Tốc Độ Nào Nhanh Hơn Ánh Sáng

Mọi ngành khoa học hầu hết được dẫn dắt vì những thắc mắc lớn. Đối với thứ lý học, một trong các những thắc mắc lớn tốt nhất là liệu chúng ta có thể vượt qua tốc độ ánh sáng xuất xắc không. Vị nếu gồm thể, thì đó là hy vọng duy nhất để vươn đến những hành tinh xa xôi trên bầu trời.


Khi Einstein lần thứ nhất tiên đoán rằng ánh sáng di chuyển với vận tốc giống nhau ở bất kể đâu vào vũ trụ, nhà đồ vật lý kếch xù nhất gắng kỉ 20 đã "đóng nhãn" vận tốc của nó là 299.792,458 km/giây.

Nhưng đó chưa phải là tất cả. Trên thực tế, đây bắt đầu chỉ là bước mở màn của mẩu truyện dài về vận tốc ánh sáng.


*

Trước cố kỉnh kỉ 20, cân nặng - thứ làm nên bạn, tôi và toàn bộ những gì bọn họ nhìn thấy - và năng lượng được coi là chủ quyền với nhau. Nhưng vào thời điểm năm 1905, kim chỉ nan Tương Đối thanh mảnh của Einstein đã chuyển đổi mãi mãi bí quyết mà các nhà đồ vật lý chú ý vũ trụ, bằng vấn đề ràng buộc cân nặng và tích điện vào một phương trình tuy đơn giản dễ dàng nhưng rất là quan trọng E=mc^2. Về bạn dạng chất, phương trình này tiên đoán ko có bất cứ thứ gì có cân nặng có thể đạt tốc độ bằng ánh sáng, chứ đừng nói là nhanh hơn.

Nỗ lực thành công xuất sắc nhất của loài tín đồ trong câu hỏi tiệm cận tốc độ ánh sáng nằm trong số máy tốc độ hạt siêu bạo dạn như Máy vận tốc Hạt béo (LHC) của CERN xuất xắc Tevatron của Mỹ. Các bộ máy khổng lồ này (LHC thậm chí còn tồn tại chu vi vắt ngang qua dãy Alps, nằm ở cả khu vực Pháp và Thụy Sĩ) có tác dụng tăng vận tốc các hạ nguyên tử lên tới 99.99% vận tốc ánh sáng, mặc dù theo giải thích trong phòng vật lý đạt giải Nobel David Gross, hầu như hạt này đã không khi nào chạm mang đến ngưỡng vận tốc vũ trụ.


*

Máy dò hạt ATLAS, một phần của LHC, từng đi vào lịch sử vẻ vang với tư biện pháp nơi thứ nhất tìm ra phân tử Higgs


Bởi, để gia công như thế yêu cầu vô hạn tích điện (E), với trong quá trình đó, trọng lượng (m) của đồ vật thể cũng trở thành đi tới vô hạn, vốn là điều bất khả. Đó là tại sao tại sao photon - phân tử của ánh sáng lại đạt được vận tốc này, vị chúng về thực chất không bao gồm khối lượng.

Einstein là một hình tượng điên rồ vào thời đại của ông. Tuy vậy điên rồ lại luôn luôn là công dụng chung của các nhà đồ gia dụng lý, cố kỉnh nên tính từ lúc Einstein, họ sẽ luôn nỗ lực tìm ra số đông thứ có chức năng đạt vận tốc nhanh hơn hết ánh sáng, cơ mà vẫn tuân theo những nguyên tắc thiên hà của Thuyết Tương Đối Hẹp. Rất nhiều ý tưởng sáng chế trong số đó - trong khi không chưng bỏ quả đât quan vũ trụ của Einstein - vẫn cho họ một mẫu nhìn thâm thúy hơn về tính năng của ánh sáng cũng giống như địa hạt lượng tử.

1. Big Bang và giãn nở Vũ Trụ

Bạn đã khi nào tự hỏi, liệu có một luồng ánh sáng siêu dũng mạnh nào hoàn toàn có thể đi xuyên qua vũ trụ? Câu vấn đáp là KHÔNG. Đơn giản là do vũ trụ của chúng ta không dứt giãn nở với vận tốc cao hơn nhiều so cùng với ánh sáng. Tốc độ này nằm khoảng 67.15 ± 1.2 (km/s)/Mpc, tức là gần 68 kilomet/ giây/ megaparcec.

Điều này có nghĩa là bất cứ thiên hà nào vẫn cách bọn họ 10 megaparcec (khoảng 30 triệu năm ánh sáng) sẽ từ từ rời xa khỏi họ với vận tốc 680 km/giây. Tất cả "hack" trời thì ánh sáng từ Trái khu đất cũng không lúc nào có thể mang lại được thiên hà đó.


*

Mặc mặc dù theo thuyết Tương Đối Hẹp, không vật dụng thể có khối lượng nào hoàn toàn có thể đi nhanh hơn tốc độ ánh sáng, mặc dù nhiên thắc mắc đặt ra là, liệu có thể có những vật thể không có khối lượng như chủ yếu photon ánh sáng?

Bạn ít nhất không đề xuất phải phụ thuộc vào các nhà bác học điên với hầu như thuyết lạ mắt để tra cứu ra đầy đủ hạt "vô lượng" như thế. Khoảng không vũ trụ của chúng ta, bởi không chứa bất kì một thứ vật chất nào, chính là một "vật thể" không tồn tại khối lượng. Có thể nói thuyết kha khá áp dụng với tất cả những đồ vật thể phía bên trong vũ trụ, nhưng không phải là chính phiên bản thân vũ trụ.


*

*

2. Rối lượng tử

Nghe qua thì Rối Lượng Tử có vẻ khó hiểu, bí mật và ... Hơi "rối", dẫu vậy hiểu theo nghĩa sơ khai tốt nhất thì trên đây chỉ là phương pháp mà những hạt hạ phân tử "giao tiếp" với nhau. Cùng điều thú vị mà các nhà phân tích đã chỉ ra, đó là quá trình tiếp xúc này thậm chí còn còn nhanh hơn hết ánh sáng.

"Nếu tôi đặt hai electron nằm siêu gần nhau, chúng sẽ xấp xỉ cùng tần số theo thuyết lượng tử," nhà đồ gia dụng lý Kaku Michio lý giải với Big Think. Tiếng nếu phân chia rẽ nhì electron đó làm thế nào để cho chúng phương pháp nhau hàng nghìn hoặc thậm chí hàng vạn năm ánh sáng, với chúng sẽ giữ cho liên kết chốc lát này mở rộng.


"Nếu tôi lắc nhẹ một electron, thì ngay mau chóng electron còn sót lại sẽ "cảm nhận" được rung chấn, nhanh hơn so với vận tốc ánh sáng. Einstein mang đến rằng không có gì hoàn toàn có thể đi cấp tốc hơn ánh sáng, vậy đề xuất trong vượt khứ ông vẫn là trong những người bội phản đối thuyết lượng tử khốc liệt nhất," Kaku viết thêm.

Trên thực tế vào năm 1935, Einstein cùng rất Boris Podolsky với Nathan Rosen đang thử bác bỏ thuyết lượng tử bằng một thí nghiệm tư duy cơ mà Einstein hotline là "các ảnh hưởng ma quỷ ở khoảng cách xa". Khá hài hước khi thí điểm này của họ lại đặt nền tang cho loại mà ngày nay chúng ta gọi là nghịch lý EPR( Einstein-Podolsky-Rosen), một nghịch lý tế bào tả đúng mực hiện tượng kết nối tức thì vào rối lượng tử vừa được diễn tả ở trên.

3. Tachyon


Trong chia sẻ văn viết năm 1967 của mình, Gerald Feinberg sẽ lần đầu áp dụng thuật ngữ "Tachyon" - vốn khởi đầu từ từ Tachy có nghĩa là "nhanh" trong giờ đồng hồ Hy Lạp - đồng thời đề xuất các hạt tachyon hoàn toàn có thể trở thành một lượng tử ( nghĩa là- một lượng bé dại nhất của tích điện phát xạ) trong thiết bị lý với cùng một "khối lượng tưởng tượng". Tuy nhiên xã hội khoa học đã sớm nhận ra rằng sự kích phù hợp trường trọng lượng tưởng tượng như thế, về bản chất không truyền cấp tốc hơn ánh sáng, mà cầm vào đó biểu diễn một trạng thái tạm bợ được được cho là với cái brand name ngưng tụ tachyon.