سریع تر از سرعت نور

سرعتی بالاتر از سرعت نور  

آیا واقعا ممکن است که سرعت های بالاتر از سرعت نور وجود داشته باشد؟

بر اساس نظریه نسبیت هیچ فرآیند فیزیکی نمی تواند در سرعت های بالاتر از سرعت نور در خلا انجام گیرد. بدون تردید ، قابل قبول نبودن این سرعت ها یکی از عجیب ترین فرضیات فیزیک جدید است.

ابر نور

در کنار دنیایی با سرعت های کمتر از سرعت نور (جهان تاردیون ، مشتق از کلمه لاتین تاردوس به معنای آهسته) دنیای دیگری وجود دارد که سرعت نور در آن از سرعت های دیگر کمتر است، نه بیشتر (جهان تاکیون مشتق از لغت یونانی تاخیس به معنی سریع می باشد). دنیای دوم کشف نشده است ، زیرا هیچ نقطه مشترکی با دنیای اول ندارد.

در سالهای اخیر ، تعدادی مقاله تحقیقاتی منتشر شده که نویسندگان آنها احتمال وجود ذرات «ابر نور» را که تا کنون نامیده اند، مورد بررسی قرار داده اند.

واقعیت عجیبی که در مورد فرضیه ابر نور وجود دارد، آنست که این فرضیه ، نظریه نسبیت خاص را نقض نمی کند ، بلکه آن را با دنیایی که در آن سوی محدوده سرعت نور قرار دارد سازگارتر و هماهنگ تر می سازد.

اگر تاکیون‌ها وجود داشتند؟

عقاید متفاوتی در این مورد وجود دارد. اگر تاکیون ها واقعا وجود داشته باشند، چه می شود؟ در این صورت آنها نوع سوم ذراتی می باشند که برای ما شناخته شده اند. اولین نوع شامل ذراتی است که هیچگاه به سرعت نور نمی رسند. (یعنی تقریبا تمام ذرات بنیادی شناخته شده) ، نوع دوم فوتون‌ها (کوانتاهای تابش الکترومغناطیسی) و احتمالا نوترینوها می باشند که هر دو آنها با سرعت نور منتشر می شوند. تاکیون ها همواره دارای سرعتی می باشند که از سرعت نور بیشتر است.

دنیای تاکیون ها و دنیای ما

دنیای تاکیون ها هیچ نقطه مشترکی با دنیای ما که در آن سرعت ها کمتر از سرعت نور است ندارد. سه نوع ذره‌ای که هم اکنون ذکر آنها به میان آمد، دارای یک خاصیت مشترک می‌باشند. ذرات یک گروه تحت هیچ شرایطی نمی توانند به ذرات گروه دیگر تبدیل شوند. از سوی دیگر ، فقط بر اساس دانش جدید می توانیم چنین اظهار نظری را به عمل آوریم. اگر این مسئله را از دیدگاه اطلاعات علمی کامل‌تری که هنوز ناشناخته است مورد بررسی قرار دهیم، ممکن است که کاملا تغییر نماید. در آن صورت می توانیم فرض کنیم که دنیای تاکیون ها با دنیای ما برخورد پیدا می کند و این بدان معنی است که فرآیندهایی در طبیعت وجود دارند که در جهات نامشخص پیش می روند.

اصل علیت که بر اساس آن علت همیشه مقدم بر معلول است یک اصل اساسی فیزیکی است. به بیان دیگر ، هیچ رویدادی نمی تواند گذشته را تحت تاثیر قرار دهد و موجب تغییر آن چیزی گردد که اتفاق افتاده است، ولی در دنیای ذراتی که با سرعت نور و یا بیشتر از آن حرکت می کنند ، این اصل ممکن است تغییر نماید و علت و معلول با توجه به چارچوب مرجع جای خود را عوض کنند.

در فرآیندهایی که پیام ها با سرعت بیشتر از سرعت نور حرکت می نمایند، تسلسل وقایع (وقایعی که پیش از وقایع دیگر رخ می دهند) به انتخاب دستگاه مختصات بستگی پیدا می کند، در عین حال ، جهت جریان اطلاعات یعنی اساس بستگی علت و معلول تغییر نمی نماید. این مسئله موجب نقص علیت می گردد.

بازگشت به گذشته

گمان می‌رود چنین جریانی بتواند برای ایجاد ارتباط تلفنی با گذشته کمک کند یا ممکن است شخصی خود را به ساعت 11 صبح روز قبل انتقال دهد … . چنین چیزی مادامی که دنیای سرعتهای کوچک‌تر از سرعت نور با دنیای سرعتهای بزرگ‌تر از سرعت نور برخورد پیدا کند، تناقض می‌باشد. اگر فقط محدوده سرعت‌های بالاتر از سرعت نور را مورد توجه قرار دهیم، چین تناقضاتی به‌وجود نمی‌آید. تاکنون هیچ یک از اطلاعات تجربی به دست آمده وجود تاکیون‌ها را به اثبات نرسانیده‌اند.

دنیای ریز ذره‌ها

پیشرف جهان کوچک عقاید و تصورات خارق‌العاده‌ای پدید می‌آورد که نظریه‌های دانش عادی را نقض می‌کند و آشکارا نشان می‌دهد. چنین عقیده‌ای که معلومات امروزی علمی مفاهیم مطلق و غیر قابل تغییری هستند، پوچ می‌باشد. به نظر نمی‌آید که هیچگاه پیشرفت فیزیک و اختر فیزیک به انتها برسد.

فرضیه ذرات بنیادی که همواره وقایع عجیب‌تری را آشکار می‌سازد. دائما با مفاهیم پیچیده ریاضی و سایر مفاهیم پیچیده به‌ وجود می‌آید که با دنیایی که ما را احاطه کرده هیچ گونه مشابهتی ندراد. باید گفت که این فرضیه روز به روز بیشتر با فرضیه کیهانی آمیخته می‌شود. به عبارت دیگر قوانین طبیعی حاکم بود و نقطه نهایی و متضاد ابعاد جهانی یعنی دنیای ریز ذره‌ها و دنیای وقایع کیهانی هیچگاه با یکدیگر متناقض نیستند.

بیان ریز ذره‌ها بوسیله پدیده گرانشی

با نفوذ بیشتر در دنیای ریز ذره‌ها ، اثرات گرانشی بطور قابل توجهی کمتر می‌شوند. ولی این مساله تا نقطه معینی صادق است و نقش آنها بطور مشخصی افزایش می‌یابد. و آنها مانند وضعیتی که در جهان بزرگ وجود دارد به صورت پدیده‌های فیزیکی غالب در می‌آیند. در دنیای ریز ذره‌ها که وجه مشخصه آن فواصل کوچک است، مقادیر انرژی و در نتیجه جرم به اندازه‌ای افزایش می‌یابد که از این نظر دنیای ریز ذره‌ها مشابه پدیده‌های دنیای بزرگ و فوق‌العاده بزرگ می‌گردد و دو جهان مانند گذشته یکی می‌شوند و به همین دلیل آنها برخی از قوانین طبیعت مشترک هستند.

سیاهچاله‌ها که نشان‌دهنده چگالی فوق‌العاده زیاد ماده هستند، ناحیه دیگری می‌باشند که در آن وقایع جهانی و میکروسکوپیک باهم یکی می‌شوند. در اینجا پدیده گرانشی در هر دو حالت عظیم است که در حالت اول بصورت هندسه تغییر یافته فضا و در حالت دوم به صورت اثرات مکانیک کوانتومی بیان می‌شود.

منبع : دانشنامه رشد 

کشف ذراتی که سریع تر از سرعت نور حرکت می کنند

پایه های فیزیک به لرزه در آمد!!!

دانشمندان در مرکز تحقیقات هسته ای سرن در شهر ژنو می‌گویند که پس از سنجش سرعت ذرات بنیادی پی برده اند که این ذرات سرعتی بیشتر از نور دارند، نتیجه ای که با یکی از قوانین اساسی فیزیک مغایرت دارد.

 شب گذشته، انتشار مقاله‌ای آنلاین در پایگاه‌های خبری علمی زلزله‌ای در دنیای فیزیک به‌پا کرد. آنتونیو اردیتاتو و همکارانش در آزمایشگاه OPERA واقع در ایتالیا اعلام کرده‌اند بیش از 2 سال است ذرات نوترینوی تولیدشده در شتاب‌دهنده‌های سرن را ردیابی می‌کنند و 16هزار مورد را ثبت کرده‌اند که این ذرات سریع‌تر از سرعت نور به این آزمایشگاه می‌رسند. هرچند این موضوع با شک و تردید بسیاری از فیزیک‌دانان جهان روبرو شده، اما کنفرانسی اضطراری امروز در سرن برگزار خواهد شد تا نتایج این تحقیق در آن ارایه شود.

نوترینوهای پرسرعت  

به گزارش نیچر، آزمایشگاه اوپرا (مخفف عبارت Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) در آزمایشگاه ملی گرن‌ساسو ایتالیا و درعمق 1400 متری زمین واقع شده و هدف از آن، بررسی ذرات نوترینو است. نوترینو، ذره‌ای زیراتمی است که 80سال از کشف آن می‌گذرد و از آن‌جاکه به‌ندرت با ماده واکنش می‌دهد، اطلاعات کمی درمورد آن وجود دارد. این ذره جرم فوق‌العاده اندکی دارد، به انواع مختلفی در طبیعت وجود دارد و به‌تازگی مشخص شده که از نوعی به نوع دیگر تبدیل می‌شود. آشکارسازهای اوپرا وظیفه داشتند بررسی تبدیل نوترینوهای میون تولیدشده در سرن را به نوترینوهای تاو بررسی کنند.

به گفته دکتر اردیتاتو، گروه اوپرا فاصله 730 کیلومتری آشکارساز تا سرن (در نزدیکی ژنو سوییس) را با دقت کمتر از 20 سانتی‌متر اندازه‌گیری کرده و با استفاده از ساعت‌های اتمی، دقت زمان‌سنجی خود را به کمتر از 10 نانوثانیه (هر ثانیه برابر یک میلیارد نانوثانیه است) رسانده‌اند. طی 2 سال آزمایش، آن‌ها 16هزار ذره نوترینو را ثبت کرده‌اند که 60 نانوثانیه زودتر از زمانی که نور این مسافت را با سرعت 299,782,458 متر بر ثانیه طی می‌کند، به آشکارساز رسیده‌اند. از نظر محاسبات آماری، این اختلاف شش برابری آن‌قدر معتبر هست که به‌عنوان کشفی جدید مطرح شود.

اما چرا این موضوع تا این اندازه مهم است؟ آلبرت اینشتین در سال 1905 نظریه نسبیت خاص خود را بر اساس 2 اصل بنا کرد، یکی اصل نسبیت و دیگری اصل بالاترین سرعت که می‌گفت «سرعت نور در خلاء یعنی 299,782,458 متر بر ثانیه حد بالایی سرعت‌هاست و تمام ناظران لَخت (ناظرانی که شتابی به آنها اعمال نمی‌شود) آن‌را به یک مقدار اندازه‌گیری می‌کنند. نظریه نسبیت خاص تاکنون بارها و بارها آزمایش شده و تمام پیش‌بینی‌های آن با دقت مثال‌زدنی تایید شده است. حال سوال اینجاست که اگر نتایج آزمایش اوپرا تایید شود، آیا این اصل بنیادی نقض خواهد شد؟

این اولین بار نیست
البته این اولین بار نیست که چنین چیزی مطرح می‌شود. در سال 2007 / 1386، آزمایشMINOS در مینه‌سوتای آمریکا که ذرات نوترینوی تولیدشده در فرمی‌لب را جستجو می‌کرد، به نتایج مشابهی رسید؛ اما از آن‌جا که اندازه‌گیری فاصله در آن آزمایش به‌مقدار کافی دقیق نبود و خطای آزمایش در مقایسه به نتایج بسیار بالا بود، اهمیت چندانی به نتایج آن داده نشد.

به گزارش پایگاه خبری فیزاورگ، برای آن‌که نتایج آزمایش اوپرا تایید شود، چند آزمایشگاه دیگر باید این آزمایش‌ها را تکرار و به همین نتیجه برسند. در حال حاضر، فقط دو مرکز روی زمین توانایی چنین آزمایشی را دارند، یکی فرمی‌لب (آزمایشگاه ملی فرمی در ایالات متحده) و دیگری تاسیسات آزمایشگاه هسته‌ای ژاپن که پس از زلزله و سونامی اسفند 1389 در شرایط مناسبی قرار ندارد. مشکل اینجاست که ابزارهای اندازه‌گیری فاصله در فرمی‌لب از دقت لازم برای دست‌یابی به دقت آزمایش اوپرا برخوردار نیستند و شاید یکی‌دو سالی طول بکشد تا این آزمایش در آنجا تکرار شود.

یا نسبیت خاص نقض شده است؟
امروز، کنفرانسی در آزمایشگاه هسته‌ای اروپا، سرن برگزار می‌شود و گروه ایتالیایی نتایج منجر به اعلام این کشف را با جزئیات کامل اعلام خواهند کرد. فیزیک‌دانان نیز از سراسر جهان خود را به این کنفرانس رسانده‌اند تا موضوع را با دقت بررسی کنند و شاید بهتر باشد پیش از هر اظهار نظری تا پایان کنفرانس امروز صبر کرد؛ اما دانشمندان احتمالات مختلفی را مطرح کرده‌اند.

در شرایطی که برخی این احتمال را می‌دهند که نتایج آزمایش درست باشد و نوترینوها واقعا با سرعتی بیش‌از سرعت نور در خلا حرکت کرده‌اند، برخی دیگر به نتایج آزمایش‌های متعددی اشاره می‌کنند که هیچ نشانه‌ای از ذرات با سرعت بالاتر دیده نشده است. یکی از قابل‌توجه‌ترین این آزمایش‌ها، ابرنواختر 1897A در ابرماژلانی بزرگ بود (در فاصله 170هزار سال‌نوری از زمین) که در سال 1987 / 1366 اتفاق افتاد. اگر واقعا ذرات نوترینو با سرعتی بیش‌تر از سرعت نور حرکت کنند، نوترینوهای این انفجار می‌بایست سال‌ها قبل‌تر از مشاهده انفجار به زمین می‌رسید و آشکارسازهای متعدد در سراسر جهان آن‌ها را ثبت می‌کرد، درحالی‌که علایم ثبت‌شده در آشکارسازهای فیزیک هسته‌ای و تلسکوپ‌ها فقط چند ساعت باهم اختلاف داشت که دلایل آن هم مشخص است.

برخی دیگر از دانشمندان، این نتایج را به وجود ابعاد بالاتر ارتباط می‌دهند، این‌که ذرات نوترینوی تولیدشده در سرن با استفاده از ابعاد بالاتر و از مسیری کوتاه‌تر (!) به آشکارساز اوپرا رسیده‌اند و بدین تریب بدون شکستن محدودیت سرعت نور این نتیجه را رقم زده‌اند.

گروه دیگر نیز معتقدند این آزمایش احتمالا با خطایی سیستماتیک مواجه شده که به این نتیجه غیرقابل قبول منجر شده است