మార్చి 25, 2017
ప్రయాణం చేయు సూపర్లూమినల్ వేగం- స్థలం యొక్క పునాదులలో ఒకటి వైజ్ఞానిక కల్పన. అయినప్పటికీ, బహుశా ప్రతి ఒక్కరూ - భౌతిక శాస్త్రానికి దూరంగా ఉన్న వ్యక్తులు కూడా - గరిష్టంగా తెలుసు సాధ్యం వేగంభౌతిక వస్తువుల కదలిక లేదా ఏదైనా సంకేతాల ప్రచారం శూన్యంలో కాంతి వేగం. ఇది c అక్షరంతో నియమించబడింది మరియు సెకనుకు దాదాపు 300 వేల కిలోమీటర్లు; ఖచ్చితమైన విలువ s = 299,792,458 m/s.
వాక్యూమ్‌లో కాంతి వేగం ప్రాథమిక భౌతిక స్థిరాంకాలలో ఒకటి. c మించిన వేగాన్ని సాధించడం అసంభవం నుండి అనుసరిస్తుంది ప్రత్యేక సిద్ధాంతంఐన్స్టీన్ యొక్క సాపేక్షత (SRT). సూపర్లూమినల్ వేగంతో సిగ్నల్స్ ప్రసారం సాధ్యమవుతుందని నిరూపించగలిగితే, సాపేక్షత సిద్ధాంతం పడిపోతుంది. c కంటే ఎక్కువ వేగం యొక్క ఉనికిపై నిషేధాన్ని తిరస్కరించడానికి అనేక ప్రయత్నాలు చేసినప్పటికీ ఇప్పటివరకు ఇది జరగలేదు. అయితే, లో ప్రయోగాత్మక అధ్యయనాలుఇటీవల, కొన్ని చాలా ఆసక్తికరమైన దృగ్విషయాలు కనుగొనబడ్డాయి, ప్రత్యేకంగా సృష్టించబడిన పరిస్థితులలో సూపర్లూమినల్ వేగాన్ని గమనించడం సాధ్యమవుతుందని మరియు అదే సమయంలో సాపేక్షత సిద్ధాంతం యొక్క సూత్రాలు ఉల్లంఘించబడవని సూచిస్తున్నాయి.
ప్రారంభించడానికి, కాంతి వేగం యొక్క సమస్యకు సంబంధించిన ప్రధాన అంశాలను గుర్తుచేసుకుందాం.
అన్నింటిలో మొదటిది: ఇది ఎందుకు అసాధ్యం (ఉంటే సాధారణ పరిస్థితులు) కాంతి పరిమితిని మించిందా? ఎందుకంటే అప్పుడు మన ప్రపంచం యొక్క ప్రాథమిక చట్టం ఉల్లంఘించబడుతుంది - కారణవాద చట్టం, దీని ప్రకారం ప్రభావం కారణానికి ముందు ఉండదు. ఉదాహరణకు, ఒక ఎలుగుబంటి మొదట చనిపోయి, ఆపై వేటగాడు కాల్చినట్లు ఎవరూ గమనించలేదు. c కంటే ఎక్కువ వేగంతో, ఈవెంట్‌ల క్రమం రివర్స్ అవుతుంది, టైమ్ టేప్ రివైండ్ చేయబడుతుంది. కింది సాధారణ తార్కికం నుండి దీన్ని ధృవీకరించడం సులభం.
మనం ఒకరకమైన అంతరిక్ష అద్భుత నౌకలో ఉన్నామని, కాంతి కంటే వేగంగా కదులుతున్నామని అనుకుందాం. అప్పుడు మనం అంతకుముందు మరియు అంతకుముందు సమయాల్లో మూలం ద్వారా విడుదలయ్యే కాంతిని క్రమంగా పట్టుకుంటాము. మొదట, మేము విడుదల చేసిన ఫోటాన్‌లను పట్టుకుంటాము, చెప్పండి, నిన్న, తరువాత నిన్న ముందు రోజు విడుదలైనవి, తరువాత ఒక వారం, ఒక నెల, ఒక సంవత్సరం క్రితం, మరియు మొదలైనవి. కాంతి మూలం జీవితాన్ని ప్రతిబింబించే అద్దం అయితే, మనం మొదట నిన్నటి సంఘటనలను చూస్తాము, తరువాత నిన్నటికి ముందు రోజు మరియు మొదలైనవి. క్రమక్రమంగా నడివయస్కుడిగా, ఆ తర్వాత యువకుడిగా, యువకుడిగా, చిన్నపిల్లగా మారే వృద్ధుడిని మనం చూడగలిగాం. గతం. కారణాలు మరియు ప్రభావాలు తర్వాత స్థలాలను మారుస్తాయి.
ఈ చర్చ కాంతిని పరిశీలించే ప్రక్రియ యొక్క సాంకేతిక వివరాలను పూర్తిగా విస్మరించినప్పటికీ, ప్రాథమిక దృక్కోణం నుండి సూపర్లూమినల్ వేగంతో కదలిక మన ప్రపంచంలో అసాధ్యమైన పరిస్థితికి దారితీస్తుందని స్పష్టంగా చూపిస్తుంది. అయినప్పటికీ, ప్రకృతి మరింత కఠినమైన షరతులను విధించింది: కదలిక సూపర్లూమినల్ వేగంతో మాత్రమే కాదు, వేగంతో కూడా సాధించబడదు. సమాన వేగంకాంతి - మీరు దానిని మాత్రమే చేరుకోవచ్చు. సాపేక్షత సిద్ధాంతం ప్రకారం, కదలిక వేగం పెరిగినప్పుడు, మూడు పరిస్థితులు తలెత్తుతాయి: కదిలే వస్తువు యొక్క ద్రవ్యరాశి పెరుగుతుంది, కదలిక దిశలో దాని పరిమాణం తగ్గుతుంది మరియు ఈ వస్తువుపై సమయ ప్రవాహం మందగిస్తుంది (బిందువు నుండి బాహ్య "విశ్రాంతి" పరిశీలకుని దృష్టిలో). సాధారణ వేగంతో, ఈ మార్పులు చాలా తక్కువ, కానీ అవి కాంతి వేగాన్ని చేరుకున్నప్పుడు అవి మరింత గుర్తించదగినవి, మరియు పరిమితిలో - సికి సమానమైన వేగంతో - ద్రవ్యరాశి అనంతంగా పెద్దదిగా మారుతుంది, వస్తువు పూర్తిగా దిశలో పరిమాణాన్ని కోల్పోతుంది కదలిక మరియు సమయం దానిపై ఆగిపోతుంది. అందువల్ల, ఏ భౌతిక శరీరమూ కాంతి వేగాన్ని చేరుకోదు. కాంతికి మాత్రమే అంత వేగం ఉంటుంది! (మరియు "అన్ని చొచ్చుకొనిపోయే" కణం - న్యూట్రినో, ఇది ఫోటాన్ లాగా, c కంటే తక్కువ వేగంతో కదలదు.)
ఇప్పుడు సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిషన్ వేగం గురించి. ఇక్కడ విద్యుదయస్కాంత తరంగాల రూపంలో కాంతి యొక్క ప్రాతినిధ్యాన్ని ఉపయోగించడం సముచితం. సిగ్నల్ అంటే ఏమిటి? ఇది ప్రసారం చేయవలసిన కొంత సమాచారం. పర్ఫెక్ట్ విద్యుదయస్కాంత తరంగం- ఇది ఖచ్చితంగా ఒక పౌనఃపున్యం యొక్క అనంతమైన సైనసోయిడ్, మరియు ఇది ఎటువంటి సమాచారాన్ని తీసుకువెళ్లదు, ఎందుకంటే అటువంటి సైనూసోయిడ్ యొక్క ప్రతి కాలం సరిగ్గా మునుపటిది పునరావృతమవుతుంది. సైన్ వేవ్ యొక్క దశ యొక్క కదలిక వేగం - అని పిలవబడే దశ వేగం - కొన్ని పరిస్థితులలో, మాధ్యమంలో శూన్యంలో కాంతి వేగాన్ని మించిపోతుంది. ఇక్కడ ఎటువంటి పరిమితులు లేవు, ఎందుకంటే దశ వేగం సిగ్నల్ యొక్క వేగం కాదు - ఇది ఇంకా ఉనికిలో లేదు. సిగ్నల్ సృష్టించడానికి, మీరు వేవ్‌పై కొంత రకమైన “మార్క్” చేయాలి. అటువంటి గుర్తు, ఉదాహరణకు, ఏదైనా వేవ్ పారామితులలో మార్పు కావచ్చు - వ్యాప్తి, ఫ్రీక్వెన్సీ లేదా ప్రారంభ దశ. కానీ మార్క్ చేసిన వెంటనే, అల దాని సైనుసోయిడాలిటీని కోల్పోతుంది. ఇది మాడ్యులేట్ అవుతుంది, వివిధ వ్యాప్తి, పౌనఃపున్యాలు మరియు ప్రారంభ దశలతో కూడిన సాధారణ సైన్ తరంగాల సమితిని కలిగి ఉంటుంది - తరంగాల సమూహం. మాడ్యులేటెడ్ వేవ్‌లో మార్క్ కదిలే వేగం సిగ్నల్ వేగం. మాధ్యమంలో ప్రచారం చేస్తున్నప్పుడు, ఈ వేగం సాధారణంగా సమూహ వేగంతో సమానంగా ఉంటుంది, ఇది మొత్తంగా పైన పేర్కొన్న తరంగాల సమూహం యొక్క ప్రచారాన్ని వర్గీకరిస్తుంది ("సైన్స్ అండ్ లైఫ్" నం. 2, 2000 చూడండి). సాధారణ పరిస్థితుల్లో, సమూహ వేగం, అందువలన సిగ్నల్ వేగం, శూన్యంలో కాంతి వేగం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. "సాధారణ పరిస్థితుల్లో" అనే వ్యక్తీకరణ ఇక్కడ ఉపయోగించబడటం యాదృచ్ఛికంగా కాదు, ఎందుకంటే కొన్ని సందర్భాల్లో సమూహ వేగం c కంటే ఎక్కువగా ఉండవచ్చు లేదా దాని అర్థాన్ని కూడా కోల్పోవచ్చు, కానీ అది సిగ్నల్ ప్రచారాన్ని సూచించదు. సి కంటే ఎక్కువ వేగంతో సిగ్నల్‌ను ప్రసారం చేయడం అసాధ్యం అని సర్వీస్ స్టేషన్ నిర్ధారిస్తుంది.
ఇది ఎందుకు? ఎందుకంటే c కంటే ఎక్కువ వేగంతో ఏదైనా సంకేతాన్ని ప్రసారం చేయడానికి అడ్డంకి అదే కారణ సూత్రం. అలాంటి పరిస్థితిని ఊహించుకుందాం. కొన్ని పాయింట్ వద్ద A, లైట్ ఫ్లాష్ (ఈవెంట్ 1) ఒక నిర్దిష్ట రేడియో సిగ్నల్‌ను పంపే పరికరాన్ని ఆన్ చేస్తుంది మరియు రిమోట్ పాయింట్ B వద్ద, ఈ రేడియో సిగ్నల్ ప్రభావంతో, పేలుడు సంభవిస్తుంది (ఈవెంట్ 2). సంఘటన 1 (మంట) కారణమని మరియు సంఘటన 2 (పేలుడు) సంభవించే పర్యవసానమని స్పష్టమైంది తరువాత కారణాలు. కానీ రేడియో సిగ్నల్ సూపర్లూమినల్ వేగంతో ప్రచారం చేయబడితే, పాయింట్ B దగ్గర ఉన్న పరిశీలకుడు మొదట పేలుడును చూస్తాడు, ఆపై మాత్రమే పేలుడు యొక్క కారణం కాంతి ఫ్లాష్ వేగంతో అతనికి చేరుకుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఈ పరిశీలకుడికి, ఈవెంట్ 1 కంటే ముందుగా ఈవెంట్ 2 సంభవించి ఉండేది, అంటే ప్రభావం కారణానికి ముందు ఉండేది.
సాపేక్ష సిద్ధాంతం యొక్క "సూపర్‌లుమినల్ నిషేధం" ఉద్యమంపై మాత్రమే విధించబడిందని నొక్కి చెప్పడం సముచితం. భౌతిక శరీరాలుమరియు సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిషన్. అనేక సందర్భాల్లో, ఏదైనా వేగంతో కదలిక సాధ్యమవుతుంది, అయితే ఇది భౌతిక వస్తువులు లేదా సంకేతాల కదలిక కాదు. ఉదాహరణకు, ఇద్దరు చాలా పొడవైన పాలకులు ఒకే విమానంలో పడుకున్నారని ఊహించండి, వాటిలో ఒకటి అడ్డంగా ఉంది మరియు మరొకటి చిన్న కోణంలో కలుస్తుంది. మొదటి రూలర్‌ను అధిక వేగంతో క్రిందికి (బాణం సూచించిన దిశలో) కదిలిస్తే, పాలకుల ఖండన బిందువు కావలసినంత వేగంగా పరుగెత్తేలా చేయవచ్చు, కానీ ఈ బిందువు భౌతిక శరీరం కాదు. మరొక ఉదాహరణ: మీరు ఫ్లాష్‌లైట్ (లేదా, చెప్పాలంటే, ఇరుకైన పుంజం ఉత్పత్తి చేసే లేజర్) తీసుకొని గాలిలో ఉన్న ఆర్క్‌ను త్వరగా వివరిస్తే, అప్పుడు సరళ వేగంకాంతి పుంజం దూరం మరియు తగినంతగా పెరుగుతుంది గొప్ప దూరం c దాటిపోతుంది. లైట్ స్పాట్ A మరియు B పాయింట్ల మధ్య సూపర్లూమినల్ వేగంతో కదులుతుంది, అయితే ఇది A నుండి Bకి సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిషన్ కాదు, ఎందుకంటే అటువంటి కాంతి ప్రదేశం పాయింట్ A గురించి ఎటువంటి సమాచారాన్ని కలిగి ఉండదు.
సూపర్లూమినల్ స్పీడ్‌ల సమస్య పరిష్కరించబడినట్లు అనిపిస్తుంది. కానీ ఇరవయ్యవ శతాబ్దపు 60వ దశకంలో, సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు టాకియోన్స్ అని పిలువబడే సూపర్లూమినల్ కణాల ఉనికి యొక్క పరికల్పనను ముందుకు తెచ్చారు. ఇవి చాలా విచిత్రమైన కణాలు: సిద్ధాంతపరంగా అవి సాధ్యమే, కానీ సాపేక్షత సిద్ధాంతంతో వైరుధ్యాలను నివారించడానికి, వాటికి ఊహాత్మక విశ్రాంతి ద్రవ్యరాశిని కేటాయించాల్సి వచ్చింది. భౌతికంగా, ఊహాత్మక ద్రవ్యరాశి ఉనికిలో లేదు; ఇది పూర్తిగా గణిత సంగ్రహణ. అయినప్పటికీ, ఇది చాలా అలారం కలిగించలేదు, ఎందుకంటే టాకియోన్లు విశ్రాంతిగా ఉండవు - అవి శూన్యంలో కాంతి వేగాన్ని మించిన వేగంతో మాత్రమే ఉంటాయి (అవి ఉనికిలో ఉంటే!) మరియు ఈ సందర్భంలో టాచియోన్ ద్రవ్యరాశి నిజమైనదిగా మారుతుంది. ఫోటాన్‌లతో ఇక్కడ కొంత సారూప్యత ఉంది: ఫోటాన్ సున్నా విశ్రాంతి ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటుంది, అయితే దీని అర్థం ఫోటాన్ విశ్రాంతిగా ఉండదని - కాంతిని ఆపలేమని.
టాచియోన్ పరికల్పనను కారణ చట్టంతో పునరుద్దరించటం అనేది చాలా కష్టమైన విషయం. ఈ దిశలో చేసిన ప్రయత్నాలు, చాలా తెలివిగా ఉన్నప్పటికీ, స్పష్టమైన విజయానికి దారితీయలేదు. ఎవరూ కూడా ప్రయోగాత్మకంగా tachyons నమోదు చేయలేకపోయారు. ఫలితంగా, సూపర్లూమినల్ ఎలిమెంటరీ పార్టికల్స్‌గా టాకియాన్‌లపై ఆసక్తి క్రమంగా తగ్గిపోయింది.
అయితే, 60వ దశకంలో, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలను మొదట గందరగోళానికి గురిచేసే ఒక దృగ్విషయం ప్రయోగాత్మకంగా కనుగొనబడింది. ఇది A. N. ఒరేవ్స్కీ "యాంప్లిఫైయింగ్ మీడియాలో సూపర్లూమినల్ వేవ్స్" (UFN నం. 12, 1998) వ్యాసంలో వివరంగా వివరించబడింది. ఇక్కడ మేము విషయం యొక్క సారాంశాన్ని క్లుప్తంగా సంగ్రహిస్తాము, పేర్కొన్న కథనానికి వివరాలపై ఆసక్తి ఉన్న పాఠకులను సూచిస్తాము.
లేజర్‌లను కనుగొన్న వెంటనే - 60వ దశకం ప్రారంభంలో - తక్కువ (సుమారు 1 ns = 10-9 సె) కాంతి పప్పులను పొందడంలో సమస్య తలెత్తింది. అధిక శక్తి. దీన్ని చేయడానికి, ఆప్టికల్ క్వాంటం యాంప్లిఫైయర్ ద్వారా ఒక చిన్న లేజర్ పల్స్ పంపబడింది. బీమ్ స్ప్లిటింగ్ మిర్రర్ ద్వారా పల్స్ రెండు భాగాలుగా విభజించబడింది. వాటిలో ఒకటి, మరింత శక్తివంతమైనది, యాంప్లిఫైయర్‌కు పంపబడింది, మరియు మరొకటి గాలిలో ప్రచారం చేయబడింది మరియు యాంప్లిఫైయర్ గుండా వెళుతున్న పల్స్‌ను పోల్చగలిగే రిఫరెన్స్ పల్స్‌గా పనిచేసింది. రెండు పప్పులు ఫోటోడెటెక్టర్‌లకు అందించబడ్డాయి మరియు వాటి అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్‌లను ఓసిల్లోస్కోప్ స్క్రీన్‌పై దృశ్యమానంగా గమనించవచ్చు. రిఫరెన్స్ పల్స్‌తో పోల్చితే యాంప్లిఫైయర్ గుండా వెళుతున్న లైట్ పల్స్ కొంత ఆలస్యం అవుతుందని అంచనా వేయబడింది, అంటే యాంప్లిఫైయర్‌లో కాంతి ప్రచారం వేగం గాలిలో కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. పల్స్ గాలి కంటే ఎక్కువ వేగంతో మాత్రమే కాకుండా, శూన్యంలో కాంతి వేగం కంటే అనేక రెట్లు ఎక్కువ వేగంతో యాంప్లిఫైయర్ ద్వారా ప్రచారం చేయబడుతుందని కనుగొన్నప్పుడు పరిశోధకులు ఎంత ఆశ్చర్యపోయారో ఊహించండి!
మొదటి షాక్ నుండి కోలుకున్న తరువాత, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు అటువంటి ఊహించని ఫలితానికి కారణాన్ని వెతకడం ప్రారంభించారు. ప్రత్యేక సాపేక్ష సిద్ధాంతం యొక్క సూత్రాల గురించి ఎవరికీ స్వల్పంగా అనుమానం కూడా లేదు, మరియు ఇది సరైన వివరణను కనుగొనడంలో సహాయపడింది: SRT యొక్క సూత్రాలు భద్రపరచబడితే, అప్పుడు సమాధానం విస్తరించే మాధ్యమం యొక్క లక్షణాలలో వెతకాలి.
ఇక్కడ వివరాలలోకి వెళ్లకుండా, మేము దానిని మాత్రమే సూచిస్తాము వివరణాత్మక విశ్లేషణమెరుగుపరిచే మాధ్యమం యొక్క చర్య యొక్క యంత్రాంగం పరిస్థితిని పూర్తిగా స్పష్టం చేసింది. పల్స్ యొక్క ప్రచారం సమయంలో ఫోటాన్ల ఏకాగ్రతలో మార్పు - పల్స్ యొక్క వెనుక భాగం గడిచే సమయంలో ప్రతికూల విలువ వరకు మాధ్యమం యొక్క లాభంలో మార్పు వలన సంభవించే మార్పు, మాధ్యమం ఇప్పటికే గ్రహించినప్పుడు. శక్తి, ఎందుకంటే లైట్ పల్స్‌కు బదిలీ చేయడం వల్ల దాని స్వంత నిల్వ ఇప్పటికే ఉపయోగించబడింది. శోషణ పెరుగుదలకు కారణమవుతుంది, కానీ ప్రేరణ బలహీనపడుతుంది, అందువలన ప్రేరణ ముందు భాగంలో బలపడుతుంది మరియు వెనుక భాగంలో బలహీనపడుతుంది. యాంప్లిఫైయర్ మాధ్యమంలో కాంతి వేగంతో కదిలే పరికరాన్ని ఉపయోగించి మనం పల్స్‌ని గమనిస్తున్నామని ఊహించుకుందాం. మాధ్యమం పారదర్శకంగా ఉంటే, చలనం లేకుండా స్తంభింపచేసిన ప్రేరణను మనం చూస్తాము. పైన పేర్కొన్న ప్రక్రియ జరిగే వాతావరణంలో, లీడింగ్ ఎడ్జ్‌ను బలోపేతం చేయడం మరియు పల్స్ వెనుక ఉన్న అంచు బలహీనపడటం అనేది పరిశీలకుడికి కనిపిస్తుంది, తద్వారా మాధ్యమం పల్స్‌ను ముందుకు తరలించినట్లు అనిపిస్తుంది. కానీ పరికరం (పరిశీలకుడు) కాంతి వేగంతో కదులుతుంది, మరియు ప్రేరణ దానిని అధిగమిస్తుంది కాబట్టి, ప్రేరణ వేగం కాంతి వేగాన్ని మించిపోతుంది! ఈ ప్రభావం ప్రయోగాత్మకంగా నమోదు చేయబడింది. మరియు ఇక్కడ నిజంగా సాపేక్షత సిద్ధాంతానికి ఎటువంటి వైరుధ్యం లేదు: యాంప్లిఫికేషన్ ప్రక్రియ కేవలం ఇంతకు ముందు వచ్చిన ఫోటాన్ల ఏకాగ్రత తరువాత వచ్చిన వాటి కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఇది సూపర్లూమినల్ వేగంతో కదిలే ఫోటాన్లు కాదు, పల్స్ ఎన్వలప్, ప్రత్యేకించి దాని గరిష్టం, ఇది ఓసిల్లోస్కోప్‌లో గమనించబడుతుంది.
అందువల్ల, సాధారణ మాధ్యమంలో ఎల్లప్పుడూ కాంతి బలహీనపడటం మరియు దాని వేగం తగ్గడం, వక్రీభవన సూచిక ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, క్రియాశీల లేజర్ మీడియాలో కాంతి యొక్క విస్తరణ మాత్రమే కాకుండా, సూపర్లూమినల్ వేగంతో పల్స్ ప్రచారం కూడా ఉంటుంది.
కొంతమంది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు సొరంగం ప్రభావం సమయంలో సూపర్లూమినల్ మోషన్ ఉనికిని ప్రయోగాత్మకంగా నిరూపించడానికి ప్రయత్నించారు - ఇది అత్యంత అద్భుతమైన దృగ్విషయాలలో ఒకటి. క్వాంటం మెకానిక్స్. ఈ ప్రభావం ఒక మైక్రోపార్టికల్ (మరింత ఖచ్చితంగా, వివిధ పరిస్థితులలో, ఒక కణం యొక్క లక్షణాలను మరియు తరంగ లక్షణాలను రెండింటినీ ప్రదర్శించే సూక్ష్మ వస్తువు) సంభావ్య అవరోధం అని పిలవబడే ఒక దృగ్విషయం ద్వారా చొచ్చుకుపోయే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. లో పూర్తిగా అసాధ్యం క్లాసికల్ మెకానిక్స్(దీనిలో సారూప్యత క్రింది పరిస్థితిగా ఉంటుంది: గోడపై విసిరిన బంతి గోడకు అవతలి వైపున ముగుస్తుంది, లేదా గోడకు కట్టబడిన తాడుకు అందించబడిన అల-వంటి చలనం కట్టబడిన తాడుకు బదిలీ చేయబడుతుంది. మరొక వైపు గోడ). క్వాంటం మెకానిక్స్‌లో సొరంగం ప్రభావం యొక్క సారాంశం క్రింది విధంగా ఉంది. ఒక నిర్దిష్ట శక్తి కలిగిన సూక్ష్మ వస్తువు దాని మార్గంలో సూక్ష్మ వస్తువు యొక్క శక్తిని మించిన సంభావ్య శక్తి ఉన్న ప్రాంతాన్ని ఎదుర్కొంటే, ఈ ప్రాంతం దానికి అవరోధంగా ఉంటుంది, దీని ఎత్తు శక్తి వ్యత్యాసం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. కానీ సూక్ష్మ వస్తువు అవరోధం ద్వారా "లీక్స్"! ఈ అవకాశం అతనికి బాగా తెలిసిన హైసెన్‌బర్గ్ అనిశ్చితి సంబంధం ద్వారా అందించబడింది, ఇది పరస్పర చర్య యొక్క శక్తి మరియు సమయం కోసం వ్రాయబడింది. అవరోధంతో సూక్ష్మ వస్తువు యొక్క పరస్పర చర్య చాలా నిర్దిష్ట సమయంలో జరిగితే, మైక్రోబ్జెక్ట్ యొక్క శక్తి, దీనికి విరుద్ధంగా, అనిశ్చితితో వర్గీకరించబడుతుంది మరియు ఈ అనిశ్చితి అవరోధం యొక్క ఎత్తు క్రమంలో ఉంటే, అప్పుడు తరువాతి మైక్రోబ్జెక్ట్‌కు అధిగమించలేని అడ్డంకిగా నిలిచిపోతుంది. సంభావ్య అవరోధం ద్వారా చొచ్చుకుపోయే వేగం చాలా మంది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలచే పరిశోధన యొక్క అంశంగా మారింది, ఇది c కంటే ఎక్కువగా ఉంటుందని నమ్ముతారు.
జూన్ 1998లో, సమస్యలపై అంతర్జాతీయ సింపోజియం సూపర్లూమినల్ కదలికలు, నాలుగు ప్రయోగశాలలలో పొందిన ఫలితాలు చర్చించబడ్డాయి - బర్కిలీ, వియన్నా, కొలోన్ మరియు ఫ్లోరెన్స్‌లో.
చివరకు, 2000లో, సూపర్లూమినల్ ప్రచారం యొక్క ప్రభావాలు కనిపించిన రెండు కొత్త ప్రయోగాల గురించి నివేదికలు వచ్చాయి. వాటిలో ఒకటి ప్రిన్స్‌టన్ రీసెర్చ్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ (USA)లో లిజున్ వాంగ్ మరియు అతని సహచరులు ప్రదర్శించారు. దీని ఫలితంగా సీసియం ఆవిరితో నిండిన గదిలోకి ప్రవేశించే కాంతి పల్స్ దాని వేగాన్ని 300 రెట్లు పెంచుతుంది. పల్స్ ముందు గోడ గుండా గదిలోకి ప్రవేశించిన దానికంటే ముందుగానే పల్స్ యొక్క ప్రధాన భాగం గది యొక్క సుదూర గోడ నుండి నిష్క్రమించిందని తేలింది. ఈ పరిస్థితి విరుద్ధం మాత్రమే కాదు ఇంగిత జ్ఞనం, కానీ, సారాంశంలో, సాపేక్షత సిద్ధాంతం.
L. వాంగ్ యొక్క సందేశం భౌతిక శాస్త్రవేత్తల మధ్య తీవ్రమైన చర్చకు కారణమైంది, వీరిలో ఎక్కువ మంది పొందిన ఫలితాలలో సాపేక్షత సూత్రాల ఉల్లంఘనను చూడడానికి ఇష్టపడలేదు. ఈ ప్రయోగాన్ని సరిగ్గా వివరించడమే సవాలు అని వారు నమ్ముతున్నారు.
L. వాంగ్ యొక్క ప్రయోగంలో, సీసియం ఆవిరితో గదిలోకి ప్రవేశించే కాంతి పల్స్ సుమారు 3 μs వ్యవధిని కలిగి ఉంటుంది. సీసియం పరమాణువులు పదహారు క్వాంటం మెకానికల్ స్థితులలో ఉండవచ్చు, వీటిని "భూమి స్థితి యొక్క హైపర్‌ఫైన్ మాగ్నెటిక్ సబ్‌లెవల్స్" అని పిలుస్తారు. ఆప్టికల్ లేజర్ పంపింగ్ ఉపయోగించి, దాదాపు అన్ని పరమాణువులు ఈ పదహారు రాష్ట్రాలలో ఒకదానిలోకి మాత్రమే తీసుకురాబడ్డాయి, దాదాపుగా సంపూర్ణ సున్నాకెల్విన్ స్కేలుపై ఉష్ణోగ్రత (-273.15°C). సీసియం చాంబర్ పొడవు 6 సెంటీమీటర్లు. శూన్యంలో, కాంతి 0.2 nsలో 6 సెంటీమీటర్లు ప్రయాణిస్తుంది. కొలతలు చూపినట్లుగా, కాంతి పల్స్ వాక్యూమ్ కంటే 62 ns తక్కువ సమయంలో సీసియంతో గది గుండా వెళుతుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, పల్స్ సీసియం మాధ్యమం గుండా వెళ్ళడానికి పట్టే సమయానికి మైనస్ గుర్తు ఉంటుంది! నిజానికి, మనం 0.2 ns నుండి 62 nsని తీసివేస్తే, మనకు "ప్రతికూల" సమయం వస్తుంది. మాధ్యమంలో ఈ "ప్రతికూల ఆలస్యం" - అపారమయిన టైమ్ జంప్ - పల్స్ ఒక శూన్యంలో గది గుండా 310 పాస్‌లు చేసే సమయానికి సమానం. ఈ "తాత్కాలిక రివర్సల్" యొక్క పర్యవసానమేమిటంటే, ఇన్కమింగ్ పల్స్ ఛాంబర్ యొక్క సమీప గోడకు చేరుకోవడానికి ముందు గది నుండి బయలుదేరిన పల్స్ దాని నుండి 19 మీటర్ల దూరంలో కదలగలిగింది. అటువంటి అద్భుతమైన పరిస్థితిని ఎలా వివరించవచ్చు (అయితే, ప్రయోగం యొక్క స్వచ్ఛతను మేము అనుమానించకపోతే)?
కొనసాగుతున్న చర్చను బట్టి చూస్తే, ఖచ్చితమైన వివరణ ఇంకా కనుగొనబడలేదు, అయితే మాధ్యమం యొక్క అసాధారణ వ్యాప్తి లక్షణాలు ఇక్కడ పాత్ర పోషిస్తాయనడంలో సందేహం లేదు: లేజర్ కాంతి ద్వారా ఉత్తేజితమయ్యే అణువులతో కూడిన సీసియం ఆవిరి, క్రమరహిత వ్యాప్తితో కూడిన మాధ్యమం. . అది ఏమిటో క్లుప్తంగా గుర్తుచేసుకుందాం.
ఒక పదార్ధం యొక్క వ్యాప్తి అనేది కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం lపై దశ (సాధారణ) వక్రీభవన సూచిక nపై ఆధారపడటమే. సాధారణ వ్యాప్తితో, తరంగదైర్ఘ్యం తగ్గడంతో వక్రీభవన సూచిక పెరుగుతుంది మరియు ఇది గాజు, నీరు, గాలి మరియు కాంతికి పారదర్శకంగా ఉండే అన్ని ఇతర పదార్ధాలలో ఉంటుంది. కాంతిని బలంగా గ్రహించే పదార్ధాలలో, తరంగదైర్ఘ్యంలో మార్పుతో వక్రీభవన సూచిక యొక్క కోర్సు తారుమారు అవుతుంది మరియు చాలా కోణీయంగా మారుతుంది: తగ్గుతున్న l (ఫ్రీక్వెన్సీ w), వక్రీభవన సూచిక బాగా తగ్గుతుంది మరియు ఒక నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం ప్రాంతంలో ఐక్యత కంటే తక్కువగా ఉంటుంది ( దశ వేగం Vf > s ). ఇది క్రమరహిత వ్యాప్తి, దీనిలో ఒక పదార్ధంలో కాంతి ప్రచారం యొక్క నమూనా తీవ్రంగా మారుతుంది. సమూహ వేగం Vgr తరంగాల దశ వేగం కంటే ఎక్కువగా మారుతుంది మరియు వాక్యూమ్‌లో కాంతి వేగాన్ని మించిపోతుంది (మరియు ప్రతికూలంగా కూడా మారుతుంది). L. వాంగ్ తన ప్రయోగం యొక్క ఫలితాలను వివరించే అవకాశం అంతర్లీనంగా ఈ పరిస్థితిని సూచించాడు. ఏది ఏమైనప్పటికీ, Vgr > c షరతు పూర్తిగా లాంఛనప్రాయమని గమనించాలి, ఎందుకంటే చిన్న (సాధారణ) వ్యాప్తికి, పారదర్శక మాధ్యమం కోసం, తరంగాల సమూహం దాదాపుగా దాని ఆకారాన్ని మార్చుకోనప్పుడు సమూహ వేగం అనే భావన ప్రవేశపెట్టబడింది. ప్రచారం సమయంలో. క్రమరహిత వ్యాప్తి యొక్క ప్రాంతాలలో, కాంతి పల్స్ త్వరగా వైకల్యం చెందుతుంది మరియు సమూహ వేగం యొక్క భావన దాని అర్ధాన్ని కోల్పోతుంది; ఈ సందర్భంలో, సిగ్నల్ వేగం మరియు శక్తి ప్రచారం వేగం యొక్క భావనలు ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి, ఇవి పారదర్శక మాధ్యమంలో సమూహ వేగంతో సమానంగా ఉంటాయి మరియు శోషణతో మాధ్యమంలో వాక్యూమ్‌లో కాంతి వేగం కంటే తక్కువగా ఉంటాయి. కానీ వాంగ్ యొక్క ప్రయోగం గురించి ఆసక్తికరమైనది ఇక్కడ ఉంది: ఒక కాంతి పల్స్, క్రమరహిత వ్యాప్తితో మాధ్యమం గుండా వెళుతుంది, అది వైకల్యం చెందదు - ఇది ఖచ్చితంగా దాని ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది! మరియు ఇది సమూహ వేగంతో ప్రేరణ ప్రచారం చేస్తుందనే ఊహకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. కానీ అలా అయితే, మాధ్యమంలో శోషణం లేదని తేలింది, అయినప్పటికీ మాధ్యమం యొక్క క్రమరహిత వ్యాప్తి ఖచ్చితంగా శోషణ కారణంగా ఉంటుంది! వాంగ్ స్వయంగా, చాలా అస్పష్టంగా ఉందని అంగీకరిస్తూ, తన ప్రయోగాత్మక సెటప్‌లో ఏమి జరుగుతుందో, మొదటి ఉజ్జాయింపుకు స్పష్టంగా వివరించవచ్చని నమ్మాడు. క్రింది విధంగా.
కాంతి పల్స్ వివిధ తరంగదైర్ఘ్యాలతో (ఫ్రీక్వెన్సీలు) అనేక భాగాలను కలిగి ఉంటుంది. బొమ్మ ఈ భాగాలలో మూడు చూపిస్తుంది (తరంగాలు 1-3). ఏదో ఒక సమయంలో, మూడు తరంగాలు దశలో ఉంటాయి (వాటి గరిష్టం సమానంగా ఉంటాయి); ఇక్కడ వారు, జోడించడం, ఒకరినొకరు బలపరుస్తాయి మరియు ఒక ప్రేరణను ఏర్పరుస్తాయి. అవి అంతరిక్షంలో మరింత ప్రచారం చేస్తున్నప్పుడు, తరంగాలు క్షీణించబడతాయి మరియు తద్వారా ఒకదానికొకటి "రద్దు" అవుతాయి.
క్రమరహిత విక్షేపణ ప్రాంతంలో (సీసియం సెల్ లోపల), తక్కువగా ఉన్న తరంగం (వేవ్ 1) పొడవుగా మారుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, మూడింటిలో (వేవ్ 3) పొడవుగా ఉన్న తరంగం చిన్నదిగా మారుతుంది.
పర్యవసానంగా, తరంగాల దశలు తదనుగుణంగా మారుతాయి. తరంగాలు సీసియం సెల్ గుండా వెళ్ళిన తర్వాత, వాటి వేవ్‌ఫ్రంట్‌లు పునరుద్ధరించబడతాయి. క్రమరహిత వ్యాప్తితో ఒక పదార్ధంలో అసాధారణ దశ మాడ్యులేషన్‌కు గురైంది, ప్రశ్నలోని మూడు తరంగాలు మళ్లీ ఏదో ఒక దశలో తమను తాము దశలో కనుగొంటాయి. ఇక్కడ అవి మళ్లీ జోడించబడతాయి మరియు సీసియం మాధ్యమంలోకి ప్రవేశించే సరిగ్గా అదే ఆకారం యొక్క పల్స్‌ను ఏర్పరుస్తాయి.
సాధారణంగా గాలిలో, మరియు వాస్తవానికి సాధారణ వ్యాప్తితో పారదర్శక మాధ్యమంలో, ఒక కాంతి పల్స్ రిమోట్ దూరం వరకు ప్రచారం చేసేటప్పుడు దాని ఆకారాన్ని ఖచ్చితంగా నిర్వహించదు, అంటే, దాని అన్ని భాగాలను ప్రచారం మార్గంలో ఏ సుదూర బిందువు వద్దనైనా దశలవారీగా మార్చలేము. మరియు సాధారణ పరిస్థితుల్లో, కొంత సమయం తర్వాత అటువంటి సుదూర పాయింట్ వద్ద ఒక కాంతి పల్స్ కనిపిస్తుంది. అయినప్పటికీ, ప్రయోగంలో ఉపయోగించిన మాధ్యమం యొక్క క్రమరహిత లక్షణాల కారణంగా, రిమోట్ పాయింట్‌లోని పల్స్ ఈ మాధ్యమంలోకి ప్రవేశించేటప్పుడు అదే విధంగా దశలవారీగా మారుతుంది. అందువల్ల, కాంతి పల్స్ సుదూర బిందువుకు వెళ్లే మార్గంలో ప్రతికూల సమయ ఆలస్యం ఉన్నట్లుగా ప్రవర్తిస్తుంది, అనగా, అది మీడియం గుండా వెళ్ళిన దానికంటే ఆలస్యంగా కాదు, ముందుగానే చేరుకుంటుంది!
చాలా మంది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఈ ఫలితాన్ని చాంబర్ యొక్క చెదరగొట్టే మాధ్యమంలో తక్కువ-తీవ్రత పూర్వగామి రూపానికి అనుబంధించడానికి మొగ్గు చూపుతారు. వాస్తవం ఏమిటంటే, పల్స్ యొక్క వర్ణపట కుళ్ళిపోయే సమయంలో, స్పెక్ట్రమ్ పల్స్ యొక్క "ప్రధాన భాగం" కంటే ముందుగా వెళుతున్న పూర్వగామి అని పిలవబడే అతి తక్కువ వ్యాప్తితో ఏకపక్షంగా అధిక పౌనఃపున్యాల భాగాలను కలిగి ఉంటుంది. స్థాపన యొక్క స్వభావం మరియు పూర్వగామి ఆకారం మాధ్యమంలో వ్యాప్తి యొక్క చట్టంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. దీన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, వాంగ్ యొక్క ప్రయోగంలోని సంఘటనల క్రమాన్ని ఈ క్రింది విధంగా వివరించాలని ప్రతిపాదించబడింది. ఇన్కమింగ్ వేవ్, హర్బింగర్‌ను "సాగదీయడం", కెమెరాకు చేరుకుంటుంది. ఇన్కమింగ్ వేవ్ యొక్క శిఖరం గది యొక్క సమీప గోడను తాకడానికి ముందు, పూర్వగామి గదిలో పల్స్ రూపాన్ని ప్రారంభిస్తుంది, ఇది చాలా గోడకు చేరుకుంటుంది మరియు దాని నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది, ఇది "రివర్స్ వేవ్" ను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ తరంగం c కంటే 300 రెట్లు వేగంగా వ్యాపిస్తుంది, సమీప గోడకు చేరుకుంటుంది మరియు ఇన్కమింగ్ వేవ్‌ను కలుస్తుంది. ఒక వేవ్ యొక్క శిఖరాలు మరొక పతనాలను కలుస్తాయి, తద్వారా అవి ఒకదానికొకటి నాశనం చేస్తాయి మరియు ఫలితంగా ఏమీ మిగిలి ఉండదు. ఇన్కమింగ్ వేవ్ సీసియం అణువులకు "రుణాన్ని తిరిగి చెల్లిస్తుంది" అని తేలింది, ఇది గది యొక్క మరొక చివరలో శక్తిని "అప్పు" చేస్తుంది. ప్రయోగం యొక్క ప్రారంభం మరియు ముగింపును మాత్రమే చూసే ఎవరైనా, c కంటే వేగంగా కదులుతున్న సమయంలో "జంప్" చేసే కాంతిని మాత్రమే చూస్తారు.
L. వాంగ్ తన ప్రయోగం సాపేక్షత సిద్ధాంతానికి అనుగుణంగా లేదని నమ్ముతాడు. సూపర్లూమినల్ వేగం యొక్క అసాధ్యత గురించి ప్రకటన, అతను నమ్మాడు, మిగిలిన ద్రవ్యరాశి ఉన్న వస్తువులకు మాత్రమే వర్తిస్తుంది. కాంతిని తరంగాల రూపంలో సూచించవచ్చు, ద్రవ్యరాశి భావన సాధారణంగా వర్తించదు, లేదా సున్నాకి సమానమైన మిగిలిన ద్రవ్యరాశితో ఫోటాన్ల రూపంలో సూచించబడుతుంది. అందువల్ల, వాంగ్ ప్రకారం, శూన్యంలో కాంతి వేగం పరిమితి కాదు. అయినప్పటికీ, వాంగ్ తాను కనుగొన్న ప్రభావం c కంటే ఎక్కువ వేగంతో సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయడం సాధ్యం కాదని అంగీకరించాడు.
యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోని లాస్ అలమోస్ నేషనల్ లాబొరేటరీకి చెందిన భౌతిక శాస్త్రవేత్త పి. మిలోని, "ఇక్కడ ఉన్న సమాచారం ఇప్పటికే పల్స్ యొక్క అగ్ర అంచులో ఉంది" అని చెప్పారు. పంపడం లేదు."
చాలా మంది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు నమ్ముతారు కొత్త ఉద్యోగంప్రాథమిక సూత్రాలను దెబ్బతీయదు. కానీ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలందరూ సమస్య పరిష్కరించబడిందని నమ్మరు. ఇటాలియన్ నుండి ప్రొఫెసర్ ఎ. రన్‌ఫాగ్ని పరిశోధన సమూహం, 2000లో మరొక ఆసక్తికరమైన ప్రయోగాన్ని చేసిన వారు, ప్రశ్న ఇప్పటికీ తెరిచి ఉందని అభిప్రాయపడ్డారు. డేనియల్ ముగ్నై, అనెడియో రన్‌ఫాగ్ని మరియు రోకో రుగ్గేరి చేసిన ఈ ప్రయోగం, సాధారణ గాలిలో సెంటీమీటర్-వేవ్ రేడియో తరంగాలు c కంటే 25% వేగంతో ప్రయాణిస్తాయని కనుగొన్నారు.
సంగ్రహంగా చెప్పాలంటే, మనం ఈ క్రింది విధంగా చెప్పవచ్చు.
