Πώς θα έμοιαζε το σύμπαν αν ξεπερνούσαμε την ταχύτητα του φωτός;

Σύμφωνα με το ισχύον μοντέλο φυσικής που βασίζεται στη Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, τίποτα δεν μπορεί να ξεπεράσει την ταχύτητα του φωτός. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Βαρσοβίας όμως θέλησαν να εξερευνήσουν τα όρια αυτής της θεωρίας. Δημιούργησαν μία επέκτασή της η οποία περιλαμβάνει τρεις διαστάσεις χρόνου και μία χώρου, γνωστή και ως 1+3 χωροχρόνο, αντί για το καθιερωμένο 3+1 που ξέρουμε, με τρεις διαστάσεις χώρου και μία χρόνου.

Αντί λοιπόν να δημιουργήσει σοβαρές περιπλοκές, το νέο μοντέλο προσφέρει αποδείξεις πως η ύλη μπορεί να ταξιδέψει ταχύτερα από το φως χωρίς να σπάσει τους τωρινούς νόμους της φυσικής. Οι ερευνητές πιστεύουν πως αυτή η υπερ-φωτεινή προσέγγιση μπορεί να βοηθήσει στη γεφύρωση της Θεωρίας του Αϊνστάιν με την κβαντική φυσική, δημιουργώντας μία ενοποιημένη θεωρία που περιγράφει τη βαρύτητα με τον ίδιο τρόπο που κατανοούμε τις υπόλοιπες δυνάμεις.

Υπό αυτό το μοντέλο τα σωματίδια δεν αποτυπώνονται ως σημεία στο χώρο και για να καταλάβουμε τι μπορεί να δει ο παρατηρητής σε υπερφωτεινές ταχύτητες πρέπει να στραφούμε σε θεωρίες πεδίων από την κβαντική φυσική. Τα υπερφωτεινά αντικείμενα λοιπόν θα μοιάζουν με ένα σωματίδιο το οποίο εκτείνεται σαν φούσκα στο χώρο, όπως ένα κύμα μέσα σε ένα πεδίο και το αντικείμενο θα περνούσε από διαφορετικούς χρόνους. Ωστόσο, η ταχύτητα του φωτός στο κενό θα παρέμενε πάλι σταθερή ακόμα και για τους παρατηρητές που κινούνται ταχύτερα από αυτό, διατηρώντας τις βασικές αρχές του Αϊνστάιν.

Ο νέος αυτός ορισμός διατηρεί την αρχή του Αϊνστάιν για τη σταθερά της ταχύτητας του φωτός σε κενό, ακόμα και για τους υπερφωτεινούς παρατηρητές. Έτσι, η εκτεταμένη ειδική σχετικότητα δε φαίνεται να είναι και πολύ ακραία ιδέα.

Η αλλαγή όμως σε 1+3 χωροχρόνο δημιουργεί νέα ερωτήματα τα οποία χρειάζονται απαντήσεις από τη θεωρία κβαντικών πεδίων, ένα συνδυασμό της ειδικής σχετικότητας, της κβαντικής μηχανικής και της κλασσικής θεωρίας πεδίων.

Το μεγαλύτερο ερώτημα είναι αν θα μπορέσουμε να παρατηρήσουμε ποτέ αυτό το μοντέλο.

Μόνο η πειραματική ανακάλυψη ενός νέου σωματιδίου είναι ένα κατόρθωμα άξιο για Βραβείο Νόμπελ και είναι εφικτή σε μία μεγάλη επιστημονική ομάδα που θα χρησιμοποιήσει τις πιο σύγχρονες πειραματικές τεχνικές. Ωστόσο, ελπίζουμε να εφαρμόσουμε τα αποτελέσματά μας στην καλύτερη κατανόηση του spontaneous symmetry breaking σε σχέση με τη μάζα του σωματιδίου Higgs και άλλα σωματίδια του στάνταρ μοντέλου, ειδικά στο πρώιμο σύμπαν.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Classical and Quantum Gravity.