Işık Hızından Daha Hızlı Gitmek, Evreni Nasıl Gördüğümüzü Değiştirebilir

Özel göreliliğe göre, hiçbir şey ışık hızından daha hızlı hareket edemez - kütlesi olan bir nesne, gerçekten ulaşmadan, ışık hızına gittikçe daha fazla yaklaşmak için gittikçe daha fazla enerji gerektirir. Bununla birlikte, teorik yaklaşımlar, göreliliği ışık hızından daha hızlı hareket eden parçacıkları ve gözlemcileri içerecek şekilde genişletebilir. Bunu yalnızca paradokslara yol açmadan yapmak mümkün değil, aynı zamanda ışık hızından hem daha yavaş hem de daha hızlı fizik için bazı ilgi çekici sonuçları da var.

Görelilik, evreni metrik denilen bir şeyle tanımlar - bizim kozmosumuz söz konusu olduğunda, 3+1 uzay-zaman sürekliliği, üç uzay boyutu ve bir zaman boyutuyla. Fizikçilerin oynayabileceği başka metrikler de vardır. Standart olanda, uzay ve zaman arasındaki tek fark, bazı denklemlerde eksi işaretidir. Başka önemli gereklilikler de vardır: Işığın boşluktaki hızının sabit olması, ancak aynı zamanda fizik yasalarının da aynı olması ve tüm eylemsiz gözlemcilerinin eşit olması.

Bir gözlemci ışık hızından daha hızlı hareket ediyor olsaydı bu işe yarar mıydı? Teorik olarak bunun mümkün olduğu anlaşıldı, ancak bir şartla. Metrik, tek bir uzay boyutuna ve üç zaman boyutuna sahip olmalıdır. Dolayısıyla, böyle bir gözlemcinin bakış açısından, üç boyutlu uzayımızda hareket eden düzenli bir parçacık, aslında zamanın üç farklı yönünde “yaşlanıyor” olacaktır.

Bu biraz bilim kurgu laf salatası gibi görünüyor, ancak denklemler yalnızca tutarlı olmakla ve paradokslar yaratmamakla kalmıyor, aynı zamanda kuantum mekaniğinin bazı önemli tanımlarını yeniden üretiyorlar. Parçacıklar, kendi bakış açılarından, basitçe süperpozisyon ilkesine göre davranırlar. Boşluktaki ışığın hızının farklı olmasını gerektirmez, sadece süperluminal (ışıktan hızlı) gözlemcilerin var olması gerekir (en azından teorik olarak).

Varşova Üniversitesi ve Singapur Ulusal Üniversitesi'nden Profesör Andrzej Dragan, bir açıklamada, "Süperluminal bir gözlemci için, klasik Newtoncu nokta parçacığı anlamını yitirir ve alan, fiziksel dünyayı tanımlamak için kullanılabilecek tek nicelik haline gelir." dedi.

Yazarlar çalışmada, "Yakın zamana kadar, genel olarak kuantum teorisinin altında yatan varsayımların temel olduğuna ve daha basit herhangi bir şeyden türetilemeyeceğine inanılıyordu. Bu çalışmada, kuantum teorisinin genişletilmiş göreliliği kullanarak gerekçelendirmesinin [...] doğal olarak 1 + 3 uzay-zamana genelleştirilebileceğini ve böyle bir genişlemenin kuantum teorisinin alan-teorik formülasyonuna yol açtığını gösterdik. Bu, bu uzantının neden sadece eksantrik bir düşünce egzersizi olmadığını, fizik yasalarının simetrileri hakkında temel bir şeyi yansıttığını haklı çıkarır veya en azından makul bir argüman sağlar.” diyor.

Görelilik ve kuantum mekaniği arasındaki bu ilgi çekici bağlantı, her iki çalışma alanına da yeni anlayışlar sağlayabileceğinden, kesinlikle daha fazla keşfedilmeye değer. Çalışma açıkça teorik ve uygulamalar maalesef ışık hızından daha hızlı hareket edebilen bazı parçacıkları bulmakla ilgili değil.

Profesör Krzysztof Turzyński, "Yeni bir temel parçacığın yalnızca deneysel keşfi, Nobel Ödülü'ne layık bir başarıdır ve en son deneysel teknikleri kullanan büyük bir araştırma ekibinde gerçekleştirilebilir. Bununla birlikte, sonuçlarımızı, özellikle erken evrende, Higgs parçacığının ve Standart Modeldeki diğer parçacıkların kütlesiyle ilişkili kendiliğinden simetri kırılması olgusunu daha iyi anlamak için uygulamayı umuyoruz." diye açıkladı.

Çalışma Classical and Quantum Gravity dergisinde yayınlandı.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.