Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см « Быстрее скорости света» (значения) .

Быстрее чем свет (также сверхсветовой или FTL ) связь и путешествия являются предположительным распространением информации или материи быстрее , чем скорость света .

Специальная теория относительности предполагает , что только частицы с нулевой массой покоя могут двигаться со скоростью света. Были выдвинуты гипотезы о тахионах , частицах, скорость которых превышает скорость света, но их существование нарушило бы причинность , и физики согласны с тем, что они не могут существовать. С другой стороны, то, что некоторые физики называют «очевидным» или «эффективным» сверхсветовым явлением [1] [2] [3] [4], зависит от гипотезы о том, что необычно искаженные области пространства-времени могут позволить материи достигать удаленных мест за меньшее время. времени, чем свет в нормальном или неискаженном пространстве-времени.

Согласно современным научным теориям, материя должна двигаться со скоростью медленнее скорости света (также субсветовой или STL ) по отношению к локально искаженной области пространства-времени. Кажущееся сверхсветовое расстояние не исключается общей теорией относительности ; однако любое очевидное физическое правдоподобие сверхсветовой яркости является спекулятивным. Примеры очевидных предложений FTL - привод Алькубьерре , трубы Красникова и проходимая червоточина .

Сверхсветовое путешествие неинформации [ править ]

Основная статья: Сверхсветовое движение

В контексте этой статьи FTL - это передача информации или материи быстрее, чем c , константа, равная скорости света в вакууме, которая составляет 299 792 458 м / с (по определению метра [5] ) или около 186 282,397 миль. в секунду. Это не совсем то же самое, что путешествовать быстрее света, поскольку:

  • Некоторые процессы распространяются быстрее, чем c , но не могут нести информацию (см. Примеры в следующих разделах).
  • В некоторых материалах, где свет распространяется со скоростью c / n (где n - показатель преломления ), другие частицы могут двигаться быстрее, чем c / n (но все же медленнее, чем c ), что приводит к черенковскому излучению (см. Фазовую скорость ниже ).

Ни одно из этих явлений не нарушает специальную теорию относительности и не создает проблем с причинно-следственной связью , и, таким образом, ни один из них не квалифицируется как FTL, как описано здесь.

В следующих примерах может показаться, что определенные влияния распространяются быстрее света, но они не передают энергию или информацию быстрее света, поэтому они не нарушают специальную теорию относительности.

Ежедневное движение неба [ править ]

Для наблюдателя, привязанного к Земле, объекты в небе совершают один оборот вокруг Земли за один день. Проксима Центавра , ближайшая звезда за пределами Солнечной системы , находится на расстоянии около четырех световых лет . [6] В этой системе отсчета, в которой Проксима Центавра воспринимается как движущаяся по круговой траектории с радиусом в четыре световых года, ее можно описать как имеющую скорость, во много раз превышающую c как окружную скорость объекта. движение по кругу - это произведение радиуса и угловой скорости. [6] Это также возможно на геостатическихВидите ли, такие объекты, как кометы, могут изменять свою скорость от субсветовой до сверхсветовой и наоборот просто потому, что расстояние от Земли меняется. Кометы могут иметь орбиты , которые принимают их к более чем 1000 AU . [7] Окружность круга радиусом 1000 а.е. больше одного светового дня. Другими словами, комета на таком расстоянии является сверхсветовой в геостатической и, следовательно, неинерциальной системе отсчета.

Светлые пятна и тени [ править ]

Если лазерный луч проходит через удаленный объект, пятно лазерного света может легко перемещаться по объекту со скоростью, превышающей c . [8] Точно так же тень, проецируемая на удаленный объект, может перемещаться по объекту быстрее, чем c . [8] Ни в одном случае свет не перемещается от источника к объекту быстрее, чем c , и никакая информация не перемещается быстрее света. [8] [9] [10]

Скорость закрытия [ править ]

Скорость, с которой два объекта, движущихся в одной системе отсчета, сближаются, называется взаимной скоростью или скоростью сближения. Это может приближаться к удвоенной скорости света, как в случае двух частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света, в противоположных направлениях по отношению к системе отсчета.

Представьте себе две быстро движущиеся частицы, приближающиеся друг к другу с противоположных сторон ускорителя частиц коллайдерного типа. Скорость закрытия - это скорость, с которой расстояние между двумя частицами уменьшается. С точки зрения наблюдателя, стоящего в состоянии покоя относительно ускорителя, эта скорость будет чуть меньше удвоенной скорости света.

Специальная теория относительности этого не запрещает. Это говорит нам о том, что неправильно использовать теорию относительности Галилея для вычисления скорости одной из частиц, как это было бы измерено наблюдателем, движущимся рядом с другой частицей. То есть специальная теория относительности дает правильную формулу сложения скоростей для вычисления такой относительной скорости .

Поучительно вычислить относительную скорость частиц, движущихся в точках v и - v в системе отсчета ускорителя, что соответствует скорости закрытия 2 v  >  c . Выражая скорости в единицах c , β =  v / c :

Правильные скорости [ править ]

Если космический корабль летит к планете на расстоянии одного светового года (измеряется в системе координат покоя) от Земли на высокой скорости, время, необходимое для достижения этой планеты, может быть меньше одного года, если измерять часы путешественника (хотя это будет всегда быть более одного года по часам на Земле). Значение, полученное путем деления пройденного расстояния, определенного в системе отсчета Земли, на затраченное время, измеренное часами путешественника, известно как правильная скорость или правильная скорость . Не существует ограничений на значение надлежащей скорости, поскольку правильная скорость не представляет собой скорость, измеренную в одном инерциальном кадре. Световой сигнал, который покинул Землю одновременно с путешественником, всегда добирался до места назначения раньше путешественника.

Возможное расстояние от Земли [ править ]

Основная статья: Космические путешествия с постоянным ускорением

Поскольку человек не может путешествовать быстрее света, можно сделать вывод, что человек никогда не сможет путешествовать дальше от Земли, чем на 40 световых лет, если путешественник будет активен в возрасте от 20 до 60 лет. Тогда путешественник никогда не сможет достичь большего. чем очень немногие звездные системы, существующие в пределах 20–40 световых лет от Земли. Это ошибочный вывод: из-за замедления времени путешественник может путешествовать на тысячи световых лет за свои 40 активных лет. Если космический корабль ускоряется с постоянным ускорением в 1 g (в его собственной изменяющейся системе отсчета), он через 354 дня достигнет скорости, немного меньшей скорости света (для наблюдателя на Земле), и замедление времени увеличит скорость путешественника. продолжительность жизни до тысяч земных лет, если смотреть из системы отсчетаСолнечная система  - но субъективная продолжительность жизни путешественника от этого не изменится. Если бы они затем вернулись на Землю, путешественник прибыл бы на Землю на тысячи лет вперед. Их скорость передвижения не наблюдалась бы с Земли как сверхсветовая neither - да и в этом отношении она не могла бы казаться таковой с точки зрения путешественника - но вместо этого путешественник испытал бы сокращение длины Вселенной в направлении своего движения. И когда путешественник поворачивается, чтобы вернуться, [ требуется разъяснение ] Земля, похоже, проживет гораздо больше времени, чем путешественник. Таким образом, хотя (обычная) координатная скорость путешественника не может превышать c , его собственная скорость, или расстояние, пройденное от точки отсчета Земли, деленное на собственное время , может быть намного больше, чем c . Это видно из статистических исследований мюонов, путешествующих намного дальше, чем время их полураспада в c раз (в состоянии покоя), если они путешествуют близко к c . [11]

Фазовые скорости выше c [ править ]

Фазовая скорость из электромагнитной волны , при путешествии через среду, может обычно превышать C , вакуум скорость света. Например, это происходит в большинстве стекол на рентгеновских частотах. [12] Однако фазовая скорость волны соответствует скорости распространения теоретической одночастотной (чисто монохроматической ) составляющей волны на этой частоте. Такая волновая составляющая должна быть бесконечной по протяженности и постоянной амплитуды (иначе она не будет по-настоящему монохроматической) и поэтому не может передавать никакой информации. [13] Таким образом, фазовая скорость выше c не означает распространение сигналов.со скоростью выше c . [14]

Групповые скорости выше c [ править ]

Групповая скорость волны также может превышать гр в некоторых обстоятельствах. [15] [16] В таких случаях, которые обычно одновременно связаны с быстрым ослаблением интенсивности, максимум огибающей импульса может распространяться со скоростью выше c . Тем не менее, даже эта ситуация не подразумевает распространение сигналов со скоростью выше с , [17]даже если может возникнуть соблазн связать максимумы пульса с сигналами. Было показано, что последняя ассоциация вводит в заблуждение, потому что информацию о приходе импульса можно получить до достижения максимума импульса. Например, если какой-то механизм позволяет полностью передать ведущую часть импульса, сильно ослабляя максимум импульса и все, что находится за ним (искажение), максимум импульса эффективно сдвигается вперед во времени, в то время как информация о импульсе не приходит быстрее. чем c без этого эффекта. [18] Однако групповая скорость может превышать c в некоторых частях гауссова пучка в вакууме (без затухания). дифракциязаставляет пик импульса распространяться быстрее, а общая мощность - нет. [19]

Универсальное расширение [ править ]

История о Вселенной - гравитационные волны предположили возникают из космической инфляции , быстрее, чем света расширения только после Большого взрыва . [20] [21] [22]

Расширение Вселенной вызывает далекие галактики отступать от нас быстрее , чем скорость света, если надлежащее расстояние и космологическое время используются для расчета скорости этих галактик. Однако в общей теории относительности скорость - это локальное понятие, поэтому скорость, вычисляемая с использованием сопутствующих координат, не имеет простой связи со скоростью, вычисляемой локально. [23] (См. Сопутствующие и правильные расстояниядля обсуждения различных понятий `` скорость '' в космологии.) Правила, которые применяются к относительным скоростям в специальной теории относительности, такие как правило, согласно которому относительные скорости не могут превышать скорость света, не применяются к относительным скоростям в сопутствующих координатах, которые часто описываются в терминах «расширения пространства» между галактиками. Считается, что эта скорость расширения достигла своего пика во время инфляционной эпохи, которая, как полагают, произошла за крошечную долю секунды после Большого взрыва (модели предполагают, что период составлял от примерно 10 -36 секунд после Большого взрыва до примерно 10 -33 секунд), когда вселенной , возможно, быстро расширяется с коэффициентом около 10 20 до 1030 . [24]

В телескопы можно увидеть много галактик с числом красного смещения 1,4 и выше. Все они в настоящее время удаляются от нас со скоростью, превышающей скорость света. Поскольку параметр Хаббла со временем уменьшается, на самом деле могут быть случаи, когда галактика, удаляющаяся от нас быстрее, чем свет, действительно может излучать сигнал, который в конечном итоге достигает нас. [25] [26] [27]

Однако, поскольку расширение Вселенной ускоряется , прогнозируется, что большинство галактик в конечном итоге пересечет такой тип космологического горизонта событий, где любой свет, который они излучают за эту точку, никогда не сможет достичь нас в любое время в бесконечном будущем [ 28], потому что свет никогда не достигает точки, где его «пекулярная скорость» по направлению к нам превышает скорость расширения от нас (эти два понятия скорости также обсуждаются в разделе «Сопутствующие и надлежащие расстояния» # Использование правильного расстояния). Текущее расстояние до этого космологического горизонта событий составляет около 16 миллиардов световых лет, а это означает, что сигнал от события, происходящего в настоящее время, в конечном итоге сможет достичь нас в будущем, если событие будет на расстоянии менее 16 миллиардов световых лет, но сигнал никогда бы не достиг нас, если бы событие произошло на расстоянии более 16 миллиардов световых лет. [26]

Астрономические наблюдения [ править ]

Кажущееся сверхсветовое движение наблюдается во многих радиогалактиках , блазарах , квазарах , а в последнее время и в микроквазарах . Эффект был предсказан до того, как он был обнаружен Мартином Рисом [ необходимо пояснение ], и его можно объяснить как оптическую иллюзию, вызванную частичным движением объекта в направлении наблюдателя [29], когда расчет скорости предполагает, что это не так. Явление не противоречит специальной теории относительности.. Исправленные расчеты показывают, что эти объекты имеют скорости, близкие к скорости света (относительно нашей системы отсчета). Они являются первыми примерами больших масс, движущихся со скоростью, близкой к скорости света. [30] Земные лаборатории смогли разогнать только небольшое количество элементарных частиц до таких скоростей.

Квантовая механика [ править ]

Определенные явления в квантовой механике , такие как квантовая запутанность , могут производить поверхностное впечатление, что позволяют передавать информацию быстрее света. Согласно теореме о запрете общения эти явления не допускают истинного общения; они позволяют одновременно видеть одну и ту же систему только двум наблюдателям в разных местах, без какого-либо способа контролировать то, что видит каждый. Коллапс волновой функции можно рассматривать как эпифеномена квантовой декогеренции, что в свою очередь не что иное , чем эффект от лежащей в основе эволюции местного времени волновой функции системы и всесвоего окружения. Поскольку лежащее в основе поведение не нарушает локальную причинно-следственную связь и не допускает FTL-коммуникацию, отсюда следует, что не происходит и дополнительный эффект коллапса волновой функции, реальный или очевидный.

Принцип неопределенности подразумевает, что отдельные фотоны могут перемещаться на короткие расстояния со скоростью, несколько большей (или меньшей), чем c , даже в вакууме; эту возможность необходимо учитывать при перечислении диаграмм Фейнмана для взаимодействия частиц. [31] Однако в 2011 году было показано, что одиночный фотон не может двигаться быстрее, чем c . [32] В квантовой механике виртуальные частицыможет двигаться быстрее света, и это явление связано с тем фактом, что эффекты статического поля (которые опосредуются виртуальными частицами в квантовых терминах) могут распространяться быстрее света (см. раздел о статических полях выше). Однако макроскопически эти флуктуации усредняются, так что фотоны действительно движутся по прямым линиям на большие (т. Е. Неквантовые) расстояния, и в среднем они движутся со скоростью света. Следовательно, это не означает возможности передачи сверхсветовой информации.

В популярной прессе публиковались различные сообщения об экспериментах по передаче в оптике со скоростью, превышающей скорость света, - чаще всего в контексте своего рода феномена квантового туннелирования . Обычно такие отчеты имеют дело с фазовой или групповой скоростью, превышающей скорость света в вакууме. [33] [34] Однако, как указано выше, сверхсветовая фазовая скорость не может использоваться для передачи информации со скоростью, превышающей скорость света. [35] [36]

Эффект Хартмана [ править ]

Основная статья: эффект Хартмана

Эффект Хартмана - это эффект туннелирования через барьер, при котором время туннелирования стремится к постоянному значению для больших барьеров. [37] [38] Это может быть, например, зазор между двумя призмами. Когда призмы соприкасаются, свет проходит прямо насквозь, но когда есть промежуток, свет преломляется. Существует ненулевая вероятность того, что фотон будет туннелировать через зазор, а не следовать по преломленному пути. Для больших зазоров между призмами время туннелирования приближается к константе, и поэтому кажется, что фотоны пересекаются со сверхсветовой скоростью. [39]

Однако эффект Хартмана не может быть использован для нарушения теории относительности путем передачи сигналов быстрее, чем c , потому что время туннелирования «не должно быть связано со скоростью, так как затухающие волны не распространяются». [40] Затухающие волны в эффекте Хартмана возникают из-за виртуальных частиц и нераспространяющегося статического поля, как упоминалось в разделах выше для гравитации и электромагнетизма.

Эффект Казимира [ править ]

Основная статья: эффект Казимира

В физике сила Казимира-Полдера - это физическая сила, действующая между отдельными объектами из-за резонанса энергии вакуума в промежуточном пространстве между объектами. Иногда это описывается в терминах взаимодействия виртуальных частиц с объектами из-за математической формы одного из возможных способов вычисления силы эффекта. Поскольку сила силы быстро падает с расстоянием, ее можно измерить только тогда, когда расстояние между объектами чрезвычайно мало. Поскольку эффект возникает из-за виртуальных частиц, опосредующих эффект статического поля, он подлежит комментариям о статических полях, обсужденных выше.

Парадокс ЭПР [ править ]

Основная статья: парадокс EPR

ЭПР - парадокс относится к известной мысленный эксперимент из Альберта Эйнштейна , Бориса Подольского и Натана Розена , который был реализован экспериментально впервые Alain Aspect в 1981 и 1982 годах в Аспект эксперименте . В этом эксперименте измерение состояния одной из квантовых систем запутанной пары, по-видимому, мгновенно вынуждает другую систему (которая может быть удаленной) быть измеренной в дополнительном состоянии. Однако никакая информация не может быть передана таким образом; Ответ на вопрос, действительно ли измерение влияет на другую квантовую систему, сводится к тому, какая интерпретация квантовой механики один подписывается на.

Эксперимент, проведенный в 1997 году Николасом Гизеном , продемонстрировал нелокальные квантовые корреляции между частицами, разделенными более чем 10 километрами. [41] Но, как отмечалось ранее, нелокальные корреляции, наблюдаемые в запутанности, на самом деле не могут использоваться для передачи классической информации со скоростью, превышающей скорость света, так что релятивистская причинность сохраняется. Ситуация похожа на совместное синхронное подбрасывание монеты, когда второй человек, который подбрасывает свою монету, всегда будет видеть противоположное тому, что видит первый человек, но ни один из них не имеет никакого способа узнать, были ли они первым или вторым флиппером, без классического общения . См. Теорему об отсутствии связидля дополнительной информации. Эксперимент по квантовой физике 2008 года, также проведенный Николасом Гисином и его коллегами, показал, что в любой гипотетической нелокальной теории скрытых переменных скорость квантовой нелокальной связи (которую Эйнштейн назвал «жутким действием на расстоянии») находится на уровне по крайней мере, в 10 000 раз больше скорости света. [42]

Квантовый ластик с отложенным выбором [ править ]

Основная статья: Квантовый ластик с отложенным выбором

Отложенный выбор квантовый ластик представляет собой версию ЭПР парадокс , в котором наблюдение (или нет) помех после прохождения фотона через двойной эксперимент щели зависит от условий наблюдения второго фотона переплетается с первым. Особенностью этого эксперимента является то, что наблюдение второго фотона может происходить позже, чем наблюдение первого фотона, [43]что может создать впечатление, что измерение более поздних фотонов «задним числом» определяет, проявляют ли более ранние фотоны интерференцию или нет, хотя интерференционную картину можно увидеть только путем сопоставления измерений обоих членов каждой пары, и поэтому она не может быть до тех пор, пока оба фотона не будут измерены, гарантируя, что экспериментатор, наблюдающий только за фотонами, проходящими через щель, не получит информацию о других фотонах в режиме FTL или в обратном направлении. [44] [45]

Сверхсветовая коммуникация [ править ]

Основная статья: Связь быстрее света

Согласно теории относительности, общение со скоростью быстрее света эквивалентно путешествию во времени . То, что мы измеряем как скорость света в вакууме (или около вакуума), на самом деле является фундаментальной физической постоянной c . Это означает, что все инерционные и для координатной скорости света неинерциальные наблюдатели, независимо от их относительной скорости , всегда будут измерять частицы с нулевой массой, такие как фотоны, движущиеся с точкой c в вакууме. Этот результат означает, что измерения времени и скорости в разных системах отсчета больше не связаны просто постоянными сдвигами, а связаны преобразованиями Пуанкаре.. Эти преобразования имеют важные последствия:

  • Релятивистский импульс массивной частицы будет увеличиваться со скоростью так, что со скоростью света объект будет иметь бесконечный импульс.
  • Чтобы ускорить объект с ненулевой массой покоя до c , потребуется бесконечное время с любым конечным ускорением или бесконечное ускорение в течение конечного количества времени.
  • В любом случае такое ускорение требует бесконечной энергии.
  • Некоторые наблюдатели с субсветовым относительным движением не согласятся, какое из двух событий происходит первым из двух, разделенных пространственным интервалом . [46] Другими словами, любое путешествие со скоростью, превышающей скорость света, будет рассматриваться как движение назад во времени в некоторых других, не менее достоверных системах отсчета, [47] или необходимо принять спекулятивную гипотезу о возможных нарушениях Лоренца в в настоящее время ненаблюдаемая шкала (например, шкала Планка). [ необходимая цитата ] Следовательно, любая теория, которая допускает "истинный" сверхсветовой поток, также должна справляться с путешествиями во времени и всеми связанными с ними парадоксами, [48] или же допускать лоренц-инвариантностьбыть симметрией термодинамической статистической природы (следовательно, симметрия нарушена в каком-то в настоящее время ненаблюдаемом масштабе).
  • В специальной теории относительности гарантируется, что координатная скорость света будет c только в инерциальной системе отсчета ; в неинерциальной системе координат координатная скорость может отличаться от c . [49] В общей теории относительности никакая система координат в большой области искривленного пространства-времени не является «инерциальной», поэтому допустимо использовать глобальную систему координат, в которой объекты движутся быстрее, чем c , но в локальной окрестности любой точки искривленного пространства-времени мы может определить «локальную инерциальную систему отсчета», и локальная скорость света будет c в этой системе отсчета [50] с массивными объектами, движущимися через эту локальную окрестность, всегда имеющими скорость меньше, чем c в местной инерциальной системе отсчета.

Обоснования [ править ]

Относительная диэлектрическая проницаемость или магнитная проницаемость менее 1 [ править ]

Скорость света

связана с проницаемостью вакуума ε 0 и проницаемостью вакуума μ 0 . Таким образом, не только фазовая скорость , групповая скорость и скорость потока энергии электромагнитных волн , но и скорость из фотона может быть быстрее , чем с особым материалом , который имеет постоянную диэлектрическую проницаемость или проницаемость , значение которой меньше , чем в вакууме. [51]

Вакуум Казимира и квантовое туннелирование [ править ]

Специальная теория относительности постулирует, что скорость света в вакууме неизменна в инерциальных системах отсчета . То есть он будет таким же из любой системы отсчета, движущейся с постоянной скоростью. В уравнениях не указывается какое-либо конкретное значение скорости света, которое является экспериментально определенной величиной для фиксированной единицы длины. С 1983 года единица измерения длины в системе СИ ( метр ) определялась с использованием скорости света .

Экспериментальное определение производилось в вакууме. Однако известный нам вакуум - не единственный возможный вакуум, который может существовать. С вакуумом связана энергия, называемая просто вакуумной энергией , которая, возможно, может быть изменена в некоторых случаях. [52] Когда энергия вакуума понижается, свет, по прогнозам, будет двигаться быстрее стандартного значения c . Это известно как эффект Шарнхорста . Такой вакуум можно создать, соединив две идеально гладкие металлические пластины на расстоянии, близком к атомному диаметру. Это называется вакуумом Казимира.. Расчеты показывают, что в таком вакууме свет будет двигаться быстрее на ничтожную величину: фотон, перемещающийся между двумя пластинами, находящимися на расстоянии 1 микрометра друг от друга, увеличит скорость фотона только примерно на одну часть из 10 36 . [53] Соответственно, экспериментального подтверждения этого предсказания пока нет. Недавний анализ [54] показал, что эффект Шарнхорста нельзя использовать для отправки информации назад во времени с одним набором пластин, так как остаточный кадр пластин будет определять «предпочтительный кадр» для передачи сигналов FTL. Однако, когда несколько пар пластин движутся относительно друг друга, авторы отметили, что у них нет аргументов, которые могли бы «гарантировать полное отсутствие нарушений причинно-следственной связи», и сослались на умозрительную гипотезу Хокинга.Гипотеза защиты хронологии, которая предполагает, что петли обратной связи виртуальных частиц будут создавать «неконтролируемые сингулярности в перенормированной квантовой энергии-напряжении» на границе любой потенциальной машины времени, и, таким образом, потребует теории квантовой гравитации для полного анализа. Другие авторы утверждают , что первоначальный анализ Шарнхорста, которая , казалось , чтобы показать возможность быстрее чем- гр сигналов, участвующих приближений , которые могут быть неправильными, так что не ясно , может ли этот эффект реально увеличить скорость сигнала на всех. [55]

Физики Гюнтер Нимц и Альфонс Штальхофен из Кельнского университета утверждают, что экспериментально нарушили теорию относительности, передавая фотоны со скоростью, превышающей скорость света. [39] Они говорят, что провели эксперимент, в котором микроволновые фотоны - пакеты света с относительно низкой энергией - перемещались «мгновенно» между парой призм, которые были перемещены на расстояние до 3 футов (1 м) друг от друга. В их эксперименте было задействовано оптическое явление, известное как «затухающие моды» , и они утверждают, что, поскольку затухающие моды имеют мнимое волновое число, они представляют собой «математическую аналогию» квантового туннелирования . [39]Нимц также утверждал, что «затухающие моды не полностью описываются уравнениями Максвелла, и необходимо учитывать квантовую механику». [56] Другие ученые, такие как Герберт Г. Винфул и Роберт Хеллинг, утверждали, что на самом деле в экспериментах Нимца нет ничего квантово-механического, и что результаты могут быть полностью предсказаны уравнениями классического электромагнетизма (уравнениями Максвелла). [57] [58]

Нимц сказал журналу New Scientist : «На данный момент это единственное нарушение специальной теории относительности, о котором я знаю». Однако другие физики говорят, что это явление не позволяет передавать информацию быстрее света. Эфраим Стейнберг, эксперт по квантовой оптике из Университета Торонто , Канада, использует аналогию с поездом, идущим из Чикаго в Нью-Йорк, но сбрасывающим вагоны из хвоста на каждой станции по пути, так что центр вечной -сжимающийся основной поезд движется вперед на каждой остановке; таким образом, скорость центра поезда превышает скорость любого из отдельных вагонов. [59]

Винфул утверждает, что аналогия с поездом является вариантом «аргумента изменения формы» для сверхсветовых туннельных скоростей, но он продолжает говорить, что этот аргумент на самом деле не подтверждается экспериментом или моделированием, которые на самом деле показывают, что передаваемый импульс имеет ту же длину и форма как падающий импульс. [57] Вместо этого Винфул утверждает, что групповая задержка при туннелировании на самом деле не является временем прохождения импульса (пространственная длина которого должна быть больше, чем длина барьера, чтобы его спектр был достаточно узким для туннелирования), а вместо этого время жизни энергии, запасенной в стоячей волнекоторый образуется внутри барьера. Поскольку запасенная энергия в барьере меньше, чем энергия, запасенная в безбарьерной области такой же длины из-за деструктивной интерференции, групповая задержка для энергии, уходящей из барьерной области, короче, чем в свободном пространстве, что согласно Винфулу, это объяснение явного сверхсветового туннелирования. [60] [61]

Ряд авторов опубликовали статьи, оспаривающие утверждение Нимца о том, что его эксперименты нарушают причинность Эйнштейна, и в литературе есть много других статей, в которых обсуждается, почему не считается, что квантовое туннелирование нарушает причинность. [62]

Позже об этом заявили Eckle et al. что туннелирование частиц действительно происходит в нулевом реальном времени. [63] Их тесты включали туннелирование электронов, где группа утверждала, что релятивистское предсказание для времени туннелирования должно составлять 500-600 аттосекунд ( аттосекунда - одна квинтиллионная (10 -18 ) секунды). Все, что можно было измерить, это 24 аттосекунды, что является пределом точности теста. Опять же, другие физики полагают, что эксперименты по туннелированию, в которых частицы, кажется, проводят аномально короткое время внутри барьера, на самом деле полностью совместимы с теорией относительности, хотя есть разногласия относительно того, связано ли объяснение с изменением формы волнового пакета или другими эффектами. [60] [61][64]

Отказаться от (абсолютной) теории относительности [ править ]

Из-за сильной эмпирической поддержки специальной теории относительности любые ее модификации обязательно должны быть довольно тонкими и трудными для измерения. Самая известная попытка - это двойная специальная теория относительности , которая утверждает, что длина Планка одинакова во всех системах отсчета, и связана с работами Джованни Амелино-Камелия и Жоао Магуэйо . [65] [66] Существуют спекулятивные теории, утверждающие, что инерция создается совокупной массой Вселенной (например, принцип Маха ), из чего следует, что предпочтение может отдаваться остальной системе отсчета Вселенной.по обычным измерениям естественного права. В случае подтверждения это будет означать, что специальная теория относительности является приближением к более общей теории, но поскольку соответствующее сравнение будет (по определению) вне наблюдаемой Вселенной , трудно представить (а тем более построить) эксперименты для проверки этой гипотезы. Несмотря на эту трудность, такие эксперименты предлагались. [67]

Искажение пространства-времени [ править ]

Хотя специальная теория относительности запрещает объектам иметь относительную скорость больше скорости света, а общая теория относительности сводится к специальной теории относительности в локальном смысле (в небольших областях пространства-времени, где кривизна незначительна), общая теория относительности допускает пространство между удаленными объектами. расширяться таким образом, чтобы их " скорость разбегания" превышала скорость света, и считается, что галактики, находящиеся на расстоянии более 14 миллиардов световых лет от нас сегодня, имеют скорость разбегания, которая равна быстрее света. [68] Мигель Алькубьерре предположил, что можно создать варп-двигатель., в котором корабль будет заключен в «пузырь деформации», где пространство в передней части пузыря быстро сжимается, а пространство в задней части быстро расширяется, в результате чего пузырь может достичь отдаленного пункта назначения намного быстрее, чем луч света, движущийся за пределами пузыря, но без объектов внутри пузыря, локально перемещающихся со скоростью, превышающей скорость света. [69] Тем не менее, несколько возражений, выдвинутых против стремления Алькубьерре, по-видимому, исключают возможность его реального использования на практике. Другая возможность, предсказанная общей теорией относительности, - это проходимая червоточина , которая может создать ярлык между произвольно удаленными точками в космосе. Как с приводом Alcubierre, путешественники двигаются через червоточину бы не локальнодвигаться быстрее света, путешествуя через червоточину рядом с ними, но они смогут достичь пункта назначения (и вернуться в исходное положение) быстрее, чем свет, движущийся за пределы червоточины.

Джеральд Кливер и Ричард Обоуси, профессор и студент Бейлорского университета , предположили, что манипулирование дополнительными пространственными измерениями теории струн вокруг космического корабля с чрезвычайно большим количеством энергии может создать «пузырь», который может заставить корабль двигаться быстрее, чем скорость света. Физики полагают, что для создания этого пузыря манипулирование 10-м пространственным измерением изменит темную энергию в трех больших пространственных измерениях: высоте, ширине и длине. Кливер сказал, что положительная темная энергия в настоящее время отвечает за ускорение скорости расширения нашей Вселенной с течением времени. [70]

Нарушение симметрии Лоренца [ править ]

Основные статьи: Современные поиски нарушения Лоренца и расширения стандартной модели

Возможность того, что симметрия Лоренца может быть нарушена, серьезно рассматривалась в последние два десятилетия, особенно после разработки реалистичной эффективной теории поля, описывающей это возможное нарушение, так называемого расширения стандартной модели . [71] [72] [73] Эта общая структура позволила провести экспериментальные поиски с помощью экспериментов с космическими лучами сверхвысоких энергий [74] и широкого спектра экспериментов в области гравитации, электронов, протонов, нейтронов, нейтрино, мезонов и фотонов. [75] Нарушение инвариантности вращения и буста вызывает в теории зависимость от направления, а также нетрадиционную энергетическую зависимость, которая вводит новые эффекты, в том числе лоренц- инвариантные осцилляции нейтрино.и модификации к соотношению дисперсии различных видов частиц, которые, естественно, могут заставить частицы двигаться быстрее света.

В некоторых моделях нарушенной лоренцевой симметрии постулируется, что симметрия все еще встроена в самые фундаментальные законы физики, но что спонтанное нарушение симметрии лоренц-инвариантности [76] вскоре после Большого взрыва могло оставить «реликтовое поле» повсюду. Вселенная, которая заставляет частицы вести себя по-разному в зависимости от их скорости относительно поля; [77], однако, существуют также некоторые модели, в которых симметрия Лоренца нарушена более фундаментальным образом. Если лоренцевская симметрия может перестать быть фундаментальной симметрией в масштабе Планка или в каком-либо другом фундаментальном масштабе, вполне возможно, что частицы с критической скоростью, отличной от скорости света, будут основными составляющими материи.

В современных моделях нарушения лоренцевой симметрии ожидается, что феноменологические параметры зависят от энергии. Поэтому, как широко признано [78] [79], существующие границы низких энергий не могут быть применены к явлениям высоких энергий; однако многие поиски нарушения Лоренца при высоких энергиях проводились с использованием расширения стандартной модели . [75] Ожидается, что нарушение лоренцевой симметрии будет усиливаться по мере приближения к фундаментальному масштабу.

Сверхтекучие теории физического вакуума [ править ]

Основная статья: Теория сверхтекучего вакуума

При таком подходе физический вакуум рассматривается как квантовая сверхтекучая жидкость, которая по существу является нерелятивистской, тогда как лоренцева симметрия не является точной симметрией природы, а скорее приближенным описанием, действительным только для небольших флуктуаций сверхтекучего фона. [80] В рамках этого подхода была предложена теория, в которой физический вакуум предположительно является квантовой бозе-жидкостью , волновая функция основного состояния которой описывается логарифмическим уравнением Шредингера . Было показано, что релятивистское гравитационное взаимодействие возникает как коллективное возбуждение малой амплитуды.мода [81], тогда как релятивистские элементарные частицы могут быть описаны частицеобразными модами в пределе малых импульсов. [82] Важным фактом является то, что при очень высоких скоростях поведение подобных частицам мод становится отличным от релятивистского - они могут достигать предельной скорости света при конечной энергии; Кроме того, возможно распространение быстрее скорости света, не требуя, чтобы движущиеся объекты имели воображаемую массу . [83] [84]

Результаты полета FTL Neutrino [ править ]

MINOS эксперимент [ править ]

Основная статья: MINOS

В 2007 году коллаборация MINOS сообщила о результатах измерения времени пролета нейтрино с энергией 3 ГэВ, которые показали скорость, превышающую скорость света на величину 1,8 сигма. [85] Однако эти измерения считались статистически совместимыми с нейтрино, движущимися со скоростью света. [86] После того, как детекторы проекта были модернизированы в 2012 году, MINOS скорректировала их первоначальный результат и нашла соответствие со скоростью света. Будут проведены дальнейшие измерения. [87]

ОПЕРНАЯ нейтринная аномалия [ править ]

Основная статья: Нейтринная аномалия быстрее света

22 сентября 2011, препринт [88] из OPERA Collaboration показано обнаружение 17 и 28 ГэВ мюонов нейтрино, посланный 730 км (454 миль) от CERN вблизи Женевы, Швейцария в Национальной лаборатории Гран - Сассо в Италии, двигающийся быстрее , чем свет на относительное количество2,48 × 10 -5 (приблизительно 1 из 40 000), статистическая значимость с 6,0-сигма. [89] 17 ноября 2011 года второй эксперимент ученых OPERA подтвердил их первоначальные результаты. [90] [91] Однако ученые скептически отнеслись к результатам этих экспериментов, важность которых оспаривалась. [92] В марте 2012 года коллаборация ICARUS не смогла воспроизвести результаты OPERA с помощью своего оборудования, обнаружив время прохождения нейтрино от ЦЕРНа до Национальной лаборатории Гран-Сассо, неотличимое от скорости света. [93]Позже команда OPERA сообщила о двух недостатках в настройке своего оборудования, которые вызвали ошибки, далеко выходящие за пределы их первоначального доверительного интервала : неправильно подключен оптоволоконный кабель , что привело к измерениям, которые, по-видимому, превышают скорость света, и тактовый генератор тикает слишком быстро. [94]

Тахионы [ править ]

Основная статья: Тахион

В специальной теории относительности, невозможно ускорить объект к скорости света, или массивный объект двигаться на скорости света. Однако может существовать объект, который всегда движется быстрее света. Гипотетические элементарные частицы с этим свойством называются тахионами или тахионными частицами. Попытки их квантовать не смогли произвести частицы быстрее света, и вместо этого продемонстрировали, что их присутствие приводит к нестабильности. [95] [96]

Различные теоретики предполагали, что нейтрино может иметь тахионную природу [97] [98] [99] [100], в то время как другие оспаривали эту возможность. [101]

Экзотическая материя [ править ]

Основные статьи: Экзотическая материя и Отрицательная масса

Механические уравнения для описания гипотетической экзотической материи, обладающей отрицательной массой , отрицательным импульсом , отрицательным давлением и отрицательной кинетической энергией, следующие: [102]

Принимая во внимание и , то энергия импульс отношение частицы имеет соответствующее следующие дисперсионное соотношение :

волны, которая может распространяться в метаматериале с отрицательным показателем преломления . Давление радиационного давления в метаматериале отрицательно [103], а отрицательная рефракция , обратный эффект Доплера и обратный эффект Черенкова подразумевают, что импульс также отрицательный. Таким образом, волна в метаматериале с отрицательным показателем преломления может быть применена для проверки теории экзотической материи и отрицательной массы . Например, скорость равна

То есть такая волна может при определенных условиях преодолеть световой барьер .

Общая теория относительности [ править ]

Общая теория относительности была разработана после специальной теории относительности, чтобы включить такие понятия, как гравитация . Он поддерживает принцип, согласно которому ни один объект не может ускоряться до скорости света в системе отсчета любого совпадающего наблюдателя. [ необходима цитата ] Однако он допускает искажения в пространстве-времени, которые позволяют объекту двигаться быстрее света с точки зрения удаленного наблюдателя. [ необходимая цитата ] Одним из таких искажений является двигатель Алькубьерре , который можно рассматривать как создание ряби в пространстве-времени, которая несет объект вместе с собой. Другая возможная система - эточервоточина , которая соединяет два далеких места как бы ярлыком. Оба искажения должны создать очень сильную кривизну в сильно локализованной области пространства-времени, а их гравитационные поля будут огромными. Чтобы противодействовать нестабильной природе и предотвратить коллапс искажений под их собственным «весом», необходимо ввести гипотетическую экзотическую материю или отрицательную энергию.

Общая теория относительности также признает, что для путешествий во времени можно использовать любые средства передвижения со скоростью, превышающей скорость света . Это вызывает проблемы с причинно-следственной связью . Многие физики считают, что описанные выше явления невозможны и что будущие теории гравитации запретят их. Одна теория утверждает, что стабильные кротовые норы возможны, но что любая попытка использовать сеть кротовых нор для нарушения причинно-следственной связи приведет к их распаду. [ необходима цитата ] В теории струн Эрик Г. Гимон и Петр Хоржава утверждали [104], что в суперсимметричной пятимерной вселенной Гёделяквантовые поправки к общей теории относительности эффективно отсекают области пространства-времени с нарушающими причинность замкнутыми времениподобными кривыми. В частности, в квантовой теории присутствует размазанная супертрубка, которая разрезает пространство-время таким образом, что, хотя в полном пространстве-времени замкнутая времениподобная кривая проходит через каждую точку, полных кривых не существует во внутренней области, ограниченной трубкой.


См. Также [ править ]

Основные страницы: Категория: Путешествие быстрее света и Категория: Связь со скоростью быстрее света
  • Аномалия сверхсветового нейтрино
  • Межгалактическое путешествие
  • Красникова
  • Переменная скорость света
  • Теория поглотителя Уиллера – Фейнмана

Примечания [ править ]

  1. Перейти ↑ Gonzalez-Diaz, PF (2000). «Варп-двигатель пространство-время» (PDF) . Physical Review D . 62 (4): 044005. arXiv : gr-qc / 9907026 . Bibcode : 2000PhRvD..62d4005G . DOI : 10.1103 / PhysRevD.62.044005 . ЛВП : 10261/99501 . S2CID 59940462 .  
  2. ^ Loup, F .; Waite, D .; Халеревич, Э. мл. (2001). «Снижение общих требований к энергии для модифицированного пространства-времени варп-двигателя Алькубьерре». arXiv : gr-qc / 0107097 .
  3. ^ Visser, M .; Bassett, B .; Либерати, С. (2000). «Сверхсветовая цензура». Nuclear Physics B: Proceedings Supplements . 88 (1–3): 267–270. arXiv : gr-qc / 9810026 . Bibcode : 2000NuPhS..88..267V . DOI : 10.1016 / S0920-5632 (00) 00782-9 . S2CID 119477407 . 
  4. ^ Visser, M .; Bassett, B .; Либерати, С. (1999). Пертурбативная сверхсветовая цензура и условие нулевой энергии . Материалы конференции AIP . 493 . С. 301–305. arXiv : gr-qc / 9908023 . Bibcode : 1999AIPC..493..301V . DOI : 10.1063 / 1.1301601 . ISBN 978-1-56396-905-8. S2CID  16012052 .
  5. ^ "17-я Генеральная конференция поид и мер (CGPM): Определение метра" . bipm.org . Проверено 5 июля, 2020 .
  6. ^ a b Группа научного образования Йоркского университета (2001). Учебник для студентов A2 по продвинутой физике Salter Horners . Heinemann. С. 302–303. ISBN 978-0435628925.
  7. ^ «Самый дальний объект в Солнечной системе» . Информационный буклет №55 . Королевская Гринвичская обсерватория. 15 апреля 1996 г.
  8. ^ a b c Гиббс П. (1997). «Возможно ли путешествие или общение со скоростью быстрее света?» . Оригинальный FAQ по физике Usenet . Проверено 20 августа 2008 года .
  9. ^ Лосось, WC (2006). Четыре десятилетия научного объяснения . Университет Питтсбурга Press . п. 107. ISBN 978-0-8229-5926-7.
  10. ^ Steane, A. (2012). Прекрасный мир относительности: точное руководство для широкого читателя . Издательство Оксфордского университета . п. 180. ISBN 978-0-19-969461-7.
  11. ^ Сартори, Л. (1976). Понимание теории относительности: упрощенный подход к теориям Эйнштейна . Калифорнийский университет Press . С. 79–83. ISBN 978-0-520-91624-1.
  12. Перейти ↑ Hecht, E. (1987). Оптика (2-е изд.). Эддисон Уэсли . п. 62. ISBN 978-0-201-11609-0.
  13. ^ Зоммерфельд, А. (1907). «Возражение против теории относительности и ее снятие»  . Physikalische Zeitschrift . 8 (23): 841–842.
  14. ^ «Фаза, группа и скорость сигнала» . MathPages . Проверено 30 апреля 2007 .
  15. ^ Ван, LJ; Кузьмич, А .; Догариу, А. (2000). «Распространение сверхсветового света с усилением» . Природа . 406 (6793): 277–279. Bibcode : 2000Natur.406..277W . DOI : 10.1038 / 35018520 . PMID 10917523 . 
  16. ^ Bowlan, P .; Valtna-Lukner, H .; Lõhmus, M .; Пиксарв, П .; Saari, P .; Требино, Р. (2009). «Измерение пространственно-временного электрического поля сверхкоротких сверхсветовых импульсов Бесселя-Х». Новости оптики и фотоники . 20 (12): 42. Bibcode : 2009OptPN..20 ... 42M . DOI : 10.1364 / OPN.20.12.000042 . S2CID 122056218 . 
  17. Перейти ↑ Brillouin, L (1960). Распространение волн и групповая скорость . Академическая пресса .
  18. ^ Withayachumnankul, W .; Фишер, БМ; Ferguson, B .; Дэвис, BR; Эбботт, Д. (2010). «Систематизированный взгляд на распространение сверхсветовых волн» (PDF) . Труды IEEE . 98 (10): 1775–1786. DOI : 10.1109 / JPROC.2010.2052910 . S2CID 15100571 .  
  19. ^ Хорват, ZL; Vinkó, J .; Бор, Зс .; фон дер Линде, Д. (1996). «Ускорение фемтосекундных импульсов до сверхсветовых скоростей за счет фазового сдвига Гуи» (PDF) . В прикладной физике . 63 (5): 481–484. Bibcode : 1996ApPhB..63..481H . DOI : 10.1007 / BF01828944 . S2CID 54757568 .  
  20. ^ «Выпуск результатов BICEP2 2014» . BICEP2 . 17 марта 2014 . Проверено 18 марта 2014 года .
  21. ^ Clavin, W. (17 марта 2014). «Технологии НАСА рассматривают рождение Вселенной» . Лаборатория реактивного движения . Проверено 17 марта 2014 года .
  22. ^ Overbye, D. (17 марта 2014). "Обнаружение волн в космических опорах, ориентир теории Большого взрыва" . Нью-Йорк Таймс . Проверено 17 марта 2014 года .
  23. ^ Райт, EL (12 июня 2009 г.). «Учебник по космологии - Часть 2» . Учебник по космологии Неда Райта . UCLA . Проверено 26 сентября 2011 .
  24. ^ Нейв, Р. «Инфляционный период» . Гиперфизика . Проверено 26 сентября 2011 .
  25. ^ См. Последние два абзаца в Rothstein, D. (10 сентября 2003 г.). "Вселенная расширяется быстрее скорости света?" . Спросите астронома .
  26. ^ a b Lineweaver, C .; Дэвис, TM (март 2005 г.). «Заблуждения о Большом взрыве» (PDF) . Scientific American . С. 36–45 . Проверено 6 ноября 2008 .
  27. ^ Дэвис, TM; Лайнуивер, CH (2004). «Расширяющееся замешательство: распространенные заблуждения о космологических горизонтах и ​​сверхсветовом расширении Вселенной». Публикации Астрономического общества Австралии . 21 (1): 97–109. arXiv : astro-ph / 0310808 . Bibcode : 2004PASA ... 21 ... 97D . DOI : 10.1071 / AS03040 . S2CID 13068122 . 
  28. Перейти ↑ Loeb, A. (2002). «Долгосрочное будущее внегалактической астрономии». Physical Review D . 65 (4): 047301. arXiv : astro-ph / 0107568 . Bibcode : 2002PhRvD..65d7301L . DOI : 10.1103 / PhysRevD.65.047301 . S2CID 1791226 . 
  29. Перейти ↑ Rees, MJ (1966). «Появление релятивистски расширяющихся радиоисточников». Природа . 211 (5048): 468–470. Bibcode : 1966Natur.211..468R . DOI : 10.1038 / 211468a0 . S2CID 41065207 . 
  30. ^ Blandford, RD ; McKee, CF; Рис, MJ (1977). «Сверхсветовое расширение внегалактических радиоисточников». Природа . 267 (5608): 211–216. Bibcode : 1977Natur.267..211B . DOI : 10.1038 / 267211a0 . S2CID 4260167 . 
  31. ^ Грозин, A. (2007). Лекции по КЭД и КХД . World Scientific . п. 89 . ISBN 978-981-256-914-1.
  32. ^ Zhang, S .; Чен, JF; Liu, C .; Лой, MMT; Вонг, ГКЛ; Ду, С. (2011). «Оптический прекурсор одиночного фотона» (PDF) . Письма с физическим обзором . 106 (24): 243602. Bibcode : 2011PhRvL.106x3602Z . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.106.243602 . PMID 21770570 .  
  33. ^ Kåhre, J. (2012). Математическая теория информации (Иллюстрированный ред.). Springer Science & Business Media . п. 425. ISBN 978-1-4615-0975-2.
  34. Перейти ↑ Steinberg, AM (1994). Когда свет может идти быстрее света? (Тезис). Калифорнийский университет в Беркли . п. 100. Bibcode : 1994PhDT ....... 314S .
  35. ^ Чабб, J .; Эскандарян, А .; Харизанов, В. (2016). Логические и алгебраические структуры в квантовых вычислениях (иллюстрированное издание). Издательство Кембриджского университета . п. 61. ISBN 978-1-107-03339-9.
  36. ^ Ehlers, J .; Леммерцаль, К. (2006). Специальная теория относительности: переживет ли она следующий 101 год? (Иллюстрированный ред.). Springer. п. 506. ISBN. 978-3-540-34523-7.
  37. ^ Мартинес, JC; Полатдемир, Э. (2006). «Происхождение эффекта Хартмана». Физика Буквы A . 351 (1–2): 31–36. Bibcode : 2006PhLA..351 ... 31M . DOI : 10.1016 / j.physleta.2005.10.076 .
  38. Перейти ↑ Hartman, TE (1962). «Туннелирование волнового пакета». Журнал прикладной физики . 33 (12): 3427–3433. Bibcode : 1962JAP .... 33.3427H . DOI : 10.1063 / 1.1702424 .
  39. ^ a b c Нимц, Гюнтер; Штальхофен, Альфонс (2007). «Макроскопическое нарушение специальной теории относительности». arXiv : 0708.0681 [ квант-ф ].
  40. ^ Winful, HG (2006). «Время туннелирования, эффект Хартмана и сверхсветимость: предлагаемое решение старого парадокса». Отчеты по физике . 436 (1–2): 1–69. Bibcode : 2006PhR ... 436 .... 1W . DOI : 10.1016 / j.physrep.2006.09.002 .
  41. ↑ Суарес, А. (26 февраля 2015 г.). «История» . Центр квантовой философии . Проверено 7 июня 2017 .
  42. ^ Salart, D .; Baas, A .; Branciard, C .; Гисин, Н .; Збинден, Х. (2008). «Тестирование жуткого действия на расстоянии». Природа . 454 (7206): 861–864. arXiv : 0808.3316 . Bibcode : 2008Natur.454..861S . DOI : 10,1038 / природа07121 . PMID 18704081 . S2CID 4401216 .  
  43. ^ Ким, Юн-Хо; Ю, Ронг; Кулик, Сергей П .; Ши, Яньхуа; Скалли, Марлан О. (2000). «Отложенный» выбор «Квантовый ластик». Письма с физическим обзором . 84 (1): 1–5. arXiv : квант-ph / 9903047 . Bibcode : 2000PhRvL..84 .... 1K . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.84.1 . PMID 11015820 . S2CID 5099293 .  
  44. ^ Hillmer, R .; Квят, П. (16 апреля 2017 г.). «Эксперименты с отложенным выбором» . Scientific American .
  45. Перейти ↑ Motl, L. (ноябрь 2010 г.). «Квантовый ластик с отложенным выбором» . Система отсчета .
  46. ^ Эйнштейн, А. (1927). Относительность: специальная и общая теория . Methuen & Co., стр. 25–27.
  47. ^ Оденвальд, С. "Если бы мы могли путешествовать быстрее света, могли бы мы вернуться во времени?" . НАСА Астрономическое кафе . Проверено 7 апреля 2014 года .
  48. Перейти ↑ Gott, JR (2002). Путешествие во времени во Вселенной Эйнштейна . Mariner Books . С. 82–83. ISBN 978-0618257355.
  49. ↑ Петков, В. (2009). Относительность и природа пространства-времени . Springer Science & Business Media . п. 219. ISBN 978-3642019623.
  50. ↑ Рейн, диджей; Томас, EG (2001). Введение в науку космологию . CRC Press . п. 94. ISBN 978-0750304054.
  51. ^ ZYWang (2018). «О фотонах быстрее света в дважды положительных материалах». Плазмоника . 13 (6): 2273–2276. DOI : 10.1007 / s11468-018-0749-8 . S2CID 125787280 . 
  52. ^ «Что такое« энергия нулевой точки »(или« энергия вакуума ») в квантовой физике? Действительно ли возможно, что мы могли бы использовать эту энергию?» . Scientific American . 1997-08-18 . Проверено 27 мая 2009 .
  53. ^ Шарнхорст, Клаус (1990-05-12). «Секрет вакуума: более быстрый свет» . Проверено 27 мая 2009 .
  54. ^ Виссер, Мэтт; Либерати, Стефано; Сонего, Себастьяно (2002). «Сигналы быстрее c, специальная теория относительности и причинность». Анналы физики . 298 (1): 167–185. arXiv : gr-qc / 0107091 . Bibcode : 2002AnPhy.298..167L . DOI : 10,1006 / aphy.2002.6233 . S2CID 48166 . 
  55. ^ Fearn, Хайди (2007). «Могут ли световые сигналы перемещаться быстрее, чем c в нетривиальном вакууме в плоском пространстве-времени? Релятивистская причинность II». Лазерная физика . 17 (5): 695–699. arXiv : 0706.0553 . Bibcode : 2007LaPhy..17..695F . DOI : 10.1134 / S1054660X07050155 . S2CID 61962 . 
  56. ^ Nimtz, G (2001). «Сверхсветовые туннельные устройства». Физика общения . С. 339–355. arXiv : физика / 0204043 . DOI : 10.1142 / 9789812704634_0019 . ISBN 978-981-238-449-2. S2CID  14020467 . Отсутствует или пусто |title=( справка )
  57. ^ a b Победа, Герберт Г. (18 сентября 2007 г.). "Комментарий к" Макроскопическому нарушению специальной теории относительности "Нимца и Штальхофена". arXiv : 0709.2736 [ квант-ф ].
  58. ^ Хеллинг, R. (20 сентября 2005). «Быстрее света или нет» . atdotde.blogspot.ca .
  59. ↑ Андерсон, Марк (18–24 августа 2007 г.). «Кажется, свет бросает вызов своему ограничению скорости» . Новый ученый . 195 (2617). п. 10.
  60. ^ a b Победа, Герберт Г. (декабрь 2006 г.). «Время туннелирования, эффект Хартмана и сверхсветимость: предлагаемое разрешение старого парадокса» (PDF) . Отчеты по физике . 436 (1–2): 1–69. Bibcode : 2006PhR ... 436 .... 1W . DOI : 10.1016 / j.physrep.2006.09.002 . Архивировано из оригинального (PDF) 18 декабря 2011 года . Проверено 8 июня 2010 .
  61. ^ a b Краткое изложение объяснения Герберта Г. Винфула очевидного сверхсветового времени туннелирования, не связанного с изменением формы, см. в Winful, Herbert (2007). «Новая парадигма разрешает старый парадокс туннелирования быстрее скорости света». Отдел новостей SPIE . DOI : 10.1117 / 2.1200711.0927 .
  62. ^ Ряд статей перечислены в Литературе по экспериментам по туннелированию быстрее света
  63. ^ Eckle, P .; Pfeiffer, AN; Cirelli, C .; Staudte, A .; Dorner, R .; Мюллер, HG; Buttiker, M .; Келлер, У. (5 декабря 2008 г.). «Измерение времени аттосекундной ионизации и туннельной задержки в гелии». Наука . 322 (5907): 1525–1529. Bibcode : 2008Sci ... 322.1525E . DOI : 10.1126 / science.1163439 . PMID 19056981 . S2CID 206515239 .  
  64. ↑ Соколовски, Д. (8 февраля 2004 г.). «Почему теория относительности позволяет квантовому туннелированию« мгновенно »?». Труды Королевского общества А . 460 (2042): 499–506. Bibcode : 2004RSPSA.460..499S . DOI : 10.1098 / rspa.2003.1222 . S2CID 122620657 . 
  65. ^ Amelino-Camelia, Джованни (1 ноября 2009). «Двойная специальная теория относительности: факты, мифы и некоторые ключевые открытые проблемы». Последние достижения теоретической физики . Статистическая наука и междисциплинарные исследования. 9 . С. 123–170. arXiv : 1003,3942 . DOI : 10.1142 / 9789814287333_0006 . ISBN 978-981-4287-32-6. S2CID  118855372 .
  66. ^ Amelino-Camelia, Джованни (1 июля 2002). «Двойная специальная теория относительности». Природа . 418 (6893): 34–35. arXiv : gr-qc / 0207049 . Bibcode : 2002Natur.418 ... 34А . DOI : 10.1038 / 418034a . PMID 12097897 . S2CID 16844423 .  
  67. ↑ Чанг, Дональд С. (22 марта 2017 г.). «Есть ли во Вселенной система покоя? Предлагаемый экспериментальный тест, основанный на точном измерении массы частицы» . Европейский физический журнал плюс . 132 (3). DOI : 10.1140 / epjp / i2017-11402-4 .
  68. ^ Лайнуивер, Чарльз Х .; Дэвис, Тамара М. (март 2005 г.). «Заблуждения о Большом взрыве» . Scientific American .
  69. ^ Alcubierre, Мигель (1 мая 1994). «Варп-двигатель: сверхбыстрое путешествие в рамках общей теории относительности». Классическая и квантовая гравитация . 11 (5): L73 – L77. arXiv : gr-qc / 0009013 . Bibcode : 1994CQGra..11L..73A . CiteSeerX 10.1.1.338.8690 . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 11/5/001 . S2CID 4797900 .  
  70. ^ Путешествие быстрее скорости света: новая идея, которая могла бы сделать это Newswise, извлечено 24 августа 2008 года.
  71. ^ Колладей, Дон; Костелецкий, В. Алан (1997). «Нарушение ЕКПП и стандартная модель». Physical Review D . 55 (11): 6760–6774. arXiv : hep-ph / 9703464 . Bibcode : 1997PhRvD..55.6760C . DOI : 10.1103 / PhysRevD.55.6760 . S2CID 7651433 . 
  72. ^ Колладей, Дон; Костелецкий, В. Алан (1998). «Лоренц-инвариантное расширение стандартной модели». Physical Review D . 58 (11): 116002. arXiv : hep-ph / 9809521 . Bibcode : 1998PhRvD..58k6002C . DOI : 10.1103 / PhysRevD.58.116002 . S2CID 4013391 . 
  73. Перейти ↑ Kostelecký, V. Alan (2004). «Гравитация, нарушение Лоренца и стандартная модель». Physical Review D . 69 (10): 105009. arXiv : hep-th / 0312310 . Bibcode : 2004PhRvD..69j5009K . DOI : 10.1103 / PhysRevD.69.105009 . S2CID 55185765 . 
  74. ^ Гонсалес-Местрес Луис (2009). «Результаты AUGER-HiRes и модели нарушения лоренцевой симметрии». Nuclear Physics B: Proceedings Supplements . 190 : 191–197. arXiv : 0902.0994 . Bibcode : 2009NuPhS.190..191G . DOI : 10.1016 / j.nuclphysbps.2009.03.088 . S2CID 14848782 . 
  75. ^ a b Костелецкий, В. Алан; Рассел, Нил (2011). «Таблицы данных для нарушения Лоренца и CPT». Обзоры современной физики . 83 (1): 11–31. arXiv : 0801.0287 . Bibcode : 2011RvMP ... 83 ... 11K . DOI : 10.1103 / RevModPhys.83.11 . S2CID 3236027 . 
  76. ^ Kostelecký, VA; Самуэль, С. (15 января 1989 г.). «Самопроизвольное нарушение лоренц-симметрии в теории струн» (PDF) . Physical Review D . 39 (2): 683–685. Bibcode : 1989PhRvD..39..683K . DOI : 10.1103 / PhysRevD.39.683 . ЛВП : 2022/18649 . PMID 9959689 .  
  77. ^ "PhysicsWeb - Нарушение симметрии Лоренца" . PhysicsWeb. 2004-04-05. Архивировано из оригинала на 2004-04-05 . Проверено 26 сентября 2011 .
  78. ↑ Мавроматос, Ник Э. (15 августа 2002 г.). «Тестирование моделей квантовой гравитации» . ЦЕРН Курьер .
  79. ^ Прощай, Деннис; Интерпретация космических лучей , The New York Times, 31 декабря 2002 г.
  80. Перейти ↑ Volovik, GE (2003). «Вселенная в капле гелия». Международная серия монографий по физике . 117 : 1–507.
  81. ^ Злощастиев, Константин Г. (2011). «Спонтанное нарушение симметрии и генерация массы как встроенные явления в логарифмической нелинейной квантовой теории». Acta Physica Polonica Б . 42 (2): 261–292. arXiv : 0912.4139 . Bibcode : 2011AcPPB..42..261Z . DOI : 10.5506 / APhysPolB.42.261 . S2CID 118152708 . 
  82. ^ Авдеенков, Александр В .; Злощастиев, Константин Г. (2011). «Квантовые бозе-жидкости с логарифмической нелинейностью: самоподдерживаемость и возникновение пространственной протяженности». Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика . 44 (19): 195303. arXiv : 1108.0847 . Bibcode : 2011JPhB ... 44s5303A . DOI : 10.1088 / 0953-4075 / 44/19/195303 . S2CID 119248001 . 
  83. ^ Злощастиев, Константин Г .; Chakrabarti, Sandip K .; Жук, Александр I .; Бисноватый-Коган, Геннадий С. (2010). «Логарифмическая нелинейность в теориях квантовой гравитации: происхождение времени и наблюдательные последствия». Серия конференций Американского института физики . Материалы конференции AIP. 1206 : 288–297. arXiv : 0906.4282 . Bibcode : 2010AIPC.1206..112Z . DOI : 10.1063 / 1.3292518 .
  84. ^ Злощастиев, Константин Г. (2011). «Вакуумный эффект Черенкова в логарифмической нелинейной квантовой теории». Физика Буквы A . 375 (24): 2305–2308. arXiv : 1003.0657 . Bibcode : 2011PhLA..375.2305Z . DOI : 10.1016 / j.physleta.2011.05.012 . S2CID 118152360 . 
  85. ^ Адамсон, П .; Andreopoulos, C .; Оружие, К .; Armstrong, R .; Auty, D .; Аввакумов, С .; Ayres, D .; Баллер, Б .; и другие. (2007). «Измерение скорости нейтрино с помощью детекторов MINOS и нейтринного пучка NuMI». Physical Review D . 76 (7): 072005. arXiv : 0706.0437 . Bibcode : 2007PhRvD..76g2005A . DOI : 10.1103 / PhysRevD.76.072005 . S2CID 14358300 . 
  86. ^ Overbye, Dennis (22 сентября 2011). «Крошечные нейтрино могли нарушить космический предел скорости» . Нью-Йорк Таймс . Эта группа обнаружила, хотя и с меньшей точностью, что скорости нейтрино соответствовали скорости света.
  87. ^ "MINOS сообщает о новом измерении скорости нейтрино" . Фермилаб сегодня. 8 июня 2012 . Проверено 8 июня 2012 года .
  88. ^ Адам, Т .; и другие. ( Сотрудничество OPERA ) (22 сентября 2011 г.). «Измерение скорости нейтрино детектором OPERA в пучке АГНКС». arXiv : 1109.4897v1 [ hep-ex ].
  89. ^ Чо, Адриан; Нейтрино перемещаются быстрее света, согласно одному из экспериментов , Science NOW, 22 сентября 2011 г.
  90. ^ Overbye, Dennis (18 ноября 2011). «Ученые сообщают о втором обнаружении нейтрино со скоростью, превышающей скорость света» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 18 ноября 2011 .
  91. ^ Адам, Т .; и другие. ( Сотрудничество OPERA ) (17 ноября 2011 г.). «Измерение скорости нейтрино детектором OPERA в пучке АГНКС». arXiv : 1109.4897v2 [ hep-ex ].
  92. ↑ Reuters: Исследование отвергает обнаружение частиц "быстрее света"
  93. ^ Антонелло, М .; и другие. ( Сотрудничество ICARUS ) (15 марта 2012 г.). «Измерение скорости нейтрино детектором ICARUS на пучке АГНКС». Физика Письма Б . 713 (1): 17–22. arXiv : 1203,3433 . Bibcode : 2012PhLB..713 ... 17А . DOI : 10.1016 / j.physletb.2012.05.033 . S2CID 55397067 . 
  94. ^ Strassler, M. (2012) «ОПЕРА: Что пошло не так» profmattstrassler.com
  95. ^ Рэндалл, Лиза; Искаженные проходы: разгадывая тайны скрытых измерений Вселенной , стр. 286: «Изначально люди думали о тахионах как о частицах, движущихся со скоростью, превышающей скорость света ... Но теперь мы знаем, что тахион указывает на нестабильность в теории, которая его содержит. К сожалению для поклонников научной фантастики , тахионы не являются настоящими физическими частицами, которые появляются в природе ».
  96. ^ Гейтс, С. Джеймс (2000-09-07). «Теория суперструн: ДНК реальности» . Cite journal requires |journal= (help)
  97. ^ Chodos, A .; Хаузер, AI; Алан Костелецкий, В. (1985). «Нейтрино как тахион». Физика Письма Б . 150 (6): 431–435. Bibcode : 1985PhLB..150..431C . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (85) 90460-5 .
  98. ^ Ходос, Алан; Костелецкий, В. Алан; IUHET 280 (1994). «Испытания ядерного нуля космических нейтрино». Физика Письма Б . 336 (3–4): 295–302. arXiv : hep-ph / 9409404 . Bibcode : 1994PhLB..336..295C . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (94) 90535-5 . S2CID 16496246 . 
  99. ^ Chodos, A .; Kostelecký, VA; Potting, R .; Гейтс, Эвелин (1992). «Нулевые эксперименты для масс нейтрино». Современная физика Буква A . 7 (6): 467–476. Bibcode : 1992MPLA .... 7..467C . DOI : 10.1142 / S0217732392000422 .
  100. ^ Чанг, Tsao (2002). «Нарушение паритета и нейтринная масса». Ядерная наука и методы . 13 : 129–133. arXiv : hep-ph / 0208239 . Bibcode : 2002hep.ph .... 8239C .
  101. ^ Хьюз, RJ; Стивенсон, GJ (1990). «Против тахионных нейтрино» . Физика Письма Б . 244 (1): 95–100. Bibcode : 1990PhLB..244 ... 95H . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (90) 90275-B .
  102. ^ Ван, ZY (2016). «Современная теория электромагнитных метаматериалов». Плазмоника . 11 (2): 503–508. DOI : 10.1007 / s11468-015-0071-7 . S2CID 122346519 . 
  103. ↑ Веселаго, В.Г. (1968). «Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями диэлектрической проницаемости и проницаемости». Успехи советской физики . 10 (4): 509–514. Bibcode : 1968SvPhU..10..509V . DOI : 10.1070 / PU1968v010n04ABEH003699 .
  104. ^ Гимон, Эрик G .; Горжава, Петр (2004). «Чрезмерно вращающиеся черные дыры, голография Гёделя и гипертрубка». arXiv : hep-th / 0405019 .

