Существует ли что-нибудь быстрее света?

2157
2
1
3 октября
14:14
октябрь
2015

Движется ли что-то быстрее света? Да, конечно. Например если взять свет, распространяющийся в среде, например, стекле, то можно разогнать электроны в этом самом стекле, чтобы они двигались быстрее света. При этом они будут испускать черенковское излучение. Это вполне нормальное, уже давно известное явление.

Можно немножко поправить вопрос: есть ли что-то, что движется быстрее скорости света в вакууме (скорости, обозначаемой константой 'c')? Да, например если взять лазерную указку и кинуть на воображаемый купол очень большого планетария, потом указать в диаметрально противоположном направлении, то светлое пятно от указки может двигаться по поверхности планетария быстрее скорости света. Фазовая скорость электромагнитной волны может быть выше скорости света в вакууме и т.д.

Классическая общепринятая физика не запрещает вообще любые абстрактные скорости, выше световой скорости в вакууме. Однако любая информация не может передаваться в пространстве быстрее скорости света. В приведенных выше примерах никакая информация не распространяется, например, при том же повороте лазерной указки (можете убедиться в этом сами) и, как известно, фазовая скорость тоже не является носителем информации как таковой.

Но, если все это откинуть в сторону, проблема у классической физики все же есть. Дело в том, что в квантовой теории поля есть такое явление, как entanglement - запутанность. Что-то вроде ЭПР парадокса (wikipedia.org) в действии.

Совсем простой вариант: берем две одинаковые частицы со спином 1/2, образовавшиеся при распаде частицы с нулевым спином. Так как в результате спин должен сохраниться, то, очевидно, что зная спин одной, скажем +1/2, мы автоматически узнаем спин второй -1/2. Допустим эти две частицы разлетаются на два разных края галактики. Пока мы не измерили их спин, они находятся в смешанном состоянии |ψ〉= (1/√2)( |ψ₁〉+ |ψ₂〉). Как только мы измеряем спин, скажем, первой частицы, и он оказывается +1/2, происходит коллапс системы и сразу же(!) вторая частица принимает определенное состояние со спином -1/2. Парадокс заключается в том, что информация о коллапсе системы до второй частицы доходит моментально.

Эксперименты были проведены (популярно: youtube.com), оказалось, что действительно, в случае запутанных систем информация может "передаваться" мгновенно. Тут, конечно, возникает куча вопросов, а является ли это вообще передачей информации, что такое коллапс системы на самом деле и т.д. В целом, вопросов очень много, но такой пример тоже существует.

22
3
октябрь
2015

Да. Элементарные частицы могут двигаться в среде со скоростями, большей фазовой скорости света в среде (не в вакууме!). При этом они излучают. За открытие и объяснение такого излучения Тамм, Франк и Черенков получили Нобелевскую премию в 1958 г. Посмотрите статью "Эффект Вавилова-Черенкова" в википедии - там есть даже анимация и неплохое объяснение эффекта.

Кроме того, если мне не изменяет память, один из примеров "сверхсветового движения" приводился еще в дискуссиях времен создания теории относительности. Представьте, что у вас есть источник света, диафрагма со шторкой и очень-очень-очень далекий космический экран. И вы опускается шторку. При достаточном удалении экрана от источника света тень (ТЕНЬ!) будет двигаться по экрану быстрее скорости света. Но это - не запрещено теорией относительности. (Кажется, я не соврал).

4
0
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта