آيا ميتوان با سرعتي بيشتر از نور سفر كرد؟

[amir26arak]

اگر آلبرت اينشتين (Albert Einstein) امروز زنده بود جواب ميداد: " خير"

بر طبق تئوري نسبيت خاص اينشتين هيچ چيزي نميتواند از سرعت نور تجاوز كند. اين سرعت يك ثابت بنيادي طبيعت است و براي تمامي ناظر ها در هر كجا يكسان ميباشد. در اين تئوري بيان ميشود كه جرم اشياء با افزايش سرعتشان بيشتر ميشود و سرعت بيشتر انرژي بيشتر را ميطلبد. در سرعت نور طبق محاسبه اينشتين جرم به بينهايت ميرسد و انرژي نيز به همين ترتيب. رفتن به بينهايت امكان پذير نيست.



به گفته پروفسور دونالد اشنايدر (Donald Schneider) استاد نجوم و اختر فيزيك ايالت پن (Penn State) ، پس از يكصد سال آزمايش، آنچه اينشتين نوشته هنوز تاييد ميشود. هيچ آزمايشي نيست كه در تضاد با نسبيت باشد. ذرات زيراتمي تا بالاي 99 درصد سرعت نور شتاب ميگيرند اما نه بيشتر از آن و نه برابر با آن.



از نظر تئوري، با فراتر رفتن از سرعت نور اتفاقات عجيبي رخ ميدهد. مثلا سفر در زمان. و به هم خوردن رابطه علت و معلول. به عنوان نمونه زدن يك هدف با تفنگي كه گلوله هايش سرعت بيشتر از نور دارند. يك ناظر ميبيند گلوله به هدف خورده قبل از اينكه شليك اتفاق بيفتد. از آنجا كه يكي از اصول نسبيت اينست كه قوانين فيزيك براي همه ناظر ها يكسانند به تناقض خواهيم رسيد .



چيز عجيب ديگري هم هست: تاكيون ها (tachyons) . در 1967 ژرالد فاينبرگ (Gerald Feinberg) فيزيكدان دانشگاه كولومبيا پيشنهاد اين ذره هاي سريع تر از سرعت نور را نمود. آنها در دنياي آيينه اي بالاي سد سرعت نور، انرژي بينهايت بدست ميآورند كه سرعت نور را كاهش دهند.



كرم چاله ها هم مفهوم عجيب ديگري هستند. ميانبر هايي مابين فضا-زمان كه سفر نقطه به نقطه با سرعت بيشتر از نور را ممكن ميسازند.

warp driveها نيز يك نوع حباب هستند كه در فضايي كه نسبيت از كار ميافتد ظاهر ميشوند.



اما جايي وجود دارد كه ميتوان از سرعت نور بيشتر رفت: تنها زماني است كه نور از درون آب عبور ميكند. در اين محيط سرعت نور به سه چهارم سرعت آن در خلا كاهش مي يابد. در يك راكتور هسته اي ذرات باردار از ميله هاي راديو اكتيو با سرعتي بيشتر از اين به داخل آب پرتاب ميشوند. آن ذرات بادرار هستند و به همين دليل تابشي به نام تابش چرنكوف (Cherenkov radiation) ساطع ميكنند و به هر ماده كه آنها برخورد ميكنند آنرا به راديو اكتيو تبديل ميكنند و موجب ميشوند آب يك درخشش آبي رنگ بگيرد.



هنگامي كه به آب درون يك راكتور نگاه ميكنيد، درخشش آبي رنگي كه ميبينيد تابشي است كه از ذرات بارداري ساطع ميشود كه بيشتر از سرعت نور در آب حركت ميكنند.

[amir26arak]

آيا واقعا ممكن است كه سرعت هاي بالاتر از سرعت نور وجود داشته باشد؟

بر اساس نظريه نسبيت هيچ فرآيند فيزيكي نمي تواند در سرعت هاي بالاتر از سرعت نور در خلا انجام گيرد. بدون ترديد ، قابل قبول نبودن اين سرعت ها يكي از عجيب ترين فرضيات فيزيك جديد است.

ابر نور

در كنار دنيايي با سرعت هاي كمتر از سرعت نور (جهان تارديون ، مشتق از كلمه لاتين تاردوس به معناي آهسته) دنياي ديگري وجود دارد كه سرعت نور در آن از سرعت هاي ديگر كمتر است، نه بيشتر (جهان تاكيون مشتق از لغت يوناني تاخيس به معني سريع مي باشد). دنياي دوم كشف نشده است ، زيرا هيچ نقطه مشتركي با دنياي اول ندارد.

در سالهاي اخير ، تعدادي مقاله تحقيقاتي منتشر شده كه نويسندگان آنها احتمال وجود ذرات «ابر نور» را كه تا كنون ناميده اند، مورد بررسي قرار داده اند.

واقعيت عجيبي كه در مورد فرضيه ابر نور وجود دارد، آنست كه اين فرضيه ، نظريه نسبيت خاص را نقض نمي كند ، بلكه آن را با دنيايي كه در آن سوي محدوده سرعت نور قرار دارد سازگارتر و هماهنگ تر مي سازد.

اگر تاكيونها وجود داشتند؟

عقايد متفاوتي در اين مورد وجود دارد. اگر تاكيون ها واقعا وجود داشته باشند، چه مي شود؟ در اين صورت آنها نوع سوم ذراتي مي باشند كه براي ما شناخته شده اند. اولين نوع شامل ذراتي است كه هيچگاه به سرعت نور نمي رسند. (يعني تقريبا تمام ذرات بنيادي شناخته شده) ، نوع دوم فوتونها (كوانتاهاي تابش الكترومغناطيسي) و احتمالا نوترينوها مي باشند كه هر دو آنها با سرعت نور منتشر مي شوند. تاكيون ها همواره داراي سرعتي مي باشند كه از سرعت نور بيشتر است.

دنياي تاكيون ها و دنياي ما

دنياي تاكيون ها هيچ نقطه مشتركي با دنياي ما كه در آن سرعت ها كمتر از سرعت نور است ندارد. سه نوع ذرهاي كه هم اكنون ذكر آنها به ميان آمد، داراي يك خاصيت مشترك ميباشند. ذرات يك گروه تحت هيچ شرايطي نمي توانند به ذرات گروه ديگر تبديل شوند. از سوي ديگر ، فقط بر اساس دانش جديد مي توانيم چنين اظهار نظري را به عمل آوريم. اگر اين مسئله را از ديدگاه اطلاعات علمي كاملتري كه هنوز ناشناخته است مورد بررسي قرار دهيم، ممكن است كه كاملا تغيير نمايد. در آن صورت مي توانيم فرض كنيم كه دنياي تاكيون ها با دنياي ما برخورد پيدا مي كند و اين بدان معني است كه فرآيندهايي در طبيعت وجود دارند كه در جهات نامشخص پيش مي روند.

اصل عليت كه بر اساس آن علت هميشه مقدم بر معلول است يك اصل اساسي فيزيكي است. به بيان ديگر ، هيچ رويدادي نمي تواند گذشته را تحت تاثير قرار دهد و موجب تغيير آن چيزي گردد كه اتفاق افتاده است، ولي در دنياي ذراتي كه با سرعت نور و يا بيشتر از آن حركت مي كنند ، اين اصل ممكن است تغيير نمايد و علت و معلول با توجه به چارچوب مرجع جاي خود را عوض كنند.

در فرآيندهايي كه پيام ها با سرعت بيشتر از سرعت نور حركت مي نمايند، تسلسل وقايع (وقايعي كه پيش از وقايع ديگر رخ مي دهند) به انتخاب دستگاه مختصات بستگي پيدا مي كند، در عين حال ، جهت جريان اطلاعات يعني اساس بستگي علت و معلول تغيير نمي نمايد. اين مسئله موجب نقص عليت مي گردد.

بازگشت به گذشته

گمان ميرود چنين جرياني بتواند براي ايجاد ارتباط تلفني با گذشته كمك كند يا ممكن است شخصي خود را به ساعت 11 صبح روز قبل انتقال دهد … . چنين چيزي مادامي كه دنياي سرعتهاي كوچكتر از سرعت نور با دنياي سرعتهاي بزرگتر از سرعت نور برخورد پيدا كند، تناقض ميباشد. اگر فقط محدوده سرعتهاي بالاتر از سرعت نور را مورد توجه قرار دهيم، چين تناقضاتي بهوجود نميآيد. تاكنون هيچ يك از اطلاعات تجربي به دست آمده وجود تاكيونها را به اثبات نرسانيدهاند.

دنياي ريز ذرهها

پيشرف جهان كوچك عقايد و تصورات خارقالعادهاي پديد ميآورد كه نظريههاي دانش عادي را نقض ميكند و آشكارا نشان ميدهد. چنين عقيدهاي كه معلومات امروزي علمي مفاهيم مطلق و غير قابل تغييري هستند، پوچ ميباشد. به نظر نميآيد كه هيچگاه پيشرفت فيزيك و اختر فيزيك به انتها برسد.

فرضيه ذرات بنيادي كه همواره وقايع عجيبتري را آشكار ميسازد. دائما با مفاهيم پيچيده رياضي و ساير مفاهيم پيچيده به وجود ميآيد كه با دنيايي كه ما را احاطه كرده هيچ گونه مشابهتي ندراد. بايد گفت كه اين فرضيه روز به روز بيشتر با فرضيه كيهاني آميخته ميشود. به عبارت ديگر قوانين طبيعي حاكم بود و نقطه نهايي و متضاد ابعاد جهاني يعني دنياي ريز ذرهها و دنياي وقايع كيهاني هيچگاه با يكديگر متناقض نيستند.

بيان ريز ذرهها بوسيله پديده گرانشي

با نفوذ بيشتر در دنياي ريز ذرهها ، اثرات گرانشي بطور قابل توجهي كمتر ميشوند. ولي اين مساله تا نقطه معيني صادق است و نقش آنها بطور مشخصي افزايش مييابد. و آنها مانند وضعيتي كه در جهان بزرگ وجود دارد به صورت پديدههاي فيزيكي غالب در ميآيند. در دنياي ريز ذرهها كه وجه مشخصه آن فواصل كوچك است، مقادير انرژي و در نتيجه جرم به اندازهاي افزايش مييابد كه از اين نظر دنياي ريز ذرهها مشابه پديدههاي دنياي بزرگ و فوقالعاده بزرگ ميگردد و دو جهان مانند گذشته يكي ميشوند و به همين دليل آنها برخي از قوانين طبيعت مشترك هستند.

سياهچالهها كه نشاندهنده چگالي فوقالعاده زياد ماده هستند، ناحيه ديگري ميباشند كه در آن وقايع جهاني و ميكروسكوپيك باهم يكي ميشوند. در اينجا پديده گرانشي در هر دو حالت عظيم است كه در حالت اول بصورت هندسه تغيير يافته فضا و در حالت دوم به صورت اثرات مكانيك كوانتومي بيان ميشود.


منبع : دانشنامه رشد