Οι φυσικοί αποδεικνύουν την αδυναμία ταξιδιού στο χρόνο

Βίντεο: Οι φυσικοί αποδεικνύουν την αδυναμία ταξιδιού στο χρόνο

Βίντεο: Οι φυσικοί αποδεικνύουν την αδυναμία ταξιδιού στο χρόνο
Βίντεο: Οι 15 stars που αποδεικνύουν ότι το ταξίδι στον χρόνο ισχύει 2024, Μάρτιος
Οι φυσικοί αποδεικνύουν την αδυναμία ταξιδιού στο χρόνο
Οι φυσικοί αποδεικνύουν την αδυναμία ταξιδιού στο χρόνο
Anonim

Η δυνατότητα ταξιδιού στο χρόνο με οπτικές μεθόδους διαψεύστηκε από επιστήμονες από το Χονγκ Κονγκ. Ωστόσο, υπάρχει ακόμη μια υποθετική δυνατότητα δημιουργίας μιας μηχανής του χρόνου χρησιμοποιώντας περιοχές υπερβαρύτητας, όπως μαύρες τρύπες ή «σκουληκότρυπες».

Εικόνα
Εικόνα

Ένας υποθετικός τρόπος ταξιδιού στο χρόνο είναι να ταξιδεύουμε με ταχύτητες της τάξης, ή και μεγαλύτερες από την ταχύτητα του φωτός. Παρά μια από τις θεμελιώδεις δηλώσεις της θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν, η οποία είναι ότι είναι αδύνατο να επιτευχθεί ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός, τα τελευταία δέκα χρόνια έχει αναπτυχθεί μια συζήτηση στην επιστημονική κοινότητα, η ουσία της οποίας καταλήγει σε το γεγονός ότι τα μεμονωμένα φωτόνια μπορούν να είναι «υπερφώτιστα».

Η απόδειξη της ύπαρξης τέτοιων φωτονίων θα σήμαινε τη θεωρητική δυνατότητα ταξιδιού στο χρόνο, αφού αυτά τα φωτόνια θα παραβίαζαν την αρχή της αιτιότητας.

Αυτή η αρχή στην κλασική φυσική σημαίνει τα εξής: κάθε γεγονός που συμβαίνει τη στιγμή t1, μπορεί να επηρεάσει το συμβάν που συνέβη τη στιγμή t2, μόνο υπό την προϋπόθεση ότι τ1 λιγότερο από τ2… Στη θεωρία της σχετικότητας, αυτή η αρχή διατυπώνεται με παρόμοιο τρόπο, προστίθενται μόνο συνθήκες που σχετίζονται με σχετικιστικά αποτελέσματα, λόγω των οποίων ο χρόνος εξαρτάται από το επιλεγμένο πλαίσιο αναφοράς.

Ο λόγος για την επανάληψη της συζήτησης σχετικά με την ύπαρξη «υπερφώτιων» φωτονίων εμφανίστηκε τον Ιανουάριο του 2010. Στη συνέχεια, δημοσιεύτηκε ένα άρθρο Αμερικανών επιστημόνων στο περιοδικό Optic Express, το οποίο αναφέρθηκε από το Επιστημονικό Τμήμα της Gazeta. Ru. Στο πείραμά τους, οι ερευνητές έστειλαν φωτόνια μέσα από μια στοίβα υλικών διαφορετικής φύσης.

Εναλλάσσοντας στρώματα με υψηλούς και χαμηλούς δείκτες διάθλασης, οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι μεμονωμένα φωτόνια περνούν μέσα από μια πλάκα πάχους 2,5 μικρών με ταχύτητα που φαίνεται υπερφώτιστη.

Οι συγγραφείς της εργασίας προσπάθησαν να εξηγήσουν αυτό το φαινόμενο από τη σκοπιά της φύσης κύματος-σωματιδίου του φωτός (άλλωστε, το φως είναι ταυτόχρονα κύμα και ρεύμα σωματιδίων-φωτονίων) χωρίς να παραβιάζουν τη θεωρία της σχετικότητας, υποστηρίζοντας ότι η παρατηρούμενη ταχύτητα είναι ένα είδος ψευδαίσθησης. Σε αυτό το πείραμα, το φως αρχίζει και τελειώνει ως φωτόνιο. Όταν ένα από αυτά τα φωτόνια διασχίζει το όριο μεταξύ των στρωμάτων του υλικού, σε κάθε επιφάνεια δημιουργεί ένα κύμα - έναν οπτικό πρόδρομο -πρόδρομο (για λόγους σαφήνειας, μπορείτε να συγκρίνετε έναν οπτικό πρόδρομο με ένα κύμα αέρα που εμφανίζεται μπροστά από μια κινούμενη αμαξοστοιχία). Αυτά τα κύματα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, δημιουργώντας ένα μοτίβο παρεμβολής: δηλαδή, οι εντάσεις των κυμάτων αναδιανέμονται, δημιουργώντας ένα μοτίβο σαφών μεγίστων και ελαχίστων, ακριβώς όπως σχηματίζεται ένα παλιρροϊκό στρώμα στον ωκεανό με αντίθετα κύματα - μια ώθηση νερού Ε Σε μια συγκεκριμένη θέση των στρωμάτων H- και L, η παρεμβολή των κυμάτων προκαλεί την επίδραση της «πρώιμης άφιξης» ενός μέρους των φωτονίων. Αλλά άλλα φωτόνια, αντίθετα, φτάνουν πολύ αργότερα από το συνηθισμένο λόγω της εμφάνισης ελάχιστων παρεμβολών στην εικόνα. Για τη σωστή ανίχνευση ταχύτητας, είναι απαραίτητο να καταχωρηθούν όλα τα φωτόνια που διέρχονται από τα στρώματα, τότε ο μέσος όρος θα δώσει τη συνήθη ταχύτητα φωτός.

Για να επιβεβαιωθεί αυτή η εξήγηση, ήταν απαραίτητο να διεξαχθούν παρατηρήσεις ενός μόνο φωτονίου και του οπτικού προκατόχου του.

Το αντίστοιχο πείραμα πραγματοποιήθηκε από μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον καθηγητή Du Chengwang του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας του Χονγκ Κονγκ (HKUST).

Στο πείραμά τους, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα ζεύγος φωτονίων, μετά το οποίο ένα από αυτά κατευθύνθηκε σε ένα μέσο αποτελούμενο από άτομα ρουβιδίου που ψύχθηκαν σε χαμηλές θερμοκρασίες. Δημιουργώντας το αποτέλεσμα της ηλεκτρομαγνητικά προκαλούμενης διαφάνειας (όπου ένα μέσο που απορροφά ακτινοβολία γίνεται διαφανές όταν εφαρμόζεται το κατάλληλο πεδίο σε αυτό) Ο Du και οι συνεργάτες του έχουν μετρήσει με επιτυχία τις ταχύτητες τόσο του ίδιου του φωτονίου όσο και του οπτικού προδρόμου του. «Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι Η αρχή της αιτιότητας ισχύει για μεμονωμένα φωτόνια », - λέει στην περίληψη άρθρο που δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters.

Έτσι, αυτή η εργασία έβαλε τέλος στην επιστημονική συζήτηση σχετικά με το αν μπορούν να υπάρχουν ξεχωριστά «υπερφώτιστα» φωτόνια.

Επιπλέον, το πείραμα των επιστημόνων του Χονγκ Κονγκ είναι σημαντικό για την ανάπτυξη της κβαντικής οπτικής, την καλύτερη κατανόηση του μηχανισμού των κβαντικών μεταβάσεων και, γενικά, κάποιες αρχές της φυσικής.

Λοιπόν, οι άνθρωποι που ονειρεύονται να ταξιδέψουν πίσω στο χρόνο δεν πρέπει να απελπίζονται.

Η παραβίαση της αρχής της αιτιότητας από μεμονωμένα φωτόνια δεν ήταν η μόνη υποθετική δυνατότητα για τη δημιουργία μιας χρονομηχανής.

Σε μια συνέντευξη Αστέρι του Τορόντο Ο Du Chengwang δήλωσε:

«Το ταξίδι στο χρόνο βασισμένο σε φωτόνια ή οπτικές μεθόδους δεν είναι δυνατό, αλλά δεν μπορούμε να αποκλείσουμε άλλες δυνατότητες, όπως μαύρες τρύπες ή Σκουληκότρυπες.

Συνιστάται: