Ništa ne može ići brže od svjetlosti. To je pravilo fizike utkano u samo tkivo Einsteinove posebne teorije relativnosti. Što se nešto brže odvija, to je bliže svojoj perspektivi zamrzavanja vremena do mrtve točke. Idite još brže i naići ćete na probleme okretanja vremena, petljanja s pojmovima uzročnosti. Ali istraživači sa Sveučilišta u Varšavi u Poljskoj i Nacionalnog sveučilišta u Singapuru sada su pomaknuli granice relativnosti kako bi došli do sustava koji nije u suprotnosti s postojećom fizikom, a mogao bi čak pokazati put do novih teorija.
Ono što su smislili je “proširenje posebne teorije relativnosti” koje kombinira tri vremenske dimenzije s jednom prostornom dimenzijom, za razliku od tri prostorne dimenzije i jedne vremenske dimenzije koje mi svi ste navikli. Umjesto da stvara bilo kakve veće logičke nedosljednosti, ova nova studija dodaje više dokaza koji podupiru ideju da bi objekti mogli ići brže od svjetlosti bez potpunog kršenja naših trenutnih zakona fizike.
“Nema temeljnog razloga zašto promatrači koji se kreću u odnosu na opisane fizičke sustave brzinama većim od brzine svjetlosti ne bi trebali biti podvrgnuti tome”, kaže fizičar Andrzej Dragan sa Sveučilišta u Varšavi u Poljskoj. Ova nova studija temelji se na prethodnom radu nekih od istih istraživača koji pretpostavlja da bi superluminalne perspektive mogle pomoći u povezivanju kvantne mehanike s Einsteinovom posebnom teorijom relativnosti – dvjema granama fizike koje se trenutno ne mogu pomiriti u jednu sveobuhvatnu teoriju koja opisuje gravitaciju na isti način objašnjavamo i druge sile.
Kako bi izgledalo
Čestice se više ne mogu modelirati kao točkasti objekti u ovom okviru, kao što bismo mogli u svjetovnijoj 3D (plus vremenskoj) perspektivi svemira. Umjesto toga, da bismo shvatili što bi promatrači mogli vidjeti i kako bi se superluminalna čestica mogla ponašati, morali bismo se okrenuti vrstama teorija polja koje podupiru kvantnu fiziku.
Na temelju ovog novog modela, superluminalni objekti izgledali bi poput čestice koja se poput mjehurića širi kroz prostor – poput vala kroz polje. Objekt velike brzine bi, s druge strane, ‘doživio’ nekoliko različitih vremenskih linija. Unatoč tome, brzina svjetlosti u vakuumu ostala bi konstantna čak i za one promatrače koji idu brže od nje, čime se čuva jedno od Einsteinovih temeljnih načela – načelo o kojem se prije razmišljalo samo u odnosu na promatrače koji se kreću sporije od brzine svjetlosti.
“Ova nova definicija čuva Einsteinov postulat o konstantnosti brzine svjetlosti u vakuumu čak i za superluminalne promatrače”, kaže Dragan. “Stoga se naša proširena specijalna relativnost ne čini kao posebno ekstravagantna ideja.” Međutim, istraživači priznaju da prelazak na ovaj model otvara neka nova pitanja, iako daje odgovore na druga. Oni sugeriraju da je potrebno proširiti teoriju posebne relativnosti kako bi uključila referentne okvire brže od svjetlosti.
To bi moglo uključivati posuđivanje iz kvantne teorije polja: kombinacija koncepata iz specijalne teorije relativnosti, kvantne mehanike i klasične teorije polja (kojoj je cilj predvidjeti kako će fizička polja međusobno djelovati). Ako su fizičari u pravu, sve bi čestice svemira imale izvanredna svojstva u proširenoj specijalnoj teoriji relativnosti. Jedno od pitanja koje je postavilo istraživanje je hoćemo li ikada moći promatrati ovo prošireno ponašanje – ali odgovor na to će zahtijevati puno više vremena i puno više znanstvenika. “Samo eksperimentalno otkriće nove fundamentalne čestice pothvat je vrijedan Nobelove nagrade i izvediv u velikom istraživačkom timu koji koristi najnovije eksperimentalne tehnike”, kaže fizičar Krzysztof Turzyński sa Sveučilišta u Varšavi. “Međutim, nadamo se da ćemo naše rezultate primijeniti na bolje razumijevanje fenomena spontanog narušavanja simetrije povezanog s masom Higgsove čestice i drugih čestica u Standardnom modelu, posebno u ranom Svemiru.”