పనిచేస్తుంది ఇటీవలి సంవత్సరాలలోకొన్ని పరిస్థితులలో సూపర్లూమినల్ వేగం వాస్తవానికి సంభవించవచ్చు. అయితే సూపర్లూమినల్ వేగంతో సరిగ్గా కదలడం ఏమిటి? సాపేక్షత సిద్ధాంతం, ఇప్పటికే చెప్పినట్లుగా, భౌతిక వస్తువులకు మరియు సమాచారాన్ని మోసుకెళ్ళే సంకేతాలకు అటువంటి వేగాన్ని నిషేధిస్తుంది. అయినప్పటికీ, కొంతమంది పరిశోధకులు చాలా పట్టుదలతో ప్రత్యేకంగా సిగ్నల్స్ కోసం కాంతి అవరోధాన్ని అధిగమించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. దీనికి కారణం ప్రత్యేక సాపేక్షత సిద్ధాంతానికి ఖచ్చితమైన గణిత సంబంధమైన సమర్థన లేదు (మాక్స్వెల్ యొక్క సమీకరణాల ఆధారంగా, చెప్పండి విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం) c కంటే ఎక్కువ వేగంతో సంకేతాలను ప్రసారం చేయడం అసంభవం. STRలో అటువంటి అసంభవం స్థాపించబడింది, వేగాలను జోడించడానికి ఐన్స్టీన్ సూత్రం ఆధారంగా పూర్తిగా అంకగణితం అని చెప్పవచ్చు, అయితే ఇది ప్రాథమికంగా కారణ సూత్రం ద్వారా నిర్ధారించబడింది. ఐన్స్టీన్ స్వయంగా, సూపర్లూమినల్ సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిషన్ సమస్యను పరిగణలోకి తీసుకుంటూ, ఈ సందర్భంలో "... మేము సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిషన్ మెకానిజం సాధ్యమయ్యేలా పరిగణించవలసి వస్తుంది, దీనిలో సాధించిన చర్య కారణానికి ముందు ఉంటుంది. అయితే, ఈ ఫలితం పూర్తిగా తార్కిక పాయింట్ నుండి వచ్చినప్పటికీ. దృక్కోణం దానికదే కలిగి ఉండదు, నా అభిప్రాయం ప్రకారం, ఎటువంటి వైరుధ్యాలు లేవు; అయినప్పటికీ ఇది మా మొత్తం అనుభవం యొక్క స్వభావానికి విరుద్ధంగా ఉంది, V > c ఊహ యొక్క అసంభవం తగినంతగా నిరూపించబడినట్లు అనిపిస్తుంది." కారణ సూత్రం అనేది సూపర్లూమినల్ సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిషన్ యొక్క అసంభవానికి మూలస్తంభం. మరియు, స్పష్టంగా, మినహాయింపు లేకుండా సూపర్లూమినల్ సిగ్నల్స్ కోసం చేసిన అన్ని శోధనలు ఈ రాయిపై పొరపాట్లు చేస్తాయి, ప్రయోగాలు చేసేవారు అలాంటి సంకేతాలను గుర్తించాలనుకుంటున్నారు, ఎందుకంటే మన ప్రపంచం అలాంటిది.
కానీ ఇప్పటికీ, సాపేక్షత గణితం ఇప్పటికీ సూపర్లూమినల్ వేగంతో పనిచేస్తుందని ఊహించుకుందాం. దీని అర్థం, ఒక శరీరం కాంతి వేగాన్ని మించిపోతే ఏమి జరుగుతుందో సిద్ధాంతపరంగా మనం ఇంకా కనుగొనవచ్చు.
మన గ్రహం నుండి 100 కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉన్న నక్షత్రం వైపు భూమి నుండి రెండు అంతరిక్ష నౌకలు వెళ్తున్నాయని ఊహించుకుందాం. మొదటి ఓడ భూమి నుండి 50% కాంతి వేగంతో బయలుదేరుతుంది, కాబట్టి ప్రయాణాన్ని పూర్తి చేయడానికి 200 సంవత్సరాలు పడుతుంది. ఊహాజనిత వార్ప్ డ్రైవ్‌తో కూడిన రెండవ ఓడ కాంతి వేగం కంటే 200% వేగంతో ప్రయాణిస్తుంది, అయితే మొదటిది 100 సంవత్సరాల తర్వాత. ఏమి జరుగుతుంది?
సాపేక్షత సిద్ధాంతం ప్రకారం, సరైన సమాధానం ఎక్కువగా పరిశీలకుడి దృక్కోణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. భూమి నుండి, మొదటి ఓడ ఇప్పటికే నాలుగు రెట్లు వేగంగా కదులుతున్న రెండవ ఓడను అధిగమించే ముందు చాలా దూరం ప్రయాణించినట్లు కనిపిస్తుంది. కానీ మొదటి ఓడలోని వ్యక్తుల కోణం నుండి, ప్రతిదీ కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది.
షిప్ నంబర్ 2 కాంతి కంటే వేగంగా కదులుతుంది, అంటే అది స్వయంగా విడుదల చేసే కాంతిని కూడా అధిగమించగలదు. ఇది ఒక రకమైన "కాంతి తరంగం" (ధ్వని తరంగాన్ని పోలి ఉంటుంది, కానీ గాలి ప్రకంపనలకు బదులుగా కాంతి తరంగాలు కంపించేవి) అనేక ఆసక్తికరమైన ప్రభావాలకు దారితీస్తాయి. ఓడ #2 నుండి వచ్చే కాంతి ఓడ కంటే నెమ్మదిగా కదులుతుందని గుర్తుంచుకోండి. ఫలితంగా దృశ్య రెట్టింపు అవుతుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, మొదట ఓడ నంబర్ 1 సిబ్బందికి రెండవ ఓడ ఎక్కడా లేనట్లుగా వారి పక్కన కనిపించింది. అప్పుడు, రెండవ ఓడ నుండి కాంతి కొంచెం ఆలస్యంతో మొదటిదానికి చేరుకుంటుంది మరియు ఫలితం కనిపించే కాపీగా ఉంటుంది, అది కొంచెం లాగ్‌తో అదే దిశలో కదులుతుంది.
ఇలాంటిదేదో చూడవచ్చు కంప్యూటర్ గేమ్స్సిస్టమ్ వైఫల్యం ఫలితంగా, ఇంజిన్ మోడల్ మరియు దాని అల్గారిథమ్‌లను లోడ్ చేసినప్పుడు ముగింపు పాయింట్యానిమేషన్ ముగుస్తుంది కంటే వేగంగా కదలికలు, కాబట్టి బహుళ టేక్‌లు జరుగుతాయి. శరీరాలు సూపర్లూమినల్ వేగంతో కదులుతున్న విశ్వంలోని ఊహాజనిత అంశాన్ని మన స్పృహ ఎందుకు గ్రహించదు - బహుశా ఇది ఉత్తమమైనది.
పి.ఎస్. ... కానీ లోపల చివరి ఉదాహరణనాకు ఏదో అర్థం కాలేదు, ఓడ యొక్క నిజమైన స్థానం "దాని ద్వారా వెలువడే కాంతి"తో ఎందుకు ముడిపడి ఉంది? సరే, వారు అతన్ని తప్పు ప్రదేశంలో చూసినప్పటికీ, వాస్తవానికి అతను మొదటి ఓడను అధిగమిస్తాడు!
మూలాలు
వేగం యొక్క ఎగువ పరిమితి పాఠశాల పిల్లలకు కూడా తెలుసు: ప్రసిద్ధ ఫార్ములా E = mc 2 తో ద్రవ్యరాశి మరియు శక్తిని అనుసంధానం చేసి, ఇరవయ్యవ శతాబ్దం ప్రారంభంలో అతను వేగం కంటే వేగంగా అంతరిక్షంలో కదులుతున్న ద్రవ్యరాశితో ఏదైనా యొక్క ప్రాథమిక అసంభవాన్ని ఎత్తి చూపాడు. శూన్యంలో కాంతి. అయితే, ఈ సూత్రీకరణలో ఇప్పటికే కొన్ని భౌతిక దృగ్విషయాలు మరియు కణాలు బైపాస్ చేయగల లొసుగులు ఉన్నాయి. కనీసం సిద్ధాంతంలో ఉన్న దృగ్విషయాలకు.
మొదటి లొసుగు "మాస్" అనే పదానికి సంబంధించినది: ఐన్స్టీన్ యొక్క పరిమితులు ద్రవ్యరాశి లేని కణాలకు వర్తించవు. కాంతి వేగం శూన్యంలో కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉండే కొన్ని దట్టమైన మీడియాకు కూడా అవి వర్తించవు. చివరగా, తగినంత శక్తి యొక్క అప్లికేషన్‌తో, స్థలం కూడా స్థానికంగా వైకల్యం చెందుతుంది, బయటి పరిశీలకుడికి, ఈ వైకల్యం వెలుపల, కదలిక కాంతి వేగం కంటే వేగంగా ఉన్నట్లు కనిపించే విధంగా కదలికను అనుమతిస్తుంది.
ఈ "హై-స్పీడ్" దృగ్విషయాలలో కొన్ని మరియు భౌతిక శాస్త్రం యొక్క కణాలు క్రమం తప్పకుండా నమోదు చేయబడతాయి మరియు ప్రయోగశాలలలో పునరుత్పత్తి చేయబడతాయి మరియు ఆచరణలో, హై-టెక్ సాధనాలు మరియు పరికరాలలో కూడా ఉపయోగించబడతాయి. శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పటికీ సిద్ధాంతపరంగా అంచనా వేసిన ఇతరులను కనుగొనడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు, మరియు ఇతరులకు వారు పెద్ద ప్రణాళికలను కలిగి ఉన్నారు: బహుశా ఏదో ఒక రోజు ఈ దృగ్విషయాలు కాంతి వేగంతో కూడా పరిమితం కాకుండా విశ్వం అంతటా స్వేచ్ఛగా కదలడానికి అనుమతిస్తాయి.
క్వాంటం టెలిపోర్టేషన్
స్థితి: చురుకుగా అభివృద్ధి చెందుతోంది
సైద్ధాంతికంగా అనుమతించదగిన, కానీ ఆచరణాత్మకంగా, స్పష్టంగా, ఎప్పుడూ సాధ్యపడని సాంకేతికతకు జీవి జీవి మంచి ఉదాహరణ. కాని ఒకవేళ మేము మాట్లాడుతున్నాముటెలిపోర్టేషన్, అనగా, చిన్న వస్తువులు మరియు ముఖ్యంగా కణాలు, ఒక ప్రదేశం నుండి మరొక ప్రదేశానికి తక్షణ కదలిక చాలా సాధ్యమే. పనిని సరళీకృతం చేయడానికి, సరళమైన వాటితో ప్రారంభిద్దాం - కణాలు.
(1) కణాల స్థితిని పూర్తిగా గమనించే, (2) ఈ స్థితిని కాంతి వేగం కంటే వేగంగా ప్రసారం చేసే, (3) అసలైన దాన్ని పునరుద్ధరించే పరికరాలు మనకు అవసరమని తెలుస్తోంది.
అయితే, అటువంటి పథకంలో, మొదటి దశ కూడా పూర్తిగా అమలు చేయబడదు. హైసెన్‌బర్గ్ అనిశ్చితి సూత్రం ఒక కణం యొక్క "జత" పారామితులను కొలవగల ఖచ్చితత్వంపై అధిగమించలేని పరిమితులను విధిస్తుంది. ఉదాహరణకు, దాని మొమెంటం మనకు ఎంత బాగా తెలుసు, దాని కోఆర్డినేట్‌లు మనకు అధ్వాన్నంగా తెలుసు మరియు దీనికి విరుద్ధంగా. అయితే ముఖ్యమైన లక్షణంక్వాంటం టెలిపోర్టేషన్ అంటే, వాస్తవానికి, కణాలను కొలవవలసిన అవసరం లేదు, దేనినీ పునరుద్ధరించాల్సిన అవసరం లేదు - ఇది ఒక జత చిక్కుకున్న కణాలను పొందడానికి సరిపోతుంది.
ఉదాహరణకు, అటువంటి చిక్కుకుపోయిన ఫోటాన్‌లను సిద్ధం చేయడానికి, మేము ఒక నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క లేజర్ రేడియేషన్‌తో నాన్‌లీనియర్ క్రిస్టల్‌ను ప్రకాశింపజేయాలి. అప్పుడు కొన్ని ఇన్కమింగ్ ఫోటాన్లు రెండు చిక్కుకున్నవిగా క్షీణిస్తాయి - వివరించలేని విధంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, తద్వారా ఒకదాని స్థితిలో ఏదైనా మార్పు తక్షణమే మరొకదాని స్థితిని ప్రభావితం చేస్తుంది. ఈ కనెక్షన్ నిజంగా వివరించలేనిది: క్వాంటం ఎంటాంగిల్‌మెంట్ యొక్క మెకానిజమ్స్ తెలియవు, అయితే ఈ దృగ్విషయం నిరంతరం ప్రదర్శించబడుతోంది మరియు ప్రదర్శించబడుతోంది. కానీ ఇది గందరగోళానికి గురికావడం నిజంగా చాలా సులభం అయిన దృగ్విషయం - కొలతకు ముందు, ఈ కణాలలో దేనికీ అవసరమైన లక్షణం లేదని మరియు మొదటిదాన్ని కొలవడం ద్వారా మనకు ఎలాంటి ఫలితం వచ్చినా, రెండవది సంకల్పం అవుతుంది. మా ఫలితంతో వింతగా సహసంబంధం.
1993లో చార్లెస్ బెన్నెట్ మరియు గిల్లెస్ బ్రాస్సార్డ్ ప్రతిపాదించిన క్వాంటం టెలిపోర్టేషన్ యొక్క మెకానిజం, ఒక జత చిక్కుకున్న కణాలకు కేవలం ఒక అదనపు పార్టిసిపెంట్‌ను జోడించడం అవసరం - వాస్తవానికి, మనం టెలిపోర్ట్ చేయబోతున్నది. పంపినవారు మరియు స్వీకరించేవారిని సాధారణంగా ఆలిస్ మరియు బాబ్ అని పిలుస్తారు మరియు మేము ఈ సంప్రదాయాన్ని ప్రతి ఒక్కరికి చిక్కుకున్న ఫోటాన్‌లలో ఒకదానిని అందజేస్తాము. వారు తగిన దూరంతో వేరు చేయబడిన వెంటనే మరియు ఆలిస్ టెలిపోర్టింగ్ ప్రారంభించాలని నిర్ణయించుకున్న వెంటనే, ఆమె కోరుకున్న ఫోటాన్‌ను తీసుకుంటుంది మరియు చిక్కుకున్న ఫోటాన్‌లలో మొదటి స్థితితో కలిపి దాని స్థితిని కొలుస్తుంది. అనిశ్చితం వేవ్ ఫంక్షన్ఈ ఫోటాన్ కూలిపోతుంది మరియు బాబ్ యొక్క రెండవ చిక్కుబడ్డ ఫోటాన్‌లో తక్షణమే ప్రతిధ్వనిస్తుంది.
దురదృష్టవశాత్తు, ఆలిస్ ఫోటాన్ ప్రవర్తనకు తన ఫోటాన్ ఎలా స్పందిస్తుందో బాబ్‌కు సరిగ్గా తెలియదు: దీన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి, ఆమె తన కొలతల ఫలితాలను సాధారణ మెయిల్ ద్వారా పంపే వరకు అతను వేచి ఉండాలి, కాంతి వేగం కంటే వేగంగా ఉండదు. అందువల్ల, అటువంటి ఛానెల్ ద్వారా ఏదైనా సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయడం సాధ్యం కాదు, కానీ వాస్తవం వాస్తవంగా మిగిలిపోయింది. మేము ఒక ఫోటాన్ స్థితిని టెలిపోర్ట్ చేసాము. మానవులకు వెళ్లడానికి, మన శరీరంలోని కేవలం 7000 ట్రిలియన్ ట్రిలియన్ అణువులలోని ప్రతి కణాన్ని కవర్ చేయడానికి సాంకేతికతను పెంచడం మాత్రమే మిగిలి ఉంది - ఈ పురోగతికి మనం శాశ్వతత్వం కంటే ఎక్కువ దూరంలో లేము.
అయినప్పటికీ, క్వాంటం టెలిపోర్టేషన్ మరియు ఎంటాంగిల్‌మెంట్ ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రంలో హాటెస్ట్ టాపిక్‌లలో ఒకటిగా మిగిలిపోయింది. అన్నింటిలో మొదటిది, అటువంటి కమ్యూనికేషన్ ఛానెల్‌ల ఉపయోగం ప్రసారం చేయబడిన డేటా యొక్క అన్‌హాక్ చేయలేని రక్షణను వాగ్దానం చేస్తుంది: దానికి ప్రాప్యత పొందడానికి, దాడి చేసేవారు ఆలిస్ నుండి బాబ్‌కు లేఖను మాత్రమే కాకుండా, బాబ్ యొక్క చిక్కుకున్న కణానికి ప్రాప్యతను కూడా స్వాధీనం చేసుకోవాలి. , మరియు వారు దానిని మరియు కొలతలను పొందగలిగినప్పటికీ, ఇది ఫోటాన్ యొక్క స్థితిని శాశ్వతంగా మారుస్తుంది మరియు వెంటనే బహిర్గతమవుతుంది.
వావిలోవ్-చెరెన్కోవ్ ప్రభావం
స్థితి: దీర్ఘకాలం ఉపయోగించబడింది
కాంతి వేగం కంటే వేగంగా ప్రయాణించే ఈ అంశం రష్యన్ శాస్త్రవేత్తల విజయాలను గుర్తుంచుకోవడానికి ఒక ఆహ్లాదకరమైన కారణం. ఈ దృగ్విషయాన్ని 1934 లో సెర్గీ వావిలోవ్ నాయకత్వంలో పనిచేస్తున్న పావెల్ చెరెన్కోవ్ కనుగొన్నారు, మూడు సంవత్సరాల తరువాత ఇది ఇగోర్ టామ్ మరియు ఇలియా ఫ్రాంక్ రచనలలో సైద్ధాంతిక సమర్థనను పొందింది మరియు 1958 లో ఈ పనిలో పాల్గొన్న వారందరూ, ఇప్పుడు మరణించిన వావిలోవ్ మినహా. , భౌతిక శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని పొందారు.
నిజానికి, ఇది శూన్యంలో కాంతి వేగం గురించి మాత్రమే మాట్లాడుతుంది. ఇతర పారదర్శక మాధ్యమాలలో, కాంతి చాలా గమనించదగ్గ విధంగా మందగిస్తుంది, దీని ఫలితంగా గాలితో వారి సరిహద్దులో వక్రీభవనాన్ని గమనించవచ్చు. గాజు యొక్క వక్రీభవన సూచిక 1.49, అంటే దానిలో కాంతి దశ వేగం 1.49 రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఉదాహరణకు, వజ్రం 2.42 వక్రీభవన సూచికను కలిగి ఉంటుంది మరియు దానిలో కాంతి వేగం సగానికి పైగా తగ్గుతుంది. కాంతి ఫోటాన్ల కంటే వేగంగా ఎగురుతున్న ఇతర కణాలను ఏదీ నిరోధించదు.
ఎలక్ట్రాన్లకు సరిగ్గా ఇదే జరిగింది, ఇది చెరెన్కోవ్ యొక్క ప్రయోగాలలో అధిక-శక్తి గామా రేడియేషన్ ద్వారా ప్రకాశించే ద్రవ అణువులలో వాటి స్థానాల నుండి పడగొట్టబడింది. ఈ యంత్రాంగం తరచుగా షాక్ ఏర్పడటంతో పోల్చబడుతుంది శబ్ద తరంగంసూపర్సోనిక్ వేగంతో వాతావరణంలో ఎగురుతున్నప్పుడు. కానీ మీరు దానిని గుంపులో నడుస్తున్నట్లు కూడా ఊహించవచ్చు: కాంతి కంటే వేగంగా కదులుతున్నప్పుడు, ఎలక్ట్రాన్లు ఇతర కణాలను భుజంతో బ్రష్ చేసినట్లుగా - మరియు వాటి మార్గంలోని ప్రతి సెంటీమీటర్‌కు కోపంతో అనేక వందల ఫోటాన్‌లను విడుదల చేస్తాయి. .
త్వరలో అదే ప్రవర్తన అన్ని ఇతర చాలా శుభ్రమైన మరియు పారదర్శక ద్రవాలలో కనుగొనబడింది మరియు తరువాత చెరెన్కోవ్ రేడియేషన్ సముద్రాలలో కూడా లోతుగా నమోదు చేయబడింది. వాస్తవానికి, ఉపరితలం నుండి కాంతి యొక్క ఫోటాన్లు నిజంగా ఇక్కడ చేరుకోలేవు. కానీ అల్ట్రా-ఫాస్ట్ కణాలు, చిన్న పరిమాణంలో క్షీణిస్తున్న రేడియోధార్మిక కణాల నుండి ఎగిరిపోతాయి, కాలానుగుణంగా ఒక గ్లోను సృష్టిస్తాయి, బహుశా, కనీసం, స్థానిక నివాసితులు చూడటానికి వీలు కల్పిస్తాయి.
చెరెన్కోవ్-వావిలోవ్ రేడియేషన్ సైన్స్లో అప్లికేషన్ను కనుగొంది, అణు శక్తిమరియు సంబంధిత ప్రాంతాలు. న్యూక్లియర్ పవర్ ప్లాంట్ రియాక్టర్లు ప్రకాశవంతంగా మెరుస్తాయి, వేగవంతమైన కణాలతో నిండి ఉన్నాయి. ఈ రేడియేషన్ యొక్క లక్షణాలను ఖచ్చితంగా కొలవడం మరియు మన పని వాతావరణంలో దశల వేగాన్ని తెలుసుకోవడం ద్వారా, ఏ రకమైన కణాలు దీనికి కారణమయ్యాయో మనం అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు కాంతి మరియు శక్తిని గుర్తించడానికి చెరెన్కోవ్ డిటెక్టర్లను కూడా ఉపయోగిస్తారు విశ్వ కణాలు: భారీ వాటిని కావలసిన వేగంతో వేగవంతం చేయడం చాలా కష్టం, మరియు అవి రేడియేషన్‌ను సృష్టించవు.
బుడగలు మరియు రంధ్రాలు
ఇక్కడ ఒక చీమ కాగితపు షీట్ మీద పాకుతోంది. అతని వేగం తక్కువగా ఉంది మరియు పేద వ్యక్తి విమానం యొక్క ఎడమ అంచు నుండి కుడి వైపుకు రావడానికి 10 సెకన్లు పడుతుంది. కానీ మనం అతనిపై జాలిపడి కాగితాన్ని వంచి, దాని అంచులను కలుపుతూ, అతను తక్షణమే "టెలిపోర్ట్" చేస్తాడు. కావలసిన పాయింట్. మన స్థానిక స్థలం-సమయంతో ఇలాంటిదేదో చేయవచ్చు, వంగడానికి మనకు అర్థం కాని ఇతర పరిమాణాల భాగస్వామ్యం అవసరం అనే తేడాతో, స్పేస్-టైమ్ యొక్క సొరంగాలను ఏర్పరుస్తుంది - ప్రసిద్ధ వార్మ్‌హోల్స్ లేదా వార్మ్‌హోల్స్.
మార్గం ద్వారా, కొత్త సిద్ధాంతాల ప్రకారం, అటువంటి వార్మ్‌హోల్స్ అనేది ఇప్పటికే తెలిసిన క్వాంటం దృగ్విషయం చిక్కుకుపోవడంతో సమానమైన స్పేస్-టైమ్. సాధారణంగా, వారి ఉనికి ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రంలో ఏ ముఖ్యమైన భావనలకు విరుద్ధంగా లేదు. కానీ యూనివర్స్ యొక్క ఫాబ్రిక్లో అలాంటి సొరంగం నిర్వహించడానికి, కొంచెం పోలి ఉంటుంది నిజమైన సైన్స్, ప్రతికూల శక్తి సాంద్రత కలిగిన ఊహాజనిత "అన్యదేశ పదార్థం". మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఇది గురుత్వాకర్షణ... వికర్షణకు కారణమయ్యే పదార్థం అయి ఉండాలి. ఈ అన్యదేశ జాతి ఎప్పటికీ కనుగొనబడుతుందని ఊహించడం కష్టం, చాలా తక్కువ మచ్చిక.
వార్మ్‌హోల్స్‌కు ప్రత్యేకమైన ప్రత్యామ్నాయం స్పేస్-టైమ్ యొక్క మరింత అన్యదేశ వైకల్యం కావచ్చు - ఈ కంటిన్యూమ్ యొక్క వక్ర నిర్మాణం యొక్క బబుల్ లోపల కదలిక. ఈ ఆలోచన 1993లో భౌతిక శాస్త్రవేత్త మిగ్యుల్ అల్కుబియర్ ద్వారా వ్యక్తీకరించబడింది, అయితే ఇది చాలా ముందుగానే సైన్స్ ఫిక్షన్ రచయితల రచనలలో వినిపించింది. ఇది ఒక స్పేస్ షిప్ లాగా కదులుతుంది, దాని ముక్కు ముందు స్పేస్-టైమ్‌ను పిండడం మరియు నలిపివేయడం మరియు వెనుకకు మళ్లీ సున్నితంగా చేస్తుంది. ఓడ మరియు దాని సిబ్బంది స్థానిక ప్రాంతంలో ఉంటారు, ఇక్కడ స్పేస్-టైమ్ సాధారణ జ్యామితిని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఎటువంటి అసౌకర్యాన్ని అనుభవించదు. కలలు కనేవారిలో ప్రసిద్ధి చెందిన స్టార్ ట్రెక్ సిరీస్‌లో ఇది స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది, ఇక్కడ అటువంటి "వార్ప్ ఇంజిన్" యూనివర్స్ అంతటా నమ్రత లేకుండా ప్రయాణించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.
స్థితి: అద్భుతం నుండి సైద్ధాంతిక వరకు
ఫోటాన్లు కొన్ని ఇతర మాదిరిగా ద్రవ్యరాశి లేని కణాలు: విశ్రాంతి సమయంలో వాటి ద్రవ్యరాశి సున్నా, మరియు పూర్తిగా అదృశ్యం కాకుండా ఉండటానికి, అవి ఎల్లప్పుడూ కదలడానికి మరియు ఎల్లప్పుడూ కాంతి వేగంతో బలవంతంగా ఉంటాయి. అయినప్పటికీ, కొన్ని సిద్ధాంతాలు చాలా అన్యదేశ కణాల ఉనికిని సూచిస్తున్నాయి - టాకియోన్స్. మనకు ఇష్టమైన ఫార్ములా E = mc 2లో కనిపించే వాటి ద్రవ్యరాశి, ఒక ప్రధాన సంఖ్య ద్వారా కాదు, ప్రత్యేక గణిత భాగంతో సహా ఒక ఊహాత్మక సంఖ్య ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది, దాని స్క్వేర్ ఇస్తుంది ప్రతికూల సంఖ్య. ఇది చాలా ఉపయోగకరమైన ఆస్తి, మరియు మా అభిమాన టీవీ సిరీస్ “స్టార్ ట్రెక్” రచయితలు తమ అద్భుతమైన ఇంజిన్ యొక్క ఆపరేషన్‌ను “టాకియోన్ల శక్తిని ఉపయోగించడం” ద్వారా ఖచ్చితంగా వివరించారు.
వాస్తవానికి, ఊహాత్మక ద్రవ్యరాశి నమ్మశక్యం కానిది: టాకియోన్లు వేగవంతం అయినప్పుడు శక్తిని కోల్పోవాలి, కాబట్టి వారికి జీవితంలో ప్రతిదీ మనం ఆలోచించే దాని నుండి పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటుంది. అవి పరమాణువులతో ఢీకొన్నప్పుడు, అవి శక్తిని కోల్పోతాయి మరియు వేగవంతమవుతాయి, తద్వారా తదుపరి తాకిడి మరింత బలంగా ఉంటుంది, ఇది మరింత శక్తిని తీసివేస్తుంది మరియు టాకియాన్‌లను మళ్లీ అనంతం వరకు వేగవంతం చేస్తుంది. అటువంటి స్వీయ-ప్రమేయం ప్రాథమిక కారణం మరియు ప్రభావ సంబంధాలను ఉల్లంఘిస్తుందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది. బహుశా అందుకే సిద్ధాంతకర్తలు మాత్రమే టాకియోన్‌లను ఇప్పటివరకు అధ్యయనం చేస్తున్నారు: ప్రకృతిలో కారణం-మరియు-ప్రభావ సంబంధాల క్షీణతకు ఎవరూ ఇంతవరకు ఒక్క ఉదాహరణను చూడలేదు మరియు మీరు దానిని చూసినట్లయితే, టాకియోన్ కోసం చూడండి మరియు నోబెల్ బహుమతిమీ కోసం అందించబడింది.
అయినప్పటికీ, సిద్ధాంతకర్తలు ఇప్పటికీ టాకియోన్లు ఉనికిలో ఉండకపోవచ్చని చూపించారు, కానీ సుదూర గతంలో అవి బాగానే ఉండేవి, మరియు కొన్ని ఆలోచనల ప్రకారం, వారి అంతులేని అవకాశాలే పాత్ర పోషించాయి. ముఖ్యమైన పాత్రబిగ్ బ్యాంగ్‌లో. టాకియోన్ల ఉనికి తప్పుడు వాక్యూమ్ యొక్క అత్యంత అస్థిర స్థితిని వివరిస్తుంది, దీనిలో విశ్వం దాని పుట్టుకకు ముందు ఉండవచ్చు. ప్రపంచంలోని అటువంటి చిత్రంలో, కాంతి కంటే వేగంగా కదులుతున్న టాకియాన్‌లు మన ఉనికికి నిజమైన ఆధారం, మరియు విశ్వం యొక్క ఆవిర్భావం తప్పుడు వాక్యూమ్ యొక్క టాచియాన్ ఫీల్డ్‌ను నిజమైన ద్రవ్యోల్బణ క్షేత్రంలోకి మార్చడంగా వర్ణించబడింది. ఐన్స్టీన్ చట్టాలను ఉల్లంఘించిన ప్రధాన వ్యక్తులు మరియు కారణం-మరియు-ప్రభావ సంబంధం కూడా దానిలోని అన్ని కారణాలు మరియు ప్రభావాలకు స్థాపకులుగా మారినప్పటికీ, ఇవన్నీ చాలా గౌరవనీయమైన సిద్ధాంతాలు అని జోడించడం విలువ.
చీకటి వేగం
స్థితి: తాత్విక
తాత్వికంగా చెప్పాలంటే, చీకటి అనేది కేవలం కాంతి లేకపోవడం, మరియు వాటి వేగం ఒకే విధంగా ఉండాలి. కానీ మరింత జాగ్రత్తగా ఆలోచించండి: చీకటి చాలా వేగంగా కదిలే రూపాన్ని తీసుకోవచ్చు. ఈ రూపం పేరు నీడ. ఎదురుగా ఉన్న గోడపై కుక్క సిల్హౌట్‌ను చూపించడానికి మీరు మీ వేళ్లను ఉపయోగిస్తున్నారని ఊహించుకోండి. ఫ్లాష్‌లైట్ నుండి పుంజం వేరు చేయబడుతుంది మరియు మీ చేతి నీడ చేతి కంటే చాలా పెద్దదిగా మారుతుంది. గోడపై దాని నీడ గుర్తించదగిన దూరాన్ని తరలించడానికి వేలు యొక్క స్వల్ప కదలిక సరిపోతుంది. మనం చంద్రునిపై నీడ వేస్తే? లేక మరింత ఊహాత్మక తెరకు?..
కేవలం గుర్తించదగిన వేవ్ - మరియు ఆమె ఏ వేగంతోనైనా పరిగెత్తుతుంది, ఇది జ్యామితి ద్వారా మాత్రమే సెట్ చేయబడింది, కాబట్టి ఏ ఐన్స్టీన్ ఆమెకు చెప్పలేరు. అయినప్పటికీ, నీడలతో సరసాలాడకుండా ఉండటం మంచిది, ఎందుకంటే అవి మనల్ని సులభంగా మోసం చేస్తాయి. ప్రారంభానికి తిరిగి వెళ్లడం మరియు చీకటి అనేది కేవలం కాంతి లేకపోవడం అని గుర్తుంచుకోవడం విలువ, కాబట్టి అటువంటి కదలికతో భౌతిక వస్తువు ప్రసారం చేయబడదు. కణాలు లేవు, సమాచారం లేదు, స్పేస్-టైమ్ యొక్క వైకల్యాలు లేవు, ఇది ఒక ప్రత్యేక దృగ్విషయం అనే మా భ్రమ మాత్రమే ఉంది. వాస్తవ ప్రపంచంలో, కాంతి వేగానికి ఏ చీకటి సాటిరాదు.
నాసా శాస్త్రవేత్తలు ఊహించిన ఓడల నమూనాలను మనం నిర్మించగలిగినప్పటికీ సాపేక్ష వేగం, మరియు అసభ్యకరంగా కూడా గుర్తించబడుతుంది గొప్ప వసంతవాటిని ఆకాశంలోకి ప్రయోగించడానికి అవసరమైన శక్తి, మిలీనియం ఫాల్కన్‌లో నుండి మన ప్రయాణం అంత ఆహ్లాదకరంగా ఉండదు. పొరుగు నక్షత్రాలకు వెళ్లే అవకాశం నుండి మనల్ని వేరుచేసే సాంకేతికత కాదు - ఇది అనేక శతాబ్దాల విషయం మాత్రమే. సమస్య ఏమిటంటే స్థలం ఆవాసంగా మారినప్పుడు ఎంత ప్రమాదకరమైనది మరియు మానవ శరీరం వాస్తవానికి ఎంత దుర్బలంగా ఉంటుంది.
మనం ఇంటర్స్టెల్లార్ స్పేస్‌లో కాంతి (300,000 కిమీ/సె) వేగంతో కదలడం ప్రారంభించినట్లయితే, మనం కొన్ని సెకన్లలో చనిపోతాము. అంతరిక్షంలో పదార్థం యొక్క సాంద్రత చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, ఈ వేగంతో క్యూబిక్ సెంటీమీటర్‌కు కొన్ని హైడ్రోజన్ పరమాణువులు కూడా భూమిపై లార్జ్ హాడ్రాన్ కొలైడర్ వద్ద మాత్రమే సాధించగలిగే త్వరణంతో ఓడ యొక్క విల్లులో కూలిపోతాయి. దీని కారణంగా, మేము సెకనుకు పది వేల సీవర్ట్‌లకు సమానమైన రేడియేషన్ మోతాదును అందుకుంటాము. పరిగణలోకి ప్రాణాంతకమైన మోతాదుఒక వ్యక్తికి ఆరు జల్లెడలు, అలాంటివి రేడియోధార్మిక పుంజంఓడను దెబ్బతీస్తుంది మరియు బోర్డులోని అన్ని జీవితాలను నాశనం చేస్తుంది.
"మనం అంతరిక్షంలో కాంతి వేగంతో కదలడం ప్రారంభిస్తే, మనం కొన్ని సెకన్లలో చనిపోతాము."
జాన్స్ హాప్కిన్స్ యూనివర్శిటీ శాస్త్రవేత్తల పరిశోధన ప్రకారం, ఎలాంటి కవచం అయినా దీని నుండి మనల్ని రక్షించదు అయోనైజింగ్ రేడియేషన్. ఈ సందర్భంలో పది సెంటీమీటర్ల మందపాటి అల్యూమినియం బల్క్‌హెడ్ 1% కంటే తక్కువ శక్తిని గ్రహిస్తుంది - అయితే టేకాఫ్ అయ్యే అవకాశం లేకుండా బల్క్ హెడ్‌ల పరిమాణాన్ని నిరవధికంగా పెంచడం సాధ్యం కాదు. అయినప్పటికీ, రేడియోధార్మిక హైడ్రోజన్‌తో పాటు, కాంతి వేగంతో మన అంతరిక్ష నౌక దాని ప్రభావం నుండి ఉత్పన్నమయ్యే కోతకు ముప్పు కలిగిస్తుంది. ఇంటర్స్టెల్లార్ దుమ్ము. IN ఉత్తమ సందర్భంమేము కాంతి వేగంలో 10%కి అంగీకరించాలి, ఇది సమీప నక్షత్రాన్ని మాత్రమే చేరుకోవడం కష్టతరం చేస్తుంది - ప్రాక్సిమా సెంటారీ. 4.22 దూరాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే కాంతి సంవత్సరాలుఅటువంటి విమానానికి 40 సంవత్సరాలు పడుతుంది - అంటే ఒక అసంపూర్ణ మానవ జీవితం.
కాస్మిక్ రేడియేషన్ మనకు అధిగమించలేని అడ్డంకిగా మిగిలిపోయింది, కానీ సుదూర భవిష్యత్తులో మనం దానిని అధిగమించగలిగితే, కాంతి వేగంతో ప్రయాణించడం మనిషికి సాధ్యమయ్యే అత్యంత అద్భుతమైన అనుభవం. ఈ వేగంతో, సమయం మందగిస్తుంది మరియు వృద్ధాప్యం మరింత విస్తరించిన ప్రక్రియగా మారుతుంది (అన్నింటికంటే, ఆరు నెలల్లో ISSలోని వ్యోమగాములు కూడా భూమిపై ఉన్న వ్యక్తుల కంటే 0.007 సెకన్లు తక్కువ వయస్సును కలిగి ఉంటారు). అటువంటి ఫ్లైట్ సమయంలో, మా దృశ్య క్షేత్రం వంగి, సొరంగంగా మారుతుంది. మేము నక్షత్రాల జాడలను చూడకుండా మరియు మీరు ఊహించగలిగే అత్యంత నల్లని చీకటిని మా వెనుక వదిలివేయకుండా, ఈ సొరంగం వెంట మెరిసే మంచు-తెలుపు ఫ్లాష్ వైపు ఎగురుతాము.
లార్జ్ హాడ్రాన్ కొలైడర్‌లో, ఫోటాన్లు 299,792,455 మీ/సె వేగంతో వేగవంతం చేయబడతాయి. ఇది కాంతి వేగం కంటే సెకనుకు మూడు మీటర్లు మాత్రమే తక్కువ. సెకనుకు మూడు మీటర్లు మాత్రమే, నిజంగా, మనం దానిని కొద్దిగా నెట్టి కాంతి వేగం కంటే ఫోటాన్‌లను వేగవంతం చేయలేమా?
సమాధానం: లేదు. సిద్ధాంతపరంగా కూడా ఏ వస్తువు వేగంగా కదలదు. మరియు దీనికి వివరణ ఉంది. సంక్షిప్తంగా, విశ్వంలోని ప్రతిదీ ఈ వేగంతో కదులుతుంది మరియు దానిని మించకూడదు.
ప్రారంభించడానికి, సాపేక్షత సిద్ధాంతం ప్రకారం, వేగం పెరిగేకొద్దీ, ద్రవ్యరాశి కూడా పెరుగుతుంది. తక్కువ వేగంతో ఇది గుర్తించదగినది కాదు, కానీ అది కాంతి వేగాన్ని సమీపించే కొద్దీ అది వేగంగా పెరగడం ప్రారంభమవుతుంది. ఇది వేగవంతం చేయడం మరింత కష్టమవుతుంది మరియు వేగాన్ని మరింత పెంచడానికి మొత్తం విశ్వం యొక్క శక్తి సరిపోదు.
కానీ ద్రవ్యరాశి పెరుగుదల ప్రతిదీ వివరించదు. ఉదాహరణకు, ఫోటాన్లు-మాస్లెస్ కణాలు-కూడా కాంతి వేగాన్ని ఎందుకు చేరుకోలేవు? పాయింట్ స్థలం మరియు సమయం యొక్క నిర్మాణంలో ఉంది, ఇది మనం తరచుగా తప్పుగా ఊహించుకుంటాము. మనం నాలుగు డైమెన్షనల్ ప్రపంచంలో జీవిస్తున్నాము అనే వాస్తవం నుండి ప్రారంభించడం విలువ. మూడు ప్రాదేశిక పరిమాణాలతో పాటు, మనకు సమయం కూడా ఉంది.
ప్రారంభించడానికి, రెండు డైమెన్షనల్ ప్రపంచాన్ని తీసుకుందాం, ఇక్కడ x అక్షం ప్రాదేశిక కోఆర్డినేట్ మరియు t అనేది సమయ సమన్వయం. కొన్ని వస్తువులు x అక్షం వెంట కదులుతున్నాయని అనుకుందాం. మేము ప్రతి క్షణంలో దాని స్థానాన్ని సూచించవచ్చు. ఈ పాయింట్లన్నీ ప్రపంచ రేఖ అని పిలవబడేవి.
ఏదైనా విశ్రాంతిగా ఉంటే, దాని ప్రపంచ రేఖ నిలువు సరళ రేఖ; వస్తువు కదులుతున్నట్లయితే, అది వంపుతిరిగి ఉంటుంది. ఎక్కువ వేగం, ది మరింత వాలు, ఎందుకంటే తక్కువ సమయంలో అది అధిగమించబడుతుంది ఎక్కువ దూరం. మీరు కాంతి వేగానికి అనుగుణంగా ఒక వాలును కూడా పేర్కొనవచ్చు.
అని తేలుతుంది మన వాస్తవంలో స్థిరమైన వస్తువులు లేవు. స్టాటిక్ మరియు డైనమిక్ వస్తువులు రెండూ సమయ అక్షం వెంట కదులుతాయి.
ఇప్పుడు వినోదం ప్రారంభమవుతుంది, మేము నాలుగు-డైమెన్షనల్ ప్రపంచానికి మరియు కాంతి వేగాన్ని అధిగమించడం ఎందుకు అసాధ్యం అనే ప్రశ్నకు సమాధానంగా కొనసాగుతాము. స్థలం నాలుగు డైమెన్షనల్ అయితే, వేగం కూడా నాలుగు డైమెన్షనల్‌గా ఉండాలి. దీనిని 4-స్పీడ్ అంటారు.
మా గ్రాఫ్‌లో, ఇది ప్రపంచ రేఖకు టాంజెంట్‌గా ఉంటుంది. 
కానీ దాని భాగాలు కనిపించే మరొక గ్రాఫ్‌ను తయారు చేయడం మంచిది.
మీరు ఏమీ చేయకుండా కూర్చుంటే, మీరు సమయం ద్వారా మాత్రమే కదులుతారు. సెకనుకు ఒక సెకను వేగంతో. మీరు కదలడం ప్రారంభించినట్లయితే, మరొక భాగం (అంతరిక్షంలో వేగం) కనిపిస్తుంది మరియు 4-స్పీడ్ వెక్టార్ వొంపు ఉంటుంది. మరియు అది 4-స్పీడ్ యొక్క పరిమాణం ఎల్లప్పుడూ ఒకే విధంగా ఉంటుంది - ఇది కాంతి వేగంతో సమానంగా ఉంటుంది. అంటే, మనమందరం ఖచ్చితంగా ఎల్లప్పుడూ ఒకే 4-స్పీడ్‌లో స్థలం మరియు సమయం గుండా పరుగెత్తుతున్నాము. మరియు మనం దానిని పెంచలేము లేదా తగ్గించలేము. దాని దిశను మార్చుకోవడమే ఏకైక అవకాశం. మేము కదలడం ప్రారంభిస్తే, మేము 4-స్పీడ్‌కు ఏమీ జోడించము, మేము దాని వంపుని మారుస్తాము.
మనం ఎంత వేగంగా కదులుతామో, వాలు అంత ఎక్కువ.
అని గమనించండి అంతరిక్షంలో ఎక్కువ కదలిక వేగం, సమయం లో కదలిక వేగం తక్కువగా ఉంటుంది- ఇది సాపేక్షత సిద్ధాంతం ప్రసిద్ధి చెందిన టైమ్ డైలేషన్ ప్రభావం.
4-స్పీడ్ గ్రాఫ్‌లోని క్షితిజ సమాంతర రేఖకు చేరుకున్నప్పుడు, అది కాంతి వేగానికి సమానంగా మారుతుంది. మరియు మీరు 4-స్పీడ్‌ను ఎలా తిప్పినా, అది ఎప్పటికీ పెద్దదిగా ఉండదు. ఇది పరిమితి. ఇది మన ప్రపంచం యొక్క లక్షణాల నుండి నేరుగా అనుసరిస్తుంది.
కానీ అది సాధ్యమేనని తేలింది; ఇప్పుడు మనం కాంతి కంటే వేగంగా ప్రయాణించలేమని వారు నమ్ముతున్నారు..." కానీ వాస్తవానికి అది కదులుతుందని ఎవరూ విశ్వసించడం నిజం కాదు. ధ్వని కంటే వేగంగాఅసాధ్యం. సూపర్ సోనిక్ విమానం కనిపించడానికి చాలా కాలం ముందు, బుల్లెట్లు ధ్వని కంటే వేగంగా ఎగురుతాయని ఇప్పటికే తెలుసు. వాస్తవానికి, ఇది అసాధ్యం అనే వాస్తవం గురించి మేము మాట్లాడుతున్నాము నియంత్రించబడిందిసూపర్సోనిక్ ఫ్లైట్, మరియు అది పొరపాటు. SS ఉద్యమం పూర్తిగా భిన్నమైన విషయం. సూపర్‌సోనిక్ విమానానికి ఆటంకం ఏర్పడిందని మొదటి నుంచీ స్పష్టమైంది సాంకేతిక సమస్యలు, ఇది ఇప్పుడే పరిష్కరించబడాలి. కానీ SS ఉద్యమానికి ఆటంకం కలిగించే సమస్యలు ఎప్పటికీ పరిష్కరించబడతాయా అనేది పూర్తిగా అస్పష్టంగా ఉంది. సాపేక్షత సిద్ధాంతం దీని గురించి చాలా చెబుతుంది. SS ప్రయాణం లేదా సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిషన్ కూడా సాధ్యమైతే, కారణవాదం ఉల్లంఘించబడుతుంది మరియు దీని నుండి పూర్తిగా నమ్మశక్యం కాని ముగింపులు వస్తాయి.
మొదట మేము చర్చిస్తాము సాధారణ కేసులు SS ఉద్యమం. మేము వాటిని ఆసక్తికరంగా ఉన్నందున వాటిని ప్రస్తావిస్తున్నాము, కానీ అవి SS ఉద్యమం యొక్క చర్చలలో మళ్లీ మళ్లీ వస్తాయి మరియు అందువల్ల వాటిని పరిష్కరించవలసి ఉంటుంది. అప్పుడు మేము STS కదలిక లేదా కమ్యూనికేషన్ యొక్క క్లిష్టమైన కేసులను పరిగణించే వాటిని చర్చిస్తాము మరియు వాటికి వ్యతిరేకంగా కొన్ని వాదనలను పరిశీలిస్తాము. చివరగా, మేము నిజమైన SS ఉద్యమం గురించి అత్యంత తీవ్రమైన అంచనాలను పరిశీలిస్తాము.
సాధారణ SS కదలిక
1. చెరెన్కోవ్ రేడియేషన్ యొక్క దృగ్విషయం
కాంతి కంటే వేగంగా కదలడానికి ఒక మార్గం ఏమిటంటే, మొదట కాంతిని మందగించడం! :-) శూన్యంలో కాంతి వేగంతో ప్రయాణిస్తుంది సి, మరియు ఈ పరిమాణం సార్వత్రిక స్థిరాంకం (కాంతి వేగం స్థిరంగా ఉందా అనే ప్రశ్న చూడండి), మరియు నీరు లేదా గాజు వంటి దట్టమైన మాధ్యమంలో అది వేగాన్ని తగ్గిస్తుంది c/n, ఎక్కడ nమాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచిక (గాలికి 1.0003; నీటికి 1.4). అందువల్ల, కణాలు నీటిలో లేదా గాలిలో కాంతి ప్రయాణించే దానికంటే వేగంగా కదులుతాయి. ఫలితంగా, వావిలోవ్-చెరెన్కోవ్ రేడియేషన్ ఏర్పడుతుంది (ప్రశ్న చూడండి).
కానీ మేము SS చలనం గురించి మాట్లాడేటప్పుడు, వాస్తవానికి, వాక్యూమ్‌లో కాంతి వేగాన్ని అధిగమించడం అని అర్థం. సి(299,792,458 మీ/సె). అందువల్ల, చెరెన్కోవ్ దృగ్విషయం SS ఉద్యమానికి ఉదాహరణగా పరిగణించబడదు.
2. మూడవ పక్షం నుండి
రాకెట్ అయితే ఎవేగంతో నా నుండి ఎగిరిపోతుంది 0.6cపశ్చిమాన, మరియు మరొకటి బి- వేగంతో నా నుండి 0.6cతూర్పున, తర్వాత మధ్య మొత్తం దూరం ఎమరియు బినా ఫ్రేమ్ ఆఫ్ రిఫరెన్స్ వేగంతో పెరుగుతుంది 1.2c. అందువలన, c కంటే ఎక్కువ స్పష్టమైన సాపేక్ష వేగాన్ని "మూడవ వైపు నుండి" గమనించవచ్చు.
అయితే, అటువంటి వేగం మనం సాధారణంగా సాపేక్ష వేగంతో అర్థం చేసుకోదు. నిజమైన రాకెట్ వేగం ఎరాకెట్‌కు సంబంధించి బి- ఇది రాకెట్‌లోని పరిశీలకుడు గమనించిన రాకెట్‌ల మధ్య దూరం పెరుగుదల రేటు బి. వేగాలను జోడించడం కోసం సాపేక్ష సూత్రాన్ని ఉపయోగించి రెండు వేగాలను తప్పనిసరిగా జోడించాలి (పాక్షిక సాపేక్షతలో వేగాలను ఎలా జోడించాలి అనే ప్రశ్నను చూడండి). IN ఈ విషయంలోసాపేక్ష వేగం సుమారుగా ఉంటుంది 0.88c, అంటే సూపర్లూమినల్ కాదు.
3. షాడోస్ మరియు బన్నీస్
నీడ ఎంత వేగంగా కదలగలదో ఆలోచించండి? మీరు సమీపంలోని దీపం నుండి మీ వేలితో సుదూర గోడపై నీడను సృష్టించి, ఆపై మీ వేలిని కదిలిస్తే, నీడ మీ వేలు కంటే చాలా వేగంగా కదులుతుంది. వేలు గోడకు సమాంతరంగా కదులుతున్నట్లయితే, అప్పుడు నీడ యొక్క వేగం ఉంటుంది D/dవేలు వేగానికి రెట్లు, ఎక్కడ డి- వేలు నుండి దీపం వరకు దూరం, మరియు డి- దీపం నుండి గోడకు దూరం. మరియు గోడ ఒక కోణంలో ఉన్నట్లయితే మీరు మరింత ఎక్కువ వేగం పొందవచ్చు. గోడ చాలా దూరంలో ఉన్నట్లయితే, నీడ యొక్క కదలిక వేలు యొక్క కదలిక కంటే వెనుకబడి ఉంటుంది, ఎందుకంటే కాంతి ఇప్పటికీ వేలు నుండి గోడకు చేరుకోవలసి ఉంటుంది, కానీ ఇప్పటికీ నీడ యొక్క వేగం అలాగే ఉంటుంది. రెట్లు ఎక్కువ. అంటే, నీడ యొక్క వేగం కాంతి వేగంతో పరిమితం కాదు.
నీడలతో పాటు, బన్నీస్ కూడా కాంతి కంటే వేగంగా కదలగలవు, ఉదాహరణకు, చంద్రుడిని లక్ష్యంగా చేసుకున్న లేజర్ పుంజం నుండి ఒక మచ్చ. చంద్రునికి దూరం 385,000 కిమీ అని తెలుసుకోవడం, లేజర్‌ను కొద్దిగా కదిలించడం ద్వారా బన్నీ వేగాన్ని లెక్కించడానికి ప్రయత్నించండి. మీరు కూడా ఆలోచించవచ్చు సముద్ర అల, ఒడ్డును ఏటవాలుగా కొట్టడం. వేవ్ బ్రేక్స్ పాయింట్ ఎంత వేగంగా కదులుతుంది?
ప్రకృతిలో ఇలాంటివి జరుగుతాయి. ఉదాహరణకు, ఒక పల్సర్ నుండి ఒక కాంతి పుంజం దుమ్ము మేఘం ద్వారా దువ్వెన చేయవచ్చు. ప్రకాశవంతమైన ఫ్లాష్ కాంతి లేదా ఇతర రేడియేషన్ యొక్క విస్తరిస్తున్న షెల్‌ను సృష్టిస్తుంది. ఇది ఉపరితలం దాటినప్పుడు, అది కాంతి వేగం కంటే వేగంగా పెరిగే కాంతి వలయాన్ని సృష్టిస్తుంది. ప్రకృతిలో, మెరుపు నుండి విద్యుదయస్కాంత పల్స్ వాతావరణం యొక్క పై పొరలకు చేరుకున్నప్పుడు ఇది సంభవిస్తుంది.
ఇవన్నీ కాంతి కంటే వేగంగా కదులుతున్న వస్తువులకు ఉదాహరణలు, కానీ అవి భౌతిక శరీరాలు కాదు. నీడ లేదా బన్నీని ఉపయోగించడం SS సందేశాన్ని అందించదు, కాబట్టి కాంతి కంటే వేగంగా కమ్యూనికేషన్ పనిచేయదు. మరలా, SS ఉద్యమం ద్వారా మనం అర్థం చేసుకోవాలనుకునేది ఇది స్పష్టంగా లేదు, అయినప్పటికీ మనకు సరిగ్గా ఏమి అవసరమో నిర్ణయించడం ఎంత కష్టమో స్పష్టమవుతుంది (ప్రశ్న FTL కత్తెర చూడండి).
4. ఘనపదార్థాలు
పొడవాటి గట్టి కర్ర తీసుకుని ఒక చివర తోస్తే, రెండో చివర వెంటనే లోపలికి కదులుతుందా లేదా? ఈ విధంగా సందేశం యొక్క CC ప్రసారాన్ని నిర్వహించడం సాధ్యమేనా?
అవును అది ఉంటుందిఅటువంటి ఘనపదార్థాలు ఉన్నట్లయితే చేయవచ్చు. వాస్తవానికి, కర్ర చివర దెబ్బ ప్రభావం దాని వెంట ధ్వని వేగంతో వ్యాపిస్తుంది ఈ పదార్ధం, మరియు ధ్వని వేగం పదార్థం యొక్క స్థితిస్థాపకత మరియు సాంద్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సాపేక్షత ఏదైనా శరీరం యొక్క సాధ్యం కాఠిన్యంపై సంపూర్ణ పరిమితిని విధిస్తుంది, తద్వారా వాటిలో ధ్వని వేగం మించకూడదు సి.
మీరు ఆకర్షణీయమైన ఫీల్డ్‌లో ఉంటే అదే జరుగుతుంది మరియు మొదట ఎగువ చివరలో నిలువుగా స్ట్రింగ్ లేదా పోల్‌ను పట్టుకుని, ఆపై దాన్ని విడుదల చేయండి. మీరు విడుదల చేసిన పాయింట్ వెంటనే కదలడం ప్రారంభమవుతుంది మరియు విడుదల ప్రభావం ధ్వని వేగంతో దానిని చేరుకునే వరకు దిగువ ముగింపు పడిపోదు.
సాపేక్షత యొక్క చట్రంలో సాగే పదార్థాల యొక్క సాధారణ సిద్ధాంతాన్ని రూపొందించడం కష్టం, అయితే ప్రాథమిక ఆలోచనను న్యూటోనియన్ మెకానిక్స్ ఉదాహరణను ఉపయోగించి ప్రదర్శించవచ్చు. ఆదర్శవంతంగా సాగే శరీరం యొక్క రేఖాంశ చలనం కోసం సమీకరణాన్ని హుక్ చట్టం నుండి పొందవచ్చు. యూనిట్ పొడవుకు ద్రవ్యరాశి వేరియబుల్స్‌లో pమరియు యంగ్ యొక్క స్థితిస్థాపకత మాడ్యులస్ వై, రేఖాంశ స్థానభ్రంశం Xతరంగ సమీకరణాన్ని సంతృప్తిపరుస్తుంది.
ప్లేన్ వేవ్ సొల్యూషన్ ధ్వని వేగంతో కదులుతుంది లు, మరియు లు 2 = Y/p. ఈ సమీకరణం కారణ ప్రభావం వేగంగా వ్యాప్తి చెందే అవకాశాన్ని సూచించదు లు. అందువలన, సాపేక్షత స్థితిస్థాపకత యొక్క పరిమాణంపై సైద్ధాంతిక పరిమితిని విధిస్తుంది: వై < PC 2. ఆచరణలో, దానికి దగ్గరగా కూడా పదార్థాలు లేవు. మార్గం ద్వారా, పదార్థంలో ధ్వని వేగం దగ్గరగా ఉన్నప్పటికీ సి, పదార్థం కూడా సాపేక్ష వేగంతో కదలడానికి బాధ్యత వహించదు. కానీ సూత్రప్రాయంగా, ఈ పరిమితిని అధిగమించే పదార్ధం లేదని మనకు ఎలా తెలుసు? సమాధానం ఏమిటంటే, అన్ని పదార్థం కణాలను కలిగి ఉంటుంది, దీని మధ్య పరస్పర చర్య ప్రాథమిక కణాల యొక్క ప్రామాణిక నమూనాకు కట్టుబడి ఉంటుంది మరియు ఈ నమూనాలో ఏ పరస్పర చర్య కాంతి కంటే వేగంగా వ్యాపించదు (క్వాంటం ఫీల్డ్ సిద్ధాంతం గురించి క్రింద చూడండి).
5. దశ వేగం
ఈ తరంగ సమీకరణాన్ని చూడండి:
ఇది రూపం యొక్క పరిష్కారాలను కలిగి ఉంది:
ఈ పరిష్కారాలు వేగంతో కదులుతున్న సైనూసోయిడల్ తరంగాలు
కానీ ఇది కాంతి కంటే వేగవంతమైనది, అంటే మన చేతుల్లో టాచియాన్ ఫీల్డ్ ఈక్వేషన్ ఉందా? లేదు, ఇది భారీ స్కేలార్ కణం యొక్క సాధారణ సాపేక్ష సమీకరణం మాత్రమే!
దశ వేగం అని కూడా పిలువబడే ఈ వేగం మధ్య వ్యత్యాసాన్ని మనం అర్థం చేసుకుంటే పారడాక్స్ పరిష్కరించబడుతుంది vphసమూహం వేగం అని పిలువబడే మరొక వేగం నుండి v grఇది ఫార్ములా ద్వారా ఇవ్వబడింది,
వేవ్ సొల్యూషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ స్ప్రెడ్‌ని కలిగి ఉంటే, అది వేవ్ ప్యాకెట్ రూపాన్ని తీసుకుంటుంది, అది మించకుండా సమూహ వేగంతో కదులుతుంది సి. వేవ్ క్రెస్ట్‌లు మాత్రమే దశ వేగంతో కదులుతాయి. సమూహ వేగంతో మాత్రమే అటువంటి తరంగాన్ని ఉపయోగించి సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయడం సాధ్యపడుతుంది, కాబట్టి దశ వేగం మాకు సూపర్లూమినల్ వేగం యొక్క మరొక ఉదాహరణను ఇస్తుంది, ఇది సమాచారాన్ని తీసుకువెళ్లదు.
