վերջնականապես չի փակում CC շարժման դուռը: ՍՍ շարժումը գիտաֆանտաստիկ վեպերի ոճով, ըստ երևույթին, լիովին անհնար է: Ֆիզիկոսների համար հետաքրքրական է հարցը. «ինչու՞ է դա իրականում անհնար, և ի՞նչ կարելի է սովորել դրանից»: