Путешествия во времени почти невозможны
Традиционно путешествие во времени считают темой для сочинителей научной фантастики, на данную тему было написано множество книжек, сняты фильмы, сериалы. Однако иногда ее затрагивают и серьезные ученые. И, пожалуй, это самый интересный момент во всем этом списке.
Совсем недавно физики из Гонконгского университета технологий и науки смогли доказать, что ни один аппарат не позволит людям перемещаться во времени из-за элементарной невозможности подобных путешествий. И не в силу того, что это маловероятно или что у нас еще нет необходимых технологий, а потому что все это вступает в противоречие с физическими законами нашей Вселенной.
«Что до меня, то я испытываю настоящее разочарование из-за того, что путешествия во времени - оказывается, дело невозможное, хотя мысль о том, что специалисты изучали их как реальную возможность, весьма и весьма радует!» - говорит физик Шэнван Ду из Университета технологий и науки.
Еще в январе 2010 года Наталия Боржемская из Объединенного квантового института вместе со своими коллегами рассказала в журнале Optics Express о результатах анализа распространения света через тонкие слои диэлектрических материалов, которые имеют различные показатели преломления. Команда Боржемской заметила, что совсем немногие фотоны, сумевшие «пробиться» сквозь тридцать 80-нанометровых слоев диэлектрика, проходили через эту пачку где-то за 12 фемтосекунд. При этом добавление еще одного диэлектрического слоя с низким коэффициентом преломления увеличивало временные затраты на дорогу на целых 4 фемтосекунды. Правда, если бы это зависело лишь от толщины слоя и коэффициента преломления, данное значение составляло бы не более 0,6 фемтосекунды.
Но когда к «пачке» толщиной 2,6 микрона добавили слой с высоким коэффициентом преломления, то фотоны начали пролетать сквозь этот слой на 5,3 фемтосекунды быстрее. Из всего этого выходило, что отдельные фотоны обладали сверхсветовой скоростью. Исследователи отмечали, что в таком случае речь не идет о противоречии специальной теории относительности Эйнштейна - фотоны, «выскакивающие» раньше срока, появлялись в результате взаимодействия световых импульсов в слоях диэлектриков, и если бы удалось отловить именно те фотоны, которые вошли с другой стороны, то они пришли бы «своевременно».
Исследователи же из Гонконга впервые смогли измерить скорость так называемых оптических прекурсоров единичного фотона — волн, которые возникают перед световыми импульсами. Ведь до сих пор никто так и не зафиксировал прекурсоры единичного фотона.
Эксперты подтвердили, что отдельные фотоны имеют теоретический предел скорости: что существенно снижает возможность перемещения во времени, чем это считалось прежде.
В вакууме скорость света является одной из констант в нашей Вселенной, но отдельные эксперименты недавнего времени создавали почву для предположений о том, что отдельные фотоны способны ее превышать.
Ну а раз это так, тогда путешествия во времени становятся теоретически возможными.
В материале, опубликованном в научном журнале Physical Review Letters, сообщается о том, что некоторые фотоны имеют предел скорости в вакууме.
А это значит, что фотоны зависят от принципа причинности, заложенного в специальной теории относительности Эйнштейна, которая постