కాంతి వేగం కంటే వేగంగా కదిలే పుంజం. కాంతి కంటే వేగంగా కదిలే కణం కనుగొనబడింది

కాంతి వేగం సార్వత్రిక భౌతిక స్థిరాంకాలలో ఒకటి; ఇది జడత్వ ఫ్రేమ్ ఆఫ్ రిఫరెన్స్ ఎంపికపై ఆధారపడి ఉండదు మరియు మొత్తం స్థల-సమయం యొక్క లక్షణాలను వివరిస్తుంది. శూన్యంలో కాంతి వేగం సెకనుకు 299,792,458 మీటర్లు, మరియు ఇది కణాల కదలిక మరియు పరస్పర చర్యల యొక్క గరిష్ట వేగం. స్కూల్ ఫిజిక్స్ పుస్తకాలు మనకు నేర్పించేది ఇదే. శరీరం యొక్క ద్రవ్యరాశి స్థిరంగా ఉండదని మరియు వేగం కాంతి వేగాన్ని చేరుకున్నప్పుడు, అనంతం వైపు మొగ్గు చూపుతుందని కూడా మీరు గుర్తుంచుకోవచ్చు. అందుకే ఫోటాన్లు-ద్రవ్యరాశి లేని కణాలు-కాంతి వేగంతో కదులుతాయి, అయితే ద్రవ్యరాశి ఉన్న కణాలకు ఇది చాలా కష్టం.

అయినప్పటికీ, రోమ్ సమీపంలో ఉన్న పెద్ద-స్థాయి OPERA ప్రయోగం నుండి అంతర్జాతీయ శాస్త్రవేత్తల బృందం ప్రాథమిక సత్యంతో వాదించడానికి సిద్ధంగా ఉంది.

అతను న్యూట్రినోలను గుర్తించగలిగాడు, ప్రయోగాలు చూపించినట్లుగా, కాంతి వేగం కంటే ఎక్కువ వేగంతో కదులుతాయి,

యూరోపియన్ ఆర్గనైజేషన్ ఫర్ న్యూక్లియర్ రీసెర్చ్ (CERN) యొక్క ప్రెస్ సర్వీస్ నివేదిస్తుంది.

OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) ప్రయోగం విశ్వంలోని అత్యంత జడ కణాలను - న్యూట్రినోలను అధ్యయనం చేస్తుంది. అవి చాలా జడత్వం కలిగి ఉంటాయి, అవి మొత్తం భూగోళం, నక్షత్రాలు మరియు గ్రహాల గుండా ఎగురుతాయి మరియు అవి ఇనుప అడ్డంకిని కొట్టాలంటే, ఈ అవరోధం యొక్క పరిమాణం సూర్యుడి నుండి బృహస్పతి వరకు ఉండాలి. ప్రతి సెకను, సూర్యుని ద్వారా విడుదలయ్యే దాదాపు 10 14 న్యూట్రినోలు భూమిపై ఉన్న ప్రతి వ్యక్తి శరీరం గుండా వెళతాయి. అతని జీవితమంతా కనీసం వాటిలో ఒకటి మానవ కణజాలాన్ని తాకే సంభావ్యత సున్నాకి ఉంటుంది. ఈ కారణాల వల్ల, న్యూట్రినోలను గుర్తించడం మరియు అధ్యయనం చేయడం చాలా కష్టం. దీన్ని చేసే ప్రయోగశాలలు పర్వతాల క్రింద మరియు అంటార్కిటికా మంచు కింద కూడా ఉన్నాయి.

OPERA లార్జ్ హాడ్రాన్ కొలైడర్ ఉన్న CERN నుండి న్యూట్రినోల పుంజాన్ని అందుకుంటుంది. దాని "చిన్న తమ్ముడు" - సూపర్‌ప్రొటాన్ సింక్రోట్రోన్ (SPS) - పుంజం నేరుగా రోమ్ వైపు భూమికి మళ్ళిస్తుంది. ఫలితంగా ఏర్పడే న్యూట్రినో పుంజం భూమి యొక్క క్రస్ట్ యొక్క మందం గుండా వెళుతుంది, తద్వారా క్రస్టల్ పదార్ధం నిలుపుకున్న ఇతర కణాల నుండి బయటపడుతుంది మరియు నేరుగా గ్రాన్ సాస్సోలోని ప్రయోగశాలకు వెళుతుంది, ఇది 1200 మీటర్ల రాతి క్రింద దాగి ఉంది.

న్యూట్రినోలు 2.5 మిల్లీసెకన్లలో 732 కిలోమీటర్ల భూగర్భ మార్గంలో ప్రయాణిస్తాయి.

OPERA ప్రాజెక్ట్ డిటెక్టర్, సుమారు 150 వేల మూలకాలను కలిగి ఉంటుంది మరియు 1300 టన్నుల బరువు ఉంటుంది, న్యూట్రినోలను "క్యాచ్" చేసి వాటిని అధ్యయనం చేస్తుంది. ప్రత్యేకించి, న్యూట్రినో డోలనాలు అని పిలవబడే వాటిని అధ్యయనం చేయడం ప్రధాన లక్ష్యం - ఒక రకమైన న్యూట్రినో నుండి మరొకదానికి పరివర్తనాలు.

కాంతి వేగాన్ని అధిగమించడం గురించి అద్భుతమైన ఫలితాలు తీవ్రమైన గణాంకాల ద్వారా మద్దతు ఇస్తున్నాయి: గ్రాన్ సాస్సోలోని ప్రయోగశాల సుమారు 15 వేల న్యూట్రినోలను గమనించింది. అని శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్నారు

న్యూట్రినోలు కాంతి వేగం కంటే 20 పార్ట్స్ పర్ మిలియన్ వేగంతో ప్రయాణిస్తాయి- "తప్పులేని" వేగ పరిమితి.

ఈ ఫలితం వారికి ఆశ్చర్యం కలిగించింది మరియు ఇంకా ఎటువంటి వివరణ ప్రతిపాదించబడలేదు. సహజంగానే, దానిని తిరస్కరించడానికి లేదా ధృవీకరించడానికి, ఇతర పరికరాలపై ఇతర సమూహాలచే స్వతంత్ర ప్రయోగాలు నిర్వహించడం అవసరం - ఈ “డబుల్ బ్లైండ్ కంట్రోల్” సూత్రం CERN లార్జ్ హాడ్రాన్ కొలైడర్‌లో కూడా అమలు చేయబడుతుంది. ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న సహోద్యోగులను పరీక్షించడానికి OPERA సహకారం వెంటనే దాని ఫలితాలను ప్రచురించింది. ప్రిప్రింట్ వెబ్‌సైట్‌లో పని యొక్క వివరణాత్మక వివరణ అందుబాటులో ఉంది ఆర్క్సివ్.ఆర్గ్.

ఫలితాల అధికారిక ప్రదర్శన ఈరోజు మాస్కో సమయానికి 18.00 గంటలకు CERNలో జరిగే సెమినార్‌లో జరుగుతుంది. ఆన్‌లైన్ అనువాదం.

“ఈ డేటా పూర్తి ఆశ్చర్యానికి గురి చేసింది. నెలల తరబడి డేటా సేకరణ, విశ్లేషణ, క్లీనింగ్ మరియు క్రాస్-చెకింగ్ చేసిన తర్వాత, డేటా ప్రాసెసింగ్ అల్గారిథమ్‌లో లేదా డిటెక్టర్‌లో సిస్టమ్ ఎర్రర్‌కు అవకాశం ఉన్న మూలాన్ని మేము కనుగొనలేకపోయాము. అందువల్ల, మేము మా ఫలితాలను ప్రచురిస్తాము, మా పనిని కొనసాగిస్తాము మరియు ఇతర సమూహాల నుండి స్వతంత్ర కొలతలు ఈ పరిశీలన యొక్క స్వభావాన్ని అర్థం చేసుకోవడంలో సహాయపడతాయని ఆశిస్తున్నాము, ”అని CERN ప్రెస్ సర్వీస్ ఉటంకిస్తూ బెర్న్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన OPERA ప్రయోగ నాయకుడు ఆంటోనియో ఎరెడిటాటో అన్నారు.

"ప్రయోగాత్మక శాస్త్రవేత్తలు నమ్మశక్యం కాని ఫలితాన్ని కనుగొన్నప్పుడు మరియు దానిని వివరించే ఒక కళాఖండాన్ని కనుగొనలేనప్పుడు, వారు సమస్య యొక్క విస్తృత అధ్యయనాన్ని ప్రారంభించడానికి ఇతర సమూహాలలోని వారి సహచరులను ఆశ్రయిస్తారు. ఇది మంచి శాస్త్రీయ సంప్రదాయం, మరియు OPERA సహకారం ఇప్పుడు దీనిని అనుసరిస్తోంది.

కాంతి వేగాన్ని మించిన పరిశీలనలు నిర్ధారించబడితే, అది భౌతికశాస్త్రంపై మన అవగాహనను మార్చగలదు, కానీ వాటికి మరొక, మరింత సామాన్యమైన వివరణ లేదని మనం నిర్ధారించుకోవాలి.

అందుకే స్వతంత్ర ప్రయోగాలు అవసరమని CERN సైంటిఫిక్ డైరెక్టర్ సెర్గియో బెర్టోలుచి అన్నారు.

OPERA యొక్క కొలతలు చాలా ఖచ్చితమైనవి. అందువలన, న్యూట్రినో ప్రయోగ స్థానం నుండి వారి నమోదు (730 కి.మీ కంటే ఎక్కువ) వరకు దూరం 20 సెం.మీ ఖచ్చితత్వంతో తెలుసు, మరియు విమాన సమయం 10 నానోసెకన్ల ఖచ్చితత్వంతో కొలుస్తారు.

OPERA ప్రయోగం 2006 నుండి అమలులో ఉంది. రష్యాతో సహా 36 ఇన్‌స్టిట్యూట్‌లు మరియు 13 దేశాల నుండి సుమారు 200 మంది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఇందులో పాల్గొంటారు.

మేము తరచుగా వాస్తవం గురించి మాట్లాడుతాము కాంతి గరిష్ట వేగంమన విశ్వంలో, మరియు శూన్యంలో కాంతి వేగం కంటే వేగంగా కదిలేది ఏదీ లేదు. మరియు మరింత ఎక్కువగా - మాకు. కాంతి వేగానికి చేరువలో, ఒక వస్తువు ద్రవ్యరాశి మరియు శక్తిని పొందుతుంది, అది దానిని నాశనం చేస్తుంది లేదా ఐన్‌స్టీన్ యొక్క సాధారణ సాపేక్ష సిద్ధాంతానికి విరుద్ధంగా ఉంటుంది. 75,000 సంవత్సరాల పాటు కాకుండా, కొన్ని వారాల పాటు సమీప నక్షత్రానికి వెళ్లడానికి మేము దీన్ని విశ్వసిస్తాము మరియు పరిష్కారాల కోసం వెతుకుతాము (ఇష్టం లేదా మేము దానిని గుర్తించాము). కానీ మనలో కొందరికే ఉన్నత భౌతిక శాస్త్ర విద్య ఉన్నందున, వారు వీధుల్లో ఎందుకు చెప్పారో స్పష్టంగా తెలియదు కాంతి వేగం గరిష్టంగా, స్థిరంగా మరియు 300,000 km/sకి సమానం?

విషయాలు ఎందుకు ఇలా ఉన్నాయి అనేదానికి చాలా సరళమైన మరియు స్పష్టమైన వివరణలు ఉన్నాయి, కానీ మీరు వాటిని ద్వేషించడం ప్రారంభించవచ్చు. ఇంటర్నెట్ శోధన మిమ్మల్ని "సాపేక్ష ద్రవ్యరాశి" అనే భావనకు దారి తీస్తుంది మరియు ఇప్పటికే అధిక వేగంతో కదులుతున్న వస్తువును వేగవంతం చేయడానికి మరింత శక్తి ఎలా అవసరమవుతుంది. ప్రత్యేక సాపేక్ష సిద్ధాంతం యొక్క గణిత ఉపకరణాన్ని వివరించడానికి ఇది సుపరిచితమైన మార్గం, కానీ ఇది చాలా మందిని మరియు ముఖ్యంగా మిమ్మల్ని, మా ప్రియమైన పాఠకులని తప్పుదారి పట్టిస్తుంది. ఎందుకంటే మీలో చాలా మంది (మరియు మనం కూడా) ఈత కొట్టడానికి వెళ్ళే ముందు దాని ఉప్పు నీటిలో ఒక బొటనవేలు ముంచినట్లుగా, అధిక భౌతిక శాస్త్రాన్ని రుచి చూస్తున్నారు. ఫలితంగా, ఇది వాస్తవానికి కంటే చాలా క్లిష్టంగా మరియు తక్కువ అందంగా మారుతుంది.

సాధారణ సాపేక్షతకు అనుగుణంగా ఉండే రేఖాగణిత వివరణ కోణం నుండి ఈ సమస్యను చర్చిద్దాం. ఇది తక్కువ స్పష్టంగా ఉంది, కానీ కాగితంపై బాణాలు గీయడం కంటే కొంచెం క్లిష్టంగా ఉంటుంది, కాబట్టి మీలో చాలామంది వెంటనే "శక్తి" మరియు "సాపేక్ష ద్రవ్యరాశి" వంటి అబద్ధాల వెనుక దాగి ఉన్న సిద్ధాంతాన్ని అర్థం చేసుకుంటారు.

మొదట, దిశ అంటే ఏమిటో నిర్వచిద్దాం, తద్వారా మన స్థలాన్ని స్పష్టంగా నిర్వచించవచ్చు. "డౌన్" అనేది దిశ. మీరు వాటిని వెళ్ళనివ్వినప్పుడు విషయాలు ఏ దిశలో పడతాయో ఇది నిర్వచించబడింది. "పైకి" అనేది "క్రిందికి" వ్యతిరేక దిశ. దిక్సూచిని ఎంచుకొని అదనపు దిశలను నిర్ణయించండి: ఉత్తరం, దక్షిణం, పశ్చిమం మరియు తూర్పు. ఈ దిశలన్నీ తీవ్రమైన వ్యక్తులచే "ఆర్థోనార్మల్ (లేదా ఆర్తోగోనల్) ప్రాతిపదికగా నిర్వచించబడ్డాయి, కానీ ఇప్పుడు దాని గురించి ఆలోచించకపోవడమే మంచిది. ఈ ఆరు దిశలు సంపూర్ణమైనవని అనుకుందాం, ఎందుకంటే మన సంక్లిష్ట ప్రశ్నతో మనం వ్యవహరించే చోట అవి ఉంటాయి.

ఇప్పుడు మరో రెండు దిశలను జోడిద్దాం: భవిష్యత్తుకు మరియు గతానికి. మీరు మీ స్వంతంగా ఈ దిశలలో సులభంగా కదలలేరు, కానీ వాటిని ఊహించుకోవడం మీకు తగినంత సులభం. భవిష్యత్తు రేపు వచ్చే దిశ; గతం అనేది నిన్న ఉన్న దిశ.

ఈ ఎనిమిది కార్డినల్ దిశలు-పైకి, క్రిందికి, ఉత్తరం, దక్షిణం, పశ్చిమం, తూర్పు, గతం మరియు భవిష్యత్తు-విశ్వం యొక్క ప్రాథమిక జ్యామితిని వివరిస్తాయి. ఈ దిశలలోని ప్రతి జంటను మనం "డైమెన్షన్" అని పిలుస్తాము, అందుకే మనం నాలుగు డైమెన్షనల్ యూనివర్స్‌లో జీవిస్తాము. ఈ నాలుగు డైమెన్షనల్ అవగాహనను నిర్వచించడానికి మరొక పదం "స్పేస్-టైమ్", కానీ మేము ఈ పదాన్ని ఉపయోగించకుండా ఉండటానికి ప్రయత్నిస్తాము. మన సందర్భంలో, "స్పేస్-టైమ్" అనేది "యూనివర్స్" భావనకు సమానం అని గుర్తుంచుకోండి.

వేదికపైకి స్వాగతం. నటీనటుల సంగతి చూద్దాం.

ప్రస్తుతం మీ కంప్యూటర్ ముందు కూర్చొని, మీరు చలనంలో ఉన్నారు. మీరు అనుభూతి చెందరు. మీరు విశ్రాంతి తీసుకుంటున్నట్లు మీకు అనిపిస్తుంది. కానీ మీ చుట్టూ ఉన్న ప్రతిదీ కూడా మీకు సంబంధించి కదులుతున్నందున ఇది జరుగుతుంది. లేదు, మనం భూమి సూర్యుని చుట్టూ తిరుగుతున్నట్లు లేదా సూర్యుడు గెలాక్సీ గుండా కదులుతున్నట్లు మరియు దానితో పాటు మనలను లాగడం గురించి మాట్లాడుతున్నామని అనుకోకండి. ఇది, వాస్తవానికి, నిజం, కానీ మనం ఇప్పుడు మాట్లాడుతున్నది కాదు. ఉద్యమం అంటే "భవిష్యత్తు" వైపు కదలిక.

మీరు కిటికీలు మూసి ఉన్న రైలు బండిలో ఉన్నారని ఊహించుకోండి. మీరు వీధిని చూడలేరు మరియు రైలు కదులుతుందో లేదో మీకు అనిపించని విధంగా పట్టాలు చాలా ఖచ్చితంగా ఉన్నాయి. అందువల్ల, రైలులో కూర్చొని, మీరు నిజంగా ప్రయాణిస్తున్నారా లేదా అని మీరు చెప్పలేరు. బయట చూడండి మరియు ప్రకృతి దృశ్యం పరుగెత్తుతుందని మీరు గ్రహించవచ్చు. కానీ కిటికీలు మూసి ఉన్నాయి.

మీరు కదులుతున్నారా లేదా అని తెలుసుకోవడానికి ఒకే ఒక మార్గం ఉంది. కేవలం కూర్చుని వేచి ఉండండి. రైలు స్టేషన్‌లో ఉంటే ఏమీ జరగదు. కానీ రైలు కదులుతున్నట్లయితే, ముందుగానే లేదా తరువాత మీరు కొత్త స్టేషన్‌కు చేరుకుంటారు.

ఈ రూపకంలో, క్యారేజ్ మన చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచంలో మనం చూడగలిగే ప్రతిదాన్ని సూచిస్తుంది - ఇల్లు, వాస్కా పిల్లి, ఆకాశంలో నక్షత్రాలు మొదలైనవి. "తదుపరి స్టేషన్ - రేపు."

మీరు కదలకుండా కూర్చుంటే, పిల్లి వాస్కా రోజుకు తనకు కేటాయించిన గంటలపాటు ప్రశాంతంగా నిద్రపోతే, మీకు కదలిక అనిపించదు. అయితే రేపు తప్పకుండా వస్తుంది.

భవిష్యత్తు వైపు వెళ్లడం అంటే ఇదే. ఏది నిజమో సమయం మాత్రమే చెబుతుంది: కదలిక లేదా పార్కింగ్.

మీరు ఇప్పటివరకు ఊహించుకోవడానికి ఇది చాలా సులభంగా ఉండాలి. సమయాన్ని ఒక దిశగా భావించడం కష్టంగా ఉండవచ్చు, సమయం గుండా వెళుతున్న వస్తువుగా భావించడం చాలా కష్టం. కానీ మీరు అర్థం చేసుకుంటారు. ఇప్పుడు మీ ఊహను ఉపయోగించండి.

మీరు మీ కారులో డ్రైవింగ్ చేస్తున్నప్పుడు, ఏదో భయంకరమైనది జరుగుతుందని ఊహించండి: బ్రేక్‌లు విఫలమవుతాయి. ఒక వింత యాదృచ్ఛికంగా, అదే సమయంలో గ్యాస్ మరియు గేర్బాక్స్ జామ్. మీరు వేగవంతం చేయలేరు లేదా ఆపలేరు. మీ దగ్గర ఉన్నది స్టీరింగ్ వీల్ మాత్రమే. మీరు కదలిక దిశను మార్చవచ్చు, కానీ దాని వేగం కాదు.

అయితే, మీరు చేసే మొదటి విషయం మృదువైన బుష్‌లోకి వెళ్లడానికి ప్రయత్నించడం మరియు ఏదో ఒకవిధంగా కారును జాగ్రత్తగా ఆపడం. అయితే ప్రస్తుతానికి ఈ టెక్నిక్ ఉపయోగించవద్దు. మీ లోపభూయిష్ట కారు యొక్క ప్రత్యేకతలపై దృష్టి పెడదాం: మీరు దిశను మార్చవచ్చు, కానీ వేగం కాదు.

ఈ విధంగా మనం విశ్వం గుండా కదులుతాము. మీకు స్టీరింగ్ వీల్ ఉంది, కానీ పెడల్స్ లేవు. మీరు కూర్చుని ఈ కథనాన్ని చదువుతున్నప్పుడు, మీరు గరిష్ట వేగంతో ఉజ్వల భవిష్యత్తు వైపు దూసుకుపోతున్నారు. మరియు మీరు టీ తయారు చేసుకోవడానికి లేచినప్పుడు, మీరు స్పేస్-టైమ్‌లో కదలిక దిశను మారుస్తారు, కానీ దాని వేగం కాదు. మీరు అంతరిక్షంలో చాలా వేగంగా కదులుతూ ఉంటే, సమయం కొద్దిగా నెమ్మదిగా ప్రవహిస్తుంది.

కాగితంపై రెండు అక్షాలను గీయడం ద్వారా ఊహించడం సులభం. పైకి క్రిందికి వెళ్ళే అక్షం సమయం యొక్క అక్షం, పైకి అంటే భవిష్యత్తులో. క్షితిజ సమాంతర అక్షం స్థలాన్ని సూచిస్తుంది. కాగితం ముక్క రెండు డైమెన్షనల్ అయినందున మనం స్థలం యొక్క ఒక కోణాన్ని మాత్రమే గీయగలము, అయితే ఈ భావన స్థలం యొక్క మూడు కోణాలకు వర్తిస్తుందని ఊహించుకుందాం.

కోఆర్డినేట్ అక్షం యొక్క మూలం నుండి ఒక బాణాన్ని గీయండి, అక్కడ అవి కలుస్తాయి మరియు నిలువు అక్షం వెంట దానిని సూచించండి. ఇది ఎంత పొడవునా పర్వాలేదు, ఇది ఒక పొడవు మాత్రమే వస్తుందని గుర్తుంచుకోండి. ఇప్పుడు భవిష్యత్తులోకి గురిపెట్టిన ఈ బాణం భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు "ఫోర్-స్పీడ్" అని పిలిచే పరిమాణాన్ని సూచిస్తుంది. ఇది స్పేస్-టైమ్ ద్వారా మీ కదలిక వేగం. ప్రస్తుతం మీరు నిశ్చల స్థితిలో ఉన్నారు, కాబట్టి బాణం భవిష్యత్తును మాత్రమే సూచిస్తుంది.

మీరు అంతరిక్షంలోకి వెళ్లాలనుకుంటే - కోఆర్డినేట్ అక్షం వెంట కుడివైపుకు - మీరు మీ నాలుగు-వేగాన్ని మార్చాలి మరియు క్షితిజ సమాంతర భాగాన్ని చేర్చాలి. ఇది మీరు బాణం తిరుగులేని అవసరం అవుతుంది. కానీ మీరు దీన్ని చేసిన వెంటనే, బాణం మునుపటిలా నమ్మకంగా భవిష్యత్తులోకి పైకి చూపడం లేదని మీరు గమనించవచ్చు. మీరు ఇప్పుడు అంతరిక్షంలో కదులుతున్నారు, కానీ నాలుగు-స్పీడ్ సూది మాత్రమే తిప్పగలదు, కానీ సాగదీయడం లేదా కుదించడం లేదు కాబట్టి మీరు భవిష్యత్ కదలికను త్యాగం చేయాల్సి ఉంటుంది.

ఇక్కడే ప్రసిద్ధ "టైమ్ డైలేషన్" ప్రభావం ప్రారంభమవుతుంది, ఇది సాపేక్షత యొక్క ప్రత్యేక సిద్ధాంతానికి కొద్దిగా గోప్యంగా ప్రతి ఒక్కరూ మాట్లాడతారు. మీరు అంతరిక్షంలో కదులుతున్నట్లయితే, మీరు నిశ్చలంగా కూర్చొని ఉన్నట్లయితే, మీరు సమయం అంత వేగంగా కదలరు. మీ గడియారం కదలని వ్యక్తి యొక్క వాచ్ కంటే చాలా నెమ్మదిగా సమయాన్ని గణిస్తుంది.

మరియు ఇప్పుడు మన విశ్వంలో "కాంతి కంటే వేగంగా" అనే పదబంధానికి ఎందుకు అర్థం లేదు అనే ప్రశ్నకు పరిష్కారానికి వచ్చాము. మీరు వీలైనంత త్వరగా అంతరిక్షంలోకి వెళ్లాలనుకుంటే ఏమి జరుగుతుందో చూడండి. మీరు నాలుగు-స్పీడ్ సూదిని క్షితిజ సమాంతర అక్షం వెంట సూచించే వరకు అన్ని వైపులా తిప్పండి. బాణం సాగదని మేము గుర్తుంచుకుంటాము. ఇది మాత్రమే తిప్పగలదు. కాబట్టి, మీరు అంతరిక్షంలో వేగాన్ని వీలైనంతగా పెంచారు. అయితే వేగంగా వెళ్లడం అసాధ్యంగా మారింది. బాణాన్ని తిప్పడానికి ఎక్కడా లేదు, లేకుంటే అది "సూటిగా కంటే సూటిగా" లేదా "క్షితిజ సమాంతరంగా కంటే అడ్డంగా" మారుతుంది. ఇది మేము "కాంతి కంటే వేగవంతమైన" భావనతో సమానం. మూడు చేపలు మరియు ఏడు రొట్టెలతో భారీ ప్రజలకు ఆహారం ఇవ్వడం అసాధ్యం.

అందుకే మన విశ్వంలో ఏదీ కాంతి కంటే వేగంగా ప్రయాణించదు. ఎందుకంటే మన విశ్వంలో “వెలుగు కంటే వేగవంతమైనది” అనే పదబంధం “సూటిగా కంటే సూటిగా” లేదా “క్షితిజ సమాంతరం కంటే అడ్డంగా” అనే పదబంధానికి సమానం.

అవును, మీకు ఇంకా కొన్ని ప్రశ్నలు ఉన్నాయి. నాలుగు-స్పీడ్ వెక్టర్‌లు ఎందుకు తిరుగుతాయి కానీ సాగవు? ఈ ప్రశ్నకు సమాధానం ఉంది, కానీ ఇది కాంతి వేగం యొక్క మార్పులేనిదానికి సంబంధించినది మరియు మేము దానిని తరువాత వదిలివేస్తాము. మరియు మీరు దీన్ని విశ్వసిస్తే, గ్రహం మీద నడిచిన అత్యంత తెలివైన భౌతిక శాస్త్రవేత్తల కంటే ఈ విషయంపై మీకు కొంచెం తక్కువ సమాచారం ఉంటుంది.

యూక్లిడియన్ భ్రమణాలు మరియు వృత్తాల గురించి మాట్లాడేటప్పుడు మనం అంతరిక్షం యొక్క జ్యామితి యొక్క సరళీకృత నమూనాను ఎందుకు ఉపయోగిస్తాము అని సంశయవాదులు ప్రశ్నించవచ్చు. వాస్తవ ప్రపంచంలో, స్పేస్‌టైమ్ యొక్క జ్యామితి మింకోవ్స్కీ యొక్క జ్యామితికి కట్టుబడి ఉంటుంది మరియు భ్రమణాలు అతిశయోక్తిగా ఉంటాయి. కానీ వివరణ యొక్క సాధారణ సంస్కరణకు జీవితానికి హక్కు ఉంది.

అలాగే దీనికి సాధారణ వివరణ, .

మీకు తెలిసినట్లుగా, ఫోటాన్లు, కాంతిని తయారు చేసే కాంతి కణాలు, కాంతి వేగంతో కదులుతాయి. ప్రత్యేక సాపేక్ష సిద్ధాంతం ఈ విషయంలో మనకు సహాయం చేస్తుంది.

సైన్స్ ఫిక్షన్ చిత్రాలలో, ఇంటర్స్టెల్లార్ స్పేస్ షిప్‌లు దాదాపు ఎల్లప్పుడూ కాంతి వేగంతో ఎగురుతాయి. దీనిని సాధారణంగా సైన్స్ ఫిక్షన్ రచయితలు హైపర్‌స్పీడ్ అంటారు. రచయితలు మరియు చలనచిత్ర దర్శకులు ఇద్దరూ దాదాపు ఒకే కళాత్మక సాంకేతికతను ఉపయోగించి దానిని మనకు వివరిస్తారు మరియు చూపుతారు. చాలా తరచుగా, ఓడ వేగంగా పురోగతి సాధించడానికి, హీరోలు నియంత్రణ మూలకంపై ఒక బటన్‌ను లాగుతారు లేదా నొక్కండి, మరియు వాహనం తక్షణమే వేగవంతం అవుతుంది, చెవిటి చప్పుడుతో దాదాపు కాంతి వేగంతో వేగవంతం అవుతుంది. వీక్షకుడు ఓడ మీదుగా చూసే నక్షత్రాలు మొదట మినుకుమినుకుమంటాయి, ఆపై పూర్తిగా పంక్తులుగా విస్తరించి ఉంటాయి. అయితే హైపర్‌స్పీడ్‌లో స్పేస్‌షిప్ విండోస్ ద్వారా నక్షత్రాలు నిజంగా ఇలాగే ఉంటాయా? కాదు అంటున్నారు పరిశోధకులు. వాస్తవానికి, ఓడలోని ప్రయాణీకులు ఒక వరుసలో విస్తరించి ఉన్న నక్షత్రాలకు బదులుగా ప్రకాశవంతమైన డిస్క్‌ను మాత్రమే చూస్తారు.

ఒక వస్తువు దాదాపు కాంతి వేగంతో కదులుతున్నట్లయితే, అది డాప్లర్ ప్రభావాన్ని చర్యలో చూడవచ్చు. భౌతిక శాస్త్రంలో, రిసీవర్ యొక్క వేగవంతమైన కదలిక కారణంగా ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు తరంగదైర్ఘ్యంలో మార్పుకు ఇది పేరు. ఓడ నుండి వీక్షకుడి ముందు మెరుస్తున్న నక్షత్రాల నుండి వచ్చే కాంతి యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ చాలా పెరుగుతుంది, అది కనిపించే పరిధి నుండి స్పెక్ట్రం యొక్క ఎక్స్-రే భాగానికి మారుతుంది. నక్షత్రాలు కనుమరుగవుతున్నాయి! అదే సమయంలో, బిగ్ బ్యాంగ్ తర్వాత మిగిలి ఉన్న అవశేష విద్యుదయస్కాంత వికిరణం యొక్క పొడవు తగ్గుతుంది. బ్యాక్‌గ్రౌండ్ రేడియేషన్ కనిపిస్తుంది మరియు ప్రకాశవంతమైన డిస్క్‌గా కనిపిస్తుంది, అంచుల వద్ద మసకబారుతుంది.

కానీ కాంతి వేగాన్ని చేరుకునే వస్తువు వైపు నుండి ప్రపంచం ఎలా ఉంటుంది? తెలిసినట్లుగా, ఫోటాన్లు, అది కలిగి ఉన్న కాంతి కణాలు, అటువంటి వేగంతో కదులుతాయి. ప్రత్యేక సాపేక్ష సిద్ధాంతం ఈ విషయంలో మనకు సహాయం చేస్తుంది. దాని ప్రకారం, ఒక వస్తువు కాంతి వేగంతో ఏ సమయంలోనైనా కదులుతున్నప్పుడు, ఈ వస్తువు యొక్క కదలికపై గడిపిన సమయం సున్నాకి సమానం అవుతుంది. సరళంగా చెప్పాలంటే, మీరు కాంతి వేగంతో కదులుతుంటే, గమనించడం, చూడటం, చూడటం మొదలైన ఏ చర్యను చేయడం అసాధ్యం. కాంతి వేగంతో ప్రయాణించే వస్తువు నిజానికి ఏమీ చూడదు.

ఫోటాన్లు ఎల్లప్పుడూ కాంతి వేగంతో ప్రయాణిస్తాయి. వారు వేగవంతం మరియు బ్రేకింగ్ సమయాన్ని వృథా చేయరు, కాబట్టి వారి జీవితమంతా వారికి సున్నా సమయం ఉంటుంది. మనం ఫోటాన్‌లైతే, మన పుట్టుక మరియు మరణం యొక్క క్షణాలు సమానంగా ఉంటాయి, అంటే ప్రపంచం ఉనికిలో ఉందని మనం గ్రహించలేము. ఒక వస్తువు కాంతి వేగానికి వేగవంతమైతే, అన్ని రిఫరెన్స్ సిస్టమ్‌లలో దాని వేగం కాంతి వేగానికి సమానంగా మారుతుందని గమనించాలి. ఇది ఫోటో ఫిజిక్స్. ప్రత్యేక సాపేక్ష సిద్ధాంతాన్ని వర్తింపజేస్తూ, కాంతి వేగంతో కదులుతున్న వస్తువు కోసం, చుట్టుపక్కల ప్రపంచం మొత్తం అనంతంగా చదునుగా కనిపిస్తుంది మరియు దానిలో సంభవించే అన్ని సంఘటనలు ఒక సమయంలో జరుగుతాయని మేము నిర్ధారించగలము.

