Prędkość światła była dotąd niepokonana. Według szczególnej teorii względności Einsteina, nic nie może poruszać się szybciej. Kto zatem się myli? Eksperyment przeprowadzony 15 000 razy, czy Einstein?
Najnowsze ustalenia naukowców z CERN to wielki cios w teorię względności i jej pochodne. Zobacz, jakie teorie mogą zostać obalone.
Skończona energia pokona barierę
Według teorii względności Einsteina, prędkość światła "c" jest stała dla wszystkich, którzy ją mierzą (ok. 300 mln m/s) - niezależnie od tego, z jaką prędkością sami się poruszają. To niezwykłe we wszechświecie, gdzie wszystko jest relatywne. - Zgodnie z teorią Einsteina, aby pokonać barierę prędkości światła, potrzeba nieskończonej ilości energii - mówi Robert Plunkett, fizyk z wielkiej konkurencji CERN, Fermilab (wynika to m.in. ze słynnego równania
E=mc^2). - Jeśli cząstki były szybsze, tę zasadę trzeba będzie zmienić.
Można cofać się w czasie
Nic nie może podróżować szybciej od światła - także dlatego, że, kiedy poruszalibyśmy się z taką prędkością, czas uległby zatrzymaniu, a po jej przekroczeniu zacząłby się cofać.
Nowe odkrycie zmusza nas zatem do postawienia wielu pytań. Jeśli neutrina były szybsze od światła, były podróżnikami w czasie - teoretycznie do celu powinny dotrzeć przed wyruszeniem. Stąd wynika zaś teoretyczna możliwość przesyłania wstecz informacji. Czy zatem będzie można ostrzec Cezara, że zginie?
Skutek przed przyczyną?
Możliwość udania się w przeszłość obala kolejne fundamentalne prawo fizyki: że przyczyna zawsze poprzedza skutek. Teoria względności zachowywała tę klasyczną zasadę. - Większość teorii fizycznych XX wieku bazowała na tym, że nic nie może przekroczyć prędkości światła - wyjaśnia Plunkett. - Jeżeli jednak można podróżować szybciej niż światło, to skutek może poprzedzać przyczynę.
Co jest "c" w E=mc^2?
W słynnym równaniu Einsteina "E" to energia, a "m" to masa. Z równania wynika, że jedno może być zmienione w drugie i to w postępie kwadratowym. "C" to, oczywiście, niezmienna prędkość światła, ostateczna kosmiczna granica. Co zatem stanie się z "c" w słynnym równaniu? Nowa prędkość ustalona przez neutrina, czy też "c" staje się zmienną?
Model Standardowy do przeróbki
Teoria względności jest jedną z podstaw Modelu Standardowego. - Jeśli manipulujesz podstawą, będziesz musiał pozmieniać wszystko, co na niej stoi - mówi Stephen Parke z Fermilab. Być może będzie trzeba zwrócić się ku innym wersjom Modelu Standardowego. Istnieje jeszcze teoria strun, która twierdzi, że wszystkie cząstki są w rzeczywistości małymi pętlami - to przypuszczenie ma wiele konsekwencji, na przykład taką, że rzeczywistość ma więcej wymiarów niż tylko trzy przestrzenne i jeden czasowy.
To teoria, którą bardzo trudno potwierdzić doświadczalnie, ale teraz, jeśli neutrina rzeczywiście "popędziły" szybciej niż światło, teoria strun stanie się najlepszą, jaką posiadamy. Niektórzy fizycy już zasugerowali, że neutrina mogły nie poruszać się w linii prostej, ale przeskakiwać przez dodatkowe wymiary przewidywane przez teorię strun. Wówczas ich rzeczywista prędkość mogła być niższa od prędkości światła.
Kariera cząstki ze Star Treka
Fizycy od dawna spekulują, że prędkość światła może zostać pokonana. Od lat 1960. opisują hipotetyczne cząstki, tachiony, które przyprawiają ich o teoretyczny ból głowy z powodu swoich niestandardowych właściwości - jak na przykład łamanie zasady przyczynowości. Tachiony, chociaż powstały z obliczeń fizyków, często pojawiają się w dziełach science-fiction - na przykład w Star Treku. Teraz ich teoria zainteresuje masy - teoria tachionów staje się gwiazdą dekady.
Neutrino to cząstka elementarna. Ma zerowy ładunek elektryczny. Neutrina występują jako cząstki podstawowe w Modelu Standardowym. Ich źródłem jest promieniowanie kosmiczne i ich cechy są podstawą wielu teorii astronomicznych. Jeśli neutrina pokonują prędkość światła, trzeba będzie zmienić także te teorie.
(ew/Livescience.com)