Ссылки [ править ]

  • Falla, DF; Флойд, MJ (2002). «Сверхсветовое движение в астрономии». Европейский журнал физики . 23 (1): 69–81. Bibcode : 2002EJPh ... 23 ... 69F . DOI : 10.1088 / 0143-0807 / 23/1/310 .
  • Каку, Мичио (2008). «Быстрее света». Физика невозможного . Аллен Лейн . С. 197–215. ISBN 978-0-7139-9992-1.
  • Нимц, Гюнтер (2008). Нулевое временное пространство . Wiley-VCH . ISBN 978-3-527-40735-4.
  • Крамер, JG (2009). «Последствия квантовой запутанности и нелокальности быстрее света». В Миллисе, MG; и другие. (ред.). Границы двигательной науки . Американский институт аэронавтики и астронавтики . С. 509–529. ISBN 978-1-56347-956-4.

Внешние ссылки [ править ]

  • Измерение скорости нейтрино детектором OPERA на пучке CNGS
  • Энциклопедия лазерной физики и техники по «сверхсветовой передаче» с более подробной информацией о фазовой и групповой скорости, а также о причинной связи.
  • Маркус Пессель: Скорость сверхсветовой (FTL) в туннельных экспериментах: аннотированная библиография
  • Алькубьерре, Мигель; Варп-двигатель: сверхбыстрое перемещение в рамках общей теории относительности , классической и квантовой гравитации 11 (1994), L73 – L77
  • Системный взгляд на распространение сверхсветовых волн
  • Вопросы и ответы по теории относительности и сверхсветовым путешествиям
  • Usenet Physics FAQ: возможно ли сверхсветовое путешествие или общение?
  • Сверхсветовой
  • Относительность, FTL и причинность
  • Ян, Кун (2006). «Тенденционные аналитические уравнения стабильных нуклидов и сверхсветовые скоростные законы движения вещества в геопространстве». Прогресс геофизики . 21 : 38. Bibcode : 2006PrGeo..21 ... 38Y .
  • Глассер, Райан Т. (2012). «Вынужденная генерация сверхсветовых импульсов света с помощью четырехволнового смешения». Письма с физическим обзором . 108 (17): 173902. arXiv : 1204.0810 . Bibcode : 2012PhRvL.108q3902G . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.108.173902 . PMID  22680868 . S2CID  46458102 .
  • Конические и параболоидальные сверхсветовые ускорители частиц
  • Относительность и сверхсветовое движение (сверхсветовое движение) Домашняя страница путешествия
  • Стивен Вольфрам (2020). Быстрее света в нашей модели физики: некоторые предварительные мысли , проект Wolfram Physics .