సెప్టెంబర్ 2011లో, భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఆంటోనియో ఎరెడిటాటో ప్రపంచాన్ని దిగ్భ్రాంతికి గురి చేశాడు. అతని ప్రకటన విశ్వంపై మన అవగాహనను విప్లవాత్మకంగా మార్చగలదు. 160 OPERA ప్రాజెక్ట్ శాస్త్రవేత్తలు సేకరించిన డేటా సరైనది అయితే, నమ్మశక్యం కానిది గమనించబడింది. కణాలు - ఈ సందర్భంలో న్యూట్రినోలు - కాంతి కంటే వేగంగా కదిలాయి. ఐన్స్టీన్ సాపేక్ష సిద్ధాంతం ప్రకారం, ఇది అసాధ్యం. మరియు అటువంటి పరిశీలన యొక్క పరిణామాలు నమ్మశక్యం కానివి. భౌతిక శాస్త్రం యొక్క పునాదులను పునఃపరిశీలించవలసి ఉంటుంది.

Ereditato అతను మరియు అతని బృందం వారి ఫలితాలపై "అత్యంత నమ్మకం" కలిగి ఉన్నారని చెప్పినప్పటికీ, డేటా పూర్తిగా ఖచ్చితమైనదని వారు చెప్పలేదు. బదులుగా, వారు ఏమి జరుగుతుందో గుర్తించడంలో సహాయం చేయమని ఇతర శాస్త్రవేత్తలను కోరారు.

చివరికి, OPERA ఫలితాలు తప్పు అని తేలింది. పేలవంగా కనెక్ట్ చేయబడిన కేబుల్ కారణంగా, సింక్రొనైజేషన్ సమస్య ఏర్పడింది మరియు GPS ఉపగ్రహాల నుండి సిగ్నల్‌లు సరిగ్గా లేవు. సిగ్నల్‌లో ఊహించని జాప్యం జరిగింది. ఫలితంగా, న్యూట్రినోలు నిర్ణీత దూరం ప్రయాణించడానికి పట్టే సమయం యొక్క కొలతలు అదనంగా 73 నానోసెకన్లను చూపించాయి: న్యూట్రినోలు కాంతి కంటే వేగంగా ప్రయాణిస్తున్నట్లు అనిపించింది.

ప్రయోగం ప్రారంభించడానికి ముందు నెలలపాటు జాగ్రత్తగా పరీక్షించి, డేటాను రెండుసార్లు తనిఖీ చేసినప్పటికీ, శాస్త్రవేత్తలు తీవ్రంగా తప్పు చేశారు. పార్టికల్ యాక్సిలరేటర్ల యొక్క తీవ్ర సంక్లిష్టత కారణంగా ఇటువంటి లోపాలు ఎల్లప్పుడూ సంభవిస్తాయని చాలా మంది వ్యాఖ్యానించినప్పటికీ ఎరెడిటాటో రాజీనామా చేశారు.

వెలుతురు కంటే వేగంగా ప్రయాణించగలదనే సూచన - కేవలం సూచన - ఎందుకు ఇంత గందరగోళానికి కారణమైంది? ఈ అడ్డంకిని ఏదీ అధిగమించలేదని మనం ఎంత ఖచ్చితంగా అనుకుంటున్నాం?

ఈ ప్రశ్నలలో రెండవది ముందుగా చూద్దాం. శూన్యంలో కాంతి వేగం సెకనుకు 299,792.458 కిలోమీటర్లు - సౌలభ్యం కోసం, ఈ సంఖ్య సెకనుకు 300,000 కిలోమీటర్లకు గుండ్రంగా ఉంటుంది. ఇది చాలా వేగంగా ఉంది. సూర్యుడు భూమి నుండి 150 మిలియన్ కిలోమీటర్ల దూరంలో ఉన్నాడు మరియు దాని కాంతి కేవలం ఎనిమిది నిమిషాల ఇరవై సెకన్లలో భూమిని చేరుకుంటుంది.

కాంతికి వ్యతిరేకంగా రేసులో మన సృష్టిలో ఏదైనా పోటీ పడగలదా? ఇప్పటివరకు నిర్మించిన అత్యంత వేగవంతమైన మానవ నిర్మిత వస్తువులలో ఒకటి, న్యూ హారిజన్స్ స్పేస్ ప్రోబ్ జూలై 2015లో ప్లూటో మరియు కేరోన్‌లను దాటింది. ఇది భూమికి సంబంధించి సెకనుకు 16 కిమీ వేగంతో చేరుకుంది. 300,000 కిమీ/సె కంటే చాలా తక్కువ.

అయినప్పటికీ, మేము చాలా త్వరగా కదులుతున్న చిన్న కణాలను కలిగి ఉన్నాము. 1960ల ప్రారంభంలో, MITలోని విలియం బెర్టోజీ ఎలక్ట్రాన్‌లను మరింత ఎక్కువ వేగంతో వేగవంతం చేయడంలో ప్రయోగాలు చేశాడు.

ఎలక్ట్రాన్లకు ప్రతికూల చార్జ్ ఉన్నందున, పదార్థానికి అదే ప్రతికూల చార్జ్‌ను వర్తింపజేయడం ద్వారా వాటిని వేగవంతం చేయవచ్చు-మరింత ఖచ్చితంగా, తిప్పికొట్టవచ్చు. ఎక్కువ శక్తి వర్తించబడుతుంది, ఎలక్ట్రాన్లు వేగంగా వేగవంతం అవుతాయి.

సెకనుకు 300,000 కిమీ వేగాన్ని చేరుకోవడానికి అనువర్తిత శక్తిని పెంచుకోవాల్సిన అవసరం ఉందని ఎవరైనా అనుకుంటారు. కానీ ఎలక్ట్రాన్లు అంత వేగంగా కదలలేవని తేలింది. బెర్టోజీ యొక్క ప్రయోగాలు ఎక్కువ శక్తిని ఉపయోగించడం వల్ల ఎలక్ట్రాన్ వేగం నేరుగా దామాషా పెరుగుదలకు దారితీయదని తేలింది.

బదులుగా, ఎలక్ట్రాన్ల వేగాన్ని కొద్దిగా మార్చడానికి అపారమైన అదనపు శక్తిని వర్తింపజేయాలి. ఆమె కాంతి వేగానికి మరింత దగ్గరగా వచ్చింది, కానీ దానిని చేరుకోలేదు.

చిన్న దశల్లో తలుపు వైపు కదులుతున్నట్లు ఊహించుకోండి, ప్రతి అడుగు మీ ప్రస్తుత స్థానం నుండి తలుపుకు సగం దూరాన్ని కవర్ చేస్తుంది. ఖచ్చితంగా చెప్పాలంటే, మీరు ఎప్పటికీ తలుపును చేరుకోలేరు, ఎందుకంటే మీరు వేసే ప్రతి అడుగు తర్వాత, మీరు కవర్ చేయడానికి ఇంకా దూరం ఉంటుంది. బెర్టోజీ తన ఎలక్ట్రాన్‌లతో వ్యవహరించేటప్పుడు దాదాపు అదే సమస్యను ఎదుర్కొన్నాడు.

కానీ కాంతి ఫోటాన్లు అనే కణాలతో తయారవుతుంది. ఈ కణాలు కాంతి వేగంతో ఎందుకు ప్రయాణించగలవు, కానీ ఎలక్ట్రాన్లు ఎందుకు ప్రయాణించలేవు?

"వస్తువులు వేగంగా మరియు వేగంగా కదులుతున్నప్పుడు, అవి బరువుగా మారుతాయి - అవి బరువుగా మారతాయి, వాటిని వేగవంతం చేయడం కష్టం, కాబట్టి మీరు కాంతి వేగాన్ని ఎప్పటికీ చేరుకోలేరు" అని ఆస్ట్రేలియాలోని మెల్బోర్న్ విశ్వవిద్యాలయంలో భౌతిక శాస్త్రవేత్త రోజర్ రసోల్ చెప్పారు. “ఫోటాన్‌కు ద్రవ్యరాశి ఉండదు. దానికి ద్రవ్యరాశి ఉంటే, అది కాంతి వేగంతో కదలదు."