7. సాపేక్ష రాకెట్
భూమిపై నియంత్రిక 0.8 వేగంతో ఎగిరే అంతరిక్ష నౌకను పర్యవేక్షిస్తుంది సి. సాపేక్ష సిద్ధాంతం ప్రకారం, ఓడ నుండి సంకేతాల డాప్లర్ షిఫ్ట్‌ను పరిగణనలోకి తీసుకున్న తర్వాత కూడా, ఓడలో సమయం మందగించడం మరియు అక్కడ గడియారం 0.6 కారకంతో నెమ్మదిగా నడుస్తుందని అతను చూస్తాడు. ఓడ గడియారం ద్వారా కొలవబడిన సమయం ద్వారా ఓడ ప్రయాణించిన దూరం యొక్క గుణకాన్ని లెక్కించినట్లయితే, అతను 4/3 పొందుతాడు. సి. దీనర్థం, ఓడ యొక్క ప్రయాణీకులు ఇంటర్స్టెల్లార్ స్పేస్ గుండా ప్రయాణిస్తున్నారని, దానిని కొలిస్తే వారు అనుభవించే కాంతి వేగం కంటే ఎక్కువ ప్రభావవంతమైన వేగంతో ప్రయాణిస్తున్నారని అర్థం. ఓడ యొక్క ప్రయాణీకుల దృక్కోణం నుండి, నక్షత్రాల మధ్య దూరాలు 0.6 యొక్క అదే కారకం ద్వారా లోరెంజ్ సంకోచానికి లోబడి ఉంటాయి మరియు అందువల్ల అవి కూడా తెలిసిన ఇంటర్స్టెల్లార్ దూరాలను 4/3 చొప్పున కవర్ చేస్తాయని గుర్తించాలి. సి.
ఈ నిజమైన దృగ్విషయంమరియు దీనిని సూత్రప్రాయంగా, అంతరిక్ష యాత్రికులు తమ జీవితాల్లో చాలా దూరాలను కవర్ చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. వారు భూమిపై స్వేచ్ఛా పతనం యొక్క త్వరణానికి సమానమైన స్థిరమైన త్వరణంతో వేగవంతం చేస్తే, వారు తమ ఓడలో ఆదర్శవంతమైన కృత్రిమ గురుత్వాకర్షణను కలిగి ఉండటమే కాకుండా, వారి 12 సంవత్సరాలలో గెలాక్సీని దాటడానికి కూడా సమయం ఉంటుంది! (సాపేక్ష రాకెట్ యొక్క సమీకరణాలు ఏమిటి? అనే ప్రశ్నను చూడండి)
అయితే, ఇది నిజమైన SS ఉద్యమం కాదు. ప్రభావవంతమైన వేగం ఒక రిఫరెన్స్ ఫ్రేమ్‌లో దూరం మరియు మరొక ఫ్రేమ్‌లో సమయం నుండి లెక్కించబడుతుంది. ఇది నిజమైన వేగం కాదు. ఈ వేగం నుండి ఓడలోని ప్రయాణీకులు మాత్రమే ప్రయోజనం పొందుతారు. ఉదాహరణకు, పంపిన వ్యక్తికి తన జీవితకాలంలో అవి భారీ దూరం ఎలా ఎగురుతాయో చూడటానికి సమయం ఉండదు.
SS కదలిక యొక్క సంక్లిష్ట కేసులు
9. ఐన్స్టీన్, పోడోల్స్కీ, రోసెన్ పారడాక్స్ (EPR)
10. వర్చువల్ ఫోటాన్లు
11. క్వాంటం టన్నెలింగ్
SS ప్రయాణికులకు నిజమైన అభ్యర్థులు
IN ఈ విభాగంఅవకాశం గురించి ఊహాజనిత కానీ తీవ్రమైన అంచనాలు ఇవ్వబడ్డాయి FTL ప్రయాణం. ఇవి సాధారణంగా FAQలో ఉంచబడే విషయాలు కావు, ఎందుకంటే అవి సమాధానాల కంటే ఎక్కువ ప్రశ్నలను లేవనెత్తుతాయి. ఈ దిశలో తీవ్రమైన పరిశోధనలు జరుగుతున్నాయని చూపించడానికి వాటిని ప్రధానంగా ఇక్కడ ప్రదర్శించారు. ప్రతి దిశకు సంక్షిప్త పరిచయం మాత్రమే ఇవ్వబడింది. మరింత వివరణాత్మక సమాచారాన్ని ఇంటర్నెట్‌లో చూడవచ్చు.
19. టచ్యోన్స్
Tachyons ఉన్నాయి ఊహాత్మక కణాలు, ఇది స్థానికంగా కాంతి కంటే వేగంగా కదులుతుంది. ఇది చేయుటకు, వారు ఒక ఊహాత్మక ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉండాలి, కానీ వారి శక్తి మరియు మొమెంటం సానుకూలంగా ఉండాలి. అటువంటి SS కణాలను గుర్తించడం అసాధ్యం అని కొన్నిసార్లు భావించబడుతుంది, కానీ వాస్తవానికి, అలా ఆలోచించడానికి ఎటువంటి కారణం లేదు. షాడోస్ మరియు బన్నీస్ SS కదలిక ఇంకా అదృశ్యతను సూచించలేదని మాకు తెలియజేస్తాయి.
Tachyons ఎన్నడూ గమనించబడలేదు మరియు చాలా మంది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు వాటి ఉనికిని అనుమానిస్తున్నారు. ట్రిటియం క్షయం సమయంలో వెలువడే న్యూట్రినోల ద్రవ్యరాశిని కొలవడానికి ప్రయోగాలు జరిగాయని మరియు ఈ న్యూట్రినోలు టాచియోన్ అని ఒకప్పుడు పేర్కొనబడింది. ఇది చాలా సందేహాస్పదంగా ఉంది, కానీ ఇప్పటికీ మినహాయించబడలేదు. దృక్కోణం నుండి టాచియోన్ సిద్ధాంతాలలో సమస్యలు ఉన్నాయి సాధ్యం ఉల్లంఘనలుకారణం, అవి శూన్యతను అస్థిరపరుస్తాయి. ఈ సమస్యలను దాటవేయడం సాధ్యమవుతుంది, కానీ మనకు అవసరమైన SS సందేశంలో tachyons ఉపయోగించడం అసాధ్యం.
నిజమేమిటంటే, చాలా మంది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు టాకియాన్‌లను వారి క్షేత్ర సిద్ధాంతాలలో లోపానికి సంకేతంగా పరిగణిస్తారు మరియు సామాన్య ప్రజలలో వాటిపై ఆసక్తి ప్రధానంగా సైన్స్ ఫిక్షన్ ద్వారా ఆజ్యం పోస్తుంది (వ్యాసం Tachyons చూడండి).
20. వార్మ్ హోల్స్
STS ప్రయాణం యొక్క అత్యంత ప్రసిద్ధ ప్రతిపాదిత అవకాశం వార్మ్‌హోల్స్ వాడకం. వార్మ్‌హోల్స్ అనేది స్పేస్-టైమ్‌లోని సొరంగాలు, ఇవి విశ్వంలో ఒక స్థలాన్ని మరొక ప్రదేశానికి కలుపుతాయి. కాంతి దాని సాధారణ మార్గం కంటే వేగంగా ఈ పాయింట్ల మధ్య కదలడానికి మీరు వాటిని ఉపయోగించవచ్చు. వార్మ్‌హోల్స్ అనేది శాస్త్రీయ దృగ్విషయం సాధారణ సాపేక్షత, కానీ వాటిని సృష్టించడానికి, మీరు స్పేస్-టైమ్ యొక్క టోపోలాజీని మార్చాలి. దీని యొక్క అవకాశం క్వాంటం గ్రావిటీ సిద్ధాంతంలో ఉండవచ్చు.
వార్మ్‌హోల్‌లను తెరిచి ఉంచడానికి, భారీ మొత్తంలో ప్రతికూల శక్తి అవసరం. దుర్మార్గుడుమరియు థోర్న్ప్రతికూల శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి పెద్ద-స్థాయి కాసిమిర్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించవచ్చని ప్రతిపాదించారు విస్సర్కాస్మిక్ స్ట్రింగ్స్ ఉపయోగించి ఒక పరిష్కారాన్ని ప్రతిపాదించాడు. ఈ ఆలోచనలన్నీ చాలా ఊహాజనితమైనవి మరియు కేవలం అవాస్తవంగా ఉండవచ్చు. ప్రతికూల శక్తితో కూడిన అసాధారణ పదార్ధం దృగ్విషయానికి అవసరమైన రూపంలో ఉండకపోవచ్చు.
వార్మ్‌హోల్‌లను సృష్టించగలిగితే, సమయ ప్రయాణాన్ని సాధ్యం చేసే క్లోజ్డ్ టైమ్ లూప్‌లను రూపొందించడానికి వాటిని ఉపయోగించవచ్చని థోర్న్ కనుగొన్నాడు. క్వాంటం మెకానిక్స్ యొక్క మల్టీవియారిట్ ఇంటర్‌ప్రెటేషన్ టైమ్ ట్రావెల్ ఎటువంటి పారడాక్స్‌లకు కారణం కాదని సూచిస్తుంది మరియు మీరు సమయానికి తిరిగి వెళ్ళినప్పుడు సంఘటనలు భిన్నంగా జరుగుతాయని కూడా సూచించబడింది. వార్మ్‌హోల్స్ అస్థిరంగా ఉండవచ్చని, అందువల్ల ఆచరణాత్మకంగా ఉండవని హాకింగ్ చెప్పారు. కానీ అంశం ఫలవంతమైన ప్రాంతంగా మిగిలిపోయింది ఆలోచన ప్రయోగాలు, తెలిసిన మరియు ఊహించిన భౌతిక శాస్త్ర నియమాల ఆధారంగా ఏది సాధ్యం మరియు ఏది సాధ్యం కాదో అర్థం చేసుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది.
refs:
W. G. మోరిస్ మరియు K. S. థోర్న్, అమెరికన్ జర్నల్ ఆఫ్ ఫిజిక్స్ 56
,
395-412 (1988)
W. G. మోరిస్, K. S. థోర్న్, మరియు U. యుర్ట్‌సెవర్, ఫిజి. రెవ. అక్షరాలు 61
, 1446-9 (1988)
మాట్ విస్సర్, ఫిజికల్ రివ్యూ D39, 3182-4 (1989)
"బ్లాక్ హోల్స్ అండ్ టైమ్ వార్ప్స్" కిప్ థార్న్, నార్టన్ & కో కూడా చూడండి. (1994)
మల్టీవర్స్ యొక్క వివరణ కోసం, "ది ఫ్యాబ్రిక్ ఆఫ్ రియాలిటీ" డేవిడ్ డ్యూచ్, పెంగ్విన్ ప్రెస్ చూడండి.
21. డిఫార్మర్ ఇంజన్లు
[దీన్ని ఎలా అనువదించాలో నాకు తెలియదు! అసలు వార్ప్ డ్రైవ్‌లో. - సుమారు అనువాదకుడు;
మెంబ్రేన్‌పై కథనంతో సారూప్యతతో అనువదించబడింది]
వార్ప్ అనేది స్పేస్‌టైమ్‌ను మెలితిప్పడానికి ఒక మెకానిజం కావచ్చు, తద్వారా ఒక వస్తువు కాంతి కంటే వేగంగా ప్రయాణించగలదు. మిగుల్ అల్కాబియర్అటువంటి డిఫార్మర్‌ను వివరించే జ్యామితిని అభివృద్ధి చేయడంలో ప్రసిద్ధి చెందింది. స్థలం-సమయం యొక్క వక్రీకరణ ఒక వస్తువు సమయం-వక్రరేఖపై ఉండి కాంతి కంటే వేగంగా ప్రయాణించడాన్ని సాధ్యం చేస్తుంది. వార్మ్‌హోల్స్‌ను సృష్టించేటప్పుడు అడ్డంకులు ఒకే విధంగా ఉంటాయి. డిఫార్మర్‌ను రూపొందించడానికి, మీకు ప్రతికూల శక్తి సాంద్రత కలిగిన పదార్ధం అవసరం మరియు. అటువంటి పదార్ధం సాధ్యమే అయినప్పటికీ, దానిని ఎలా పొందవచ్చో మరియు ఒక డిఫార్మర్ పని చేయడానికి దానిని ఎలా ఉపయోగించాలో ఇప్పటికీ అస్పష్టంగా ఉంది.
ref M. అల్కుబియర్, క్లాసికల్ మరియు క్వాంటం గ్రావిటీ, 11
, L73-L77, (1994)
ముగింపు
ముందుగా, SS ప్రయాణం మరియు SS సందేశం అంటే ఏమిటో సాధారణంగా నిర్వచించడం కష్టంగా మారింది. నీడలు వంటి అనేక అంశాలు CC కదలికను నిర్వహిస్తాయి, కానీ దానిని ఉపయోగించలేని విధంగా, ఉదాహరణకు, సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయడానికి. కానీ నిజమైన SS కదలికకు తీవ్రమైన అవకాశాలు కూడా ఉన్నాయి, వీటిని ప్రతిపాదించారు శాస్త్రీయ సాహిత్యం, కానీ వాటి అమలు సాంకేతికంగా ఇంకా సాధ్యం కాలేదు. హైసెన్‌బర్గ్ అనిశ్చితి సూత్రం క్వాంటం మెకానిక్స్‌లో స్పష్టమైన SS చలనాన్ని ఉపయోగించడం అసాధ్యం చేస్తుంది. సాధారణ సాపేక్షతలో SS ప్రొపల్షన్ యొక్క సంభావ్య మార్గాలు ఉన్నాయి, కానీ వాటిని ఉపయోగించడం సాధ్యం కాకపోవచ్చు. భవిష్యత్తులో లేదా అస్సలు, సాంకేతికత SS ప్రొపల్షన్‌తో అంతరిక్ష నౌకను సృష్టించగలదని చాలా అసంభవం అనిపిస్తుంది, అయితే సైద్ధాంతిక భౌతికశాస్త్రం, మనకు ఇప్పుడు తెలిసినట్లుగా, మంచి కోసం SS ప్రొపల్షన్‌కు తలుపును మూసివేయదు. సైన్స్ ఫిక్షన్ నవలల శైలిలో ఒక SS ఉద్యమం స్పష్టంగా పూర్తిగా అసాధ్యం. భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకు ఒక ఆసక్తికరమైన ప్రశ్న: "వాస్తవానికి, ఇది ఎందుకు అసాధ్యం, మరియు దీని నుండి ఏమి నేర్చుకోవచ్చు?"