ఫోటాన్లు ప్రత్యేకమైనవి. వారు ఎటువంటి ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉండరు, ఇది ఖాళీ స్థలం యొక్క శూన్యంలో కదలిక యొక్క పూర్తి స్వేచ్ఛను అందిస్తుంది, కానీ వారు వేగవంతం చేయవలసిన అవసరం లేదు. వారు కలిగి ఉన్న సహజ శక్తి తరంగాలలో కదులుతుంది, కాబట్టి అవి సృష్టించబడినప్పుడు అవి ఇప్పటికే గరిష్ట వేగాన్ని కలిగి ఉంటాయి. కొన్ని విధాలుగా, కాంతిని కణాల ప్రవాహంగా కాకుండా శక్తిగా భావించడం సులభం, అయినప్పటికీ నిజం కాంతి రెండూ.

అయితే, కాంతి మనం ఊహించిన దానికంటే చాలా నెమ్మదిగా ప్రయాణిస్తుంది. ఇంటర్నెట్ టెక్నాలజిస్టులు ఫైబర్ ఆప్టిక్స్‌లో "కాంతి వేగం"లో నడుస్తున్న కమ్యూనికేషన్‌ల గురించి మాట్లాడటానికి ఇష్టపడుతున్నప్పటికీ, కాంతి శూన్యంలో కంటే గ్లాస్ ఫైబర్ ఆప్టిక్స్‌లో 40% నెమ్మదిగా ప్రయాణిస్తుంది.

వాస్తవానికి, ఫోటాన్లు సెకనుకు 300,000 కిమీ వేగంతో ప్రయాణిస్తాయి, అయితే ప్రధాన కాంతి తరంగం గుండా వెళుతున్నప్పుడు గాజు అణువుల ద్వారా విడుదలయ్యే ఇతర ఫోటాన్‌ల వల్ల కొంత అంతరాయాన్ని ఎదుర్కొంటుంది. ఇది అర్థం చేసుకోవడం సులభం కాకపోవచ్చు, కానీ కనీసం మేము ప్రయత్నించాము.

అదే విధంగా, వ్యక్తిగత ఫోటాన్‌లతో ప్రత్యేక ప్రయోగాల ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లో, వాటిని చాలా ఆకర్షణీయంగా తగ్గించడం సాధ్యమైంది. కానీ చాలా సందర్భాలలో, 300,000 సరైనది. మేము అంత వేగంగా లేదా మరింత వేగంగా కదలగల ఏదీ చూడలేదు లేదా నిర్మించలేదు. ప్రత్యేక పాయింట్లు ఉన్నాయి, కానీ మనం వాటిని తాకే ముందు, మన ఇతర ప్రశ్నను టచ్ చేద్దాం. కాంతి నియమం యొక్క వేగాన్ని ఖచ్చితంగా అనుసరించడం ఎందుకు చాలా ముఖ్యమైనది?

సమాధానం భౌతిక శాస్త్రంలో తరచుగా జరిగే విధంగా , అనే వ్యక్తితో అనుబంధించబడింది. అతని ప్రత్యేక సాపేక్ష సిద్ధాంతం అతని సార్వత్రిక వేగ పరిమితుల యొక్క అనేక చిక్కులను విశ్లేషిస్తుంది. కాంతి వేగం స్థిరంగా ఉంటుందనే ఆలోచన సిద్ధాంతంలోని ముఖ్యమైన అంశాలలో ఒకటి. మీరు ఎక్కడ ఉన్నా లేదా ఎంత వేగంగా కదులుతున్నా, కాంతి ఎప్పుడూ అదే వేగంతో కదులుతుంది.

కానీ ఇది అనేక సంభావిత సమస్యలను లేవనెత్తుతుంది.

నిశ్చల అంతరిక్ష నౌక పైకప్పుపై ఉన్న అద్దంపై ఫ్లాష్‌లైట్ నుండి పడే కాంతిని ఊహించుకోండి. కాంతి పైకి వెళ్లి, అద్దం నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు అంతరిక్ష నౌక నేలపై పడిపోతుంది. అతను 10 మీటర్ల దూరాన్ని కవర్ చేశాడనుకుందాం.

ఇప్పుడు ఈ అంతరిక్ష నౌక సెకనుకు అనేక వేల కిలోమీటర్ల భారీ వేగంతో కదలడం ప్రారంభిస్తుందని ఊహించుకోండి. మీరు ఫ్లాష్‌లైట్‌ను ఆన్ చేసినప్పుడు, కాంతి మునుపటిలా ప్రవర్తిస్తుంది: అది పైకి ప్రకాశిస్తుంది, అద్దాన్ని తాకి నేలపై ప్రతిబింబిస్తుంది. కానీ దీన్ని చేయడానికి, కాంతి ఒక వికర్ణ దూరం ప్రయాణించవలసి ఉంటుంది, నిలువుగా కాదు. అన్నింటికంటే, అద్దం ఇప్పుడు అంతరిక్ష నౌకతో పాటు త్వరగా కదులుతుంది.

దీని ప్రకారం, కాంతి ప్రయాణించే దూరం పెరుగుతుంది. 5 మీటర్లు అనుకుందాం. అది మొత్తం 15 మీటర్లు, 10 కాదు.

మరియు ఇది ఉన్నప్పటికీ, దూరం పెరిగినప్పటికీ, ఐన్‌స్టీన్ సిద్ధాంతాలు కాంతి ఇప్పటికీ అదే వేగంతో ప్రయాణిస్తుందని పేర్కొన్నాయి. వేగం అనేది దూరాన్ని సమయంతో భాగించడం వలన, వేగం అలాగే ఉంటుంది మరియు దూరం పెరుగుతుంది కాబట్టి, సమయం కూడా పెరగాలి. అవును, కాలమే సాగాలి. మరియు ఇది వింతగా అనిపించినప్పటికీ, ఇది ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ధారించబడింది.

ఈ దృగ్విషయాన్ని టైమ్ డైలేషన్ అంటారు. నిశ్చలంగా ఉన్న వారితో పోలిస్తే వేగంగా వెళ్లే వాహనాల్లో ప్రయాణించే వ్యక్తులకు సమయం నెమ్మదిగా కదులుతుంది.

ఉదాహరణకు, అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్రంలో వ్యోమగాములకు సమయం 0.007 సెకన్లు నెమ్మదిగా కదులుతుంది, ఇది భూమికి సంబంధించి 7.66 కిమీ/సెకను వేగంతో కదులుతోంది, గ్రహం మీద ఉన్న వ్యక్తులతో పోలిస్తే. కాంతి వేగానికి దగ్గరగా వెళ్లగల పైన పేర్కొన్న ఎలక్ట్రాన్ల వంటి కణాలతో పరిస్థితి మరింత ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది. ఈ కణాల విషయంలో, క్షీణత స్థాయి అపారంగా ఉంటుంది.

UKలోని ఆక్స్‌ఫర్డ్ విశ్వవిద్యాలయంలో ప్రయోగాత్మక భౌతిక శాస్త్రవేత్త స్టీఫెన్ కోల్‌తామర్, మ్యూయాన్‌లు అని పిలువబడే కణాల ఉదాహరణను సూచిస్తారు.

ముయాన్లు అస్థిరంగా ఉంటాయి: అవి త్వరగా సాధారణ కణాలుగా క్షీణిస్తాయి. చాలా వేగంగా సూర్యుని నుండి బయలుదేరే చాలా మ్యూయాన్‌లు భూమికి చేరే సమయానికి క్షీణిస్తాయి. కానీ వాస్తవానికి, మ్యూయాన్‌లు సూర్యుని నుండి భారీ పరిమాణంలో భూమిపైకి వస్తాయి. భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు చాలాకాలంగా ఎందుకు అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నించారు.

"ఈ రహస్యానికి సమాధానం ఏమిటంటే, మ్యూయాన్లు కాంతి వేగానికి దగ్గరగా ప్రయాణించే శక్తితో ఉత్పన్నమవుతాయి" అని కోల్తామర్ చెప్పారు. "వారి సమయ భావం, మాట్లాడటానికి, వారి అంతర్గత గడియారం నెమ్మదిగా ఉంటుంది."

మ్యూయాన్‌లు మనకు సాపేక్షంగా ఊహించిన దానికంటే ఎక్కువ కాలం "సజీవంగా ఉంటాయి", నిజమైన, సహజమైన సమయ వార్ప్‌కు ధన్యవాదాలు. ఇతర వస్తువులతో పోలిస్తే వస్తువులు త్వరగా కదులుతున్నప్పుడు, వాటి పొడవు కూడా తగ్గుతుంది మరియు కుదించబడుతుంది. ఈ పరిణామాలు, సమయ విస్తరణ మరియు నిడివి తగ్గింపు, ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉన్న వస్తువుల కదలికపై ఆధారపడి స్పేస్-టైమ్ ఎలా మారుతుందనే దానికి ఉదాహరణలు - నేను, మీరు లేదా అంతరిక్ష నౌక.

ముఖ్యమైనది ఏమిటంటే, ఐన్స్టీన్ చెప్పినట్లుగా, కాంతికి ద్రవ్యరాశి లేనందున అది ప్రభావితం కాదు. అందుకే ఈ సూత్రాలు ఒకదానితో ఒకటి కలిసిపోతాయి. విషయాలు కాంతి కంటే వేగంగా ప్రయాణించగలిగితే, విశ్వం ఎలా పనిచేస్తుందో వివరించే ప్రాథమిక చట్టాలకు వారు కట్టుబడి ఉంటారు. ఇవే కీలక సూత్రాలు. ఇప్పుడు మనం కొన్ని మినహాయింపులు మరియు మినహాయింపుల గురించి మాట్లాడవచ్చు.

ఒకవైపు, కాంతి కంటే వేగంగా వెళ్లడం మనం చూడనప్పటికీ, ఈ వేగ పరిమితిని సిద్ధాంతపరంగా చాలా నిర్దిష్టమైన పరిస్థితుల్లో అధిగమించలేమని కాదు. ఉదాహరణకు, విశ్వం యొక్క విస్తరణను తీసుకోండి. విశ్వంలోని గెలాక్సీలు కాంతి వేగాన్ని మించిన వేగంతో ఒకదానికొకటి దూరంగా కదులుతున్నాయి.

మరొక ఆసక్తికరమైన పరిస్థితి ఒకే సమయంలో ఒకే లక్షణాలను పంచుకునే కణాలకు సంబంధించినది, అవి ఎంత దూరంలో ఉన్నా. ఇది "క్వాంటం ఎంటాంగిల్మెంట్" అని పిలవబడేది. ఫోటాన్ పైకి క్రిందికి తిరుగుతుంది, యాదృచ్ఛికంగా రెండు సాధ్యమయ్యే స్థితుల మధ్య ఎంచుకుంటుంది, అయితే స్పిన్ దిశ ఎంపిక చిక్కుకుపోయినట్లయితే మరొక చోట మరొక ఫోటాన్‌లో ఖచ్చితంగా ప్రతిబింబిస్తుంది.

ఇద్దరు శాస్త్రవేత్తలు, ప్రతి ఒక్కరూ తమ స్వంత ఫోటాన్‌ను అధ్యయనం చేస్తారు, కాంతి వేగం కంటే వేగంగా, అదే సమయంలో ఒకే ఫలితాన్ని పొందుతారు.

ఏదేమైనా, ఈ రెండు ఉదాహరణలలో, రెండు వస్తువుల మధ్య కాంతి వేగం కంటే ఏ సమాచారం వేగంగా ప్రయాణించదని గమనించడం ముఖ్యం. మేము విశ్వం యొక్క విస్తరణను లెక్కించగలము, కానీ మనం దానిలో కాంతి కంటే వేగంగా వస్తువులను గమనించలేము: అవి వీక్షణ నుండి అదృశ్యమయ్యాయి.

వారి ఫోటాన్‌లతో ఇద్దరు శాస్త్రవేత్తల విషయానికొస్తే, వారు ఒకే సమయంలో ఒక ఫలితాన్ని పొందగలిగినప్పటికీ, కాంతి వాటి మధ్య ప్రయాణించే దానికంటే వేగంగా ఒకరికొకరు తెలియజేయలేరు.

"ఇది మాకు ఎటువంటి సమస్యలను సృష్టించదు, ఎందుకంటే మీరు కాంతి కంటే వేగంగా సిగ్నల్‌లను పంపగలిగితే, మీరు విచిత్రమైన పారడాక్స్‌లను పొందుతారు, దీని ద్వారా సమాచారం ఏదో ఒకవిధంగా సమయానికి తిరిగి వెళ్ళవచ్చు" అని కోల్‌తామర్ చెప్పారు.

సాంకేతికంగా కాంతి కంటే వేగవంతమైన ప్రయాణాన్ని సాధ్యం చేయడానికి మరొక మార్గం ఉంది: ప్రయాణీకుడు సాధారణ ప్రయాణ నియమాల నుండి తప్పించుకోవడానికి అనుమతించే స్పేస్‌టైమ్‌లో చీలికలు.

టెక్సాస్‌లోని బేలర్ యూనివర్శిటీకి చెందిన గెరాల్డ్ క్లీవర్ ఏదో ఒక రోజు కాంతి కంటే వేగంగా ప్రయాణించే అంతరిక్ష నౌకను తయారు చేయగలమని అభిప్రాయపడ్డారు. ఇది వార్మ్‌హోల్ ద్వారా కదులుతోంది. వార్మ్‌హోల్స్ అనేది స్పేస్-టైమ్‌లోని లూప్‌లు, ఇవి ఐన్‌షీన్ సిద్ధాంతాలకు సరిగ్గా సరిపోతాయి. వారు అంతరిక్ష సమయంలో ఒక అసాధారణత ద్వారా విశ్వం యొక్క ఒక చివర నుండి మరొక చివరకి దూకడానికి వ్యోమగామిని అనుమతించగలరు, ఇది ఏదో ఒక రకమైన కాస్మిక్ సత్వరమార్గం.

వార్మ్‌హోల్ గుండా ప్రయాణించే వస్తువు కాంతి వేగాన్ని మించదు, కానీ సిద్ధాంతపరంగా "సాధారణ" మార్గాన్ని తీసుకునే కాంతి కంటే వేగంగా దాని గమ్యాన్ని చేరుకోగలదు. కానీ వార్మ్ హోల్స్ అంతరిక్ష ప్రయాణానికి పూర్తిగా అందుబాటులో ఉండకపోవచ్చు. వేరొకరితో పోలిస్తే 300,000 km/s కంటే వేగంగా కదలడానికి స్పేస్‌టైమ్‌ను చురుకుగా వక్రీకరించడానికి మరొక మార్గం ఉందా?

క్లీవర్ 1994లో "అల్క్యూబియర్ ఇంజన్" ఆలోచనను కూడా అన్వేషించాడు. స్పేస్‌క్రాఫ్ట్ ముందు స్పేస్‌టైమ్ సంకోచించడం, దానిని ముందుకు నెట్టడం మరియు దాని వెనుక విస్తరించడం, దానిని ముందుకు నెట్టడం వంటి పరిస్థితిని ఇది వివరిస్తుంది. "అయితే, అప్పుడు సమస్యలు తలెత్తాయి: దీన్ని ఎలా చేయాలి మరియు ఎంత శక్తి అవసరమవుతుంది" అని క్లీవర్ చెప్పారు.

2008లో, అతను మరియు అతని గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థి రిచర్డ్ ఒబౌజీ ఎంత శక్తి అవసరమో లెక్కించారు.

"మేము 10m x 10m x 10m - 1000 క్యూబిక్ మీటర్ల ఓడను ఊహించాము మరియు ప్రక్రియను ప్రారంభించడానికి అవసరమైన శక్తి మొత్తం బృహస్పతి ద్రవ్యరాశికి సమానం అని లెక్కించాము."

దీని తరువాత, శక్తి నిరంతరం "జోడించబడాలి", తద్వారా ప్రక్రియ ముగియదు. ఇది ఎప్పుడైనా సాధ్యమవుతుందా లేదా అవసరమైన సాంకేతికత ఎలా ఉంటుందో ఎవరికీ తెలియదు. క్లీవర్ ఇలా అంటాడు, "ఎప్పటికీ జరగనిది నేను ఊహించినట్లుగా శతాబ్దాలుగా కోట్ చేయబడటం నాకు ఇష్టం లేదు, కానీ నాకు ఇంకా ఎలాంటి పరిష్కారాలు కనిపించలేదు."

కాబట్టి, కాంతి వేగం కంటే వేగంగా ప్రయాణించడం ప్రస్తుతానికి సైన్స్ ఫిక్షన్‌గా మిగిలిపోయింది. ప్రస్తుతానికి, డీప్ సస్పెండ్ యానిమేషన్‌లో మునిగిపోవడమే ఏకైక మార్గం. మరియు ఇంకా ఇది అన్ని చెడు కాదు. మేము ఎక్కువగా కనిపించే కాంతి గురించి మాట్లాడాము. కానీ వాస్తవానికి, కాంతి దాని కంటే చాలా ఎక్కువ. రేడియో తరంగాలు మరియు మైక్రోవేవ్‌ల నుండి కనిపించే కాంతి, అతినీలలోహిత వికిరణం, ఎక్స్-కిరణాలు మరియు గామా కిరణాలు క్షీణిస్తున్నప్పుడు పరమాణువులు విడుదల చేస్తాయి, ఈ అందమైన కిరణాలు అన్నీ ఒకే వస్తువుతో తయారు చేయబడ్డాయి: ఫోటాన్లు.

వ్యత్యాసం శక్తిలో మరియు తరంగదైర్ఘ్యంలో ఉంటుంది. ఈ కిరణాలు కలిసి విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటాన్ని తయారు చేస్తాయి. రేడియో తరంగాలు, ఉదాహరణకు, కాంతి వేగంతో ప్రయాణించే వాస్తవం కమ్యూనికేషన్లకు చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది.

తన పరిశోధనలో, కోల్‌తమ్మర్ సర్క్యూట్‌లోని ఒక భాగం నుండి మరొక భాగానికి సిగ్నల్‌లను ప్రసారం చేయడానికి ఫోటాన్‌లను ఉపయోగించే సర్క్యూట్‌ను సృష్టిస్తాడు, కాబట్టి అతను కాంతి యొక్క అద్భుతమైన వేగం యొక్క ఉపయోగం గురించి వ్యాఖ్యానించడానికి బాగా అర్హత కలిగి ఉన్నాడు.

"మేము ఇంటర్నెట్ యొక్క అవస్థాపనను నిర్మించాము, ఉదాహరణకు, మరియు దాని ముందు రేడియో, కాంతి ఆధారంగా, మనం దానిని ప్రసారం చేయగల సౌలభ్యంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది" అని అతను పేర్కొన్నాడు. మరియు అతను కాంతి విశ్వం యొక్క కమ్యూనికేషన్ శక్తిగా పనిచేస్తుందని జతచేస్తుంది. మొబైల్ ఫోన్‌లోని ఎలక్ట్రాన్లు వణుకుతున్నప్పుడు, ఫోటాన్లు విడుదలవుతాయి మరియు మరొక మొబైల్ ఫోన్‌లోని ఎలక్ట్రాన్లు కూడా వణుకుతున్నాయి. ఫోన్ కాల్ ఎలా పుడుతుంది. సూర్యునిలోని ఎలక్ట్రాన్ల వణుకు కూడా ఫోటాన్‌లను విడుదల చేస్తుంది - భారీ పరిమాణంలో - ఇది కాంతిని ఏర్పరుస్తుంది, భూమిపై వేడి మరియు అహెమ్, కాంతిని ఇస్తుంది.

కాంతి అనేది విశ్వం యొక్క సార్వత్రిక భాష. దీని వేగం - 299,792.458 km/s - స్థిరంగా ఉంటుంది. ఇంతలో, స్థలం మరియు సమయం సున్నితంగా ఉంటాయి. బహుశా మనం కాంతి కంటే వేగంగా కదలడం గురించి ఆలోచించకూడదు, కానీ ఈ స్థలంలో మరియు ఈ సమయంలో ఎలా వేగంగా కదలాలి? చెప్పాలంటే రూట్‌కి వెళ్లాలా?

కానీ అది సాధ్యమేనని తేలింది; ఇప్పుడు మనం కాంతి కంటే వేగంగా ప్రయాణించలేమని నమ్ముతున్నారు...” కానీ నిజానికి ధ్వని కంటే వేగంగా ప్రయాణించడం అసాధ్యమని ఎవరైనా నమ్మడం నిజం కాదు.సూపర్‌సోనిక్ విమానం కనిపించడానికి చాలా కాలం ముందు, ఆ బుల్లెట్‌ల సంగతి తెలిసిందే. ధ్వని కంటే వేగంగా ఎగురుతుంది, కానీ వాస్తవానికి మేము అది అసాధ్యం అనే వాస్తవం గురించి మాట్లాడుతున్నాము నియంత్రించబడిందిసూపర్సోనిక్ ఫ్లైట్, మరియు అది పొరపాటు. SS ఉద్యమం పూర్తిగా భిన్నమైన విషయం. సూపర్‌సోనిక్ ఫ్లైట్‌కు సాంకేతిక సమస్యల వల్ల ఆటంకం ఏర్పడిందని మొదటి నుంచీ స్పష్టమైంది, అది పరిష్కరించాల్సిన అవసరం ఉంది. 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.

మేము మొదట CC మోషన్ యొక్క సాధారణ కేసులను చర్చిస్తాము. మేము వాటిని ప్రస్తావిస్తున్నాము అవి ఆసక్తికరంగా ఉన్నందున కాదు, కానీ అవి SS ఉద్యమం యొక్క చర్చలలో పదే పదే వస్తాయి మరియు అందువల్ల వాటిని పరిష్కరించవలసి ఉంటుంది. అప్పుడు మేము STS ఉద్యమం 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). ఈ సందర్భంలో, సాపేక్ష 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. సముద్రపు అల ఒడ్డును ఏటవాలుగా తాకడం గురించి కూడా మీరు ఆలోచించవచ్చు. 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, ఒక కర్ర చివర దెబ్బ ప్రభావం ఇచ్చిన పదార్ధంలో ధ్వని వేగంతో దాని వెంట వ్యాపిస్తుంది 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. సాపేక్షత సిద్ధాంతం ప్రకారం, ఓడ నుండి సిగ్నల్స్ యొక్క డాప్లర్ షిఫ్ట్ను పరిగణనలోకి తీసుకున్న తర్వాత కూడా, అతను ఓడలో సమయం మందగించడాన్ని చూస్తాడు మరియు అక్కడ గడియారం 0.6 కారకంతో నెమ్మదిగా నడుస్తుంది. 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 వారు కూడా తెలిసిన ఇంటర్స్టెల్లార్ దూరాలను 4/3 చొప్పున కవర్ చేస్తారని గుర్తించాలి. సి.

ఇది నిజమైన దృగ్విషయం మరియు 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

ఈ విభాగంలో సూపర్‌లూమినల్ ట్రావెల్ అవకాశం గురించి ఊహాజనిత కానీ తీవ్రమైన ఊహాగానాలు ఉన్నాయి. 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

టాకియోన్లు ఊహాత్మక కణాలు, ఇవి స్థానికంగా కాంతి కంటే వేగంగా కదులుతాయి. 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. టాచియోన్ సిద్ధాంతాలలో సమస్యలు ఉన్నాయి, ఎందుకంటే కారణవాదం యొక్క సాధ్యమైన ఉల్లంఘనల కోణం నుండి, 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. వార్మ్హోల్స్

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 సాంప్రదాయ సాధారణ సాపేక్షత యొక్క దృగ్విషయం, కానీ వాటిని సృష్టించడానికి మీరు స్పేస్‌టైమ్ యొక్క టోపోలాజీని మార్చాలి. దీని యొక్క అవకాశం క్వాంటం గ్రావిటీ సిద్ధాంతంలో ఉండవచ్చు.

వార్మ్‌హోల్స్‌ను 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 ఈ అంశం ఆలోచనా ప్రయోగాలకు ఫలవంతమైన ప్రాంతంగా మిగిలిపోయింది, భౌతికశాస్త్రం యొక్క తెలిసిన మరియు ఊహించిన చట్టాల ఆధారంగా ఏది సాధ్యమో మరియు ఏది సాధ్యంకాదో 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, ఇవి శాస్త్రీయ సాహిత్యంలో ప్రతిపాదించబడ్డాయి, అయితే 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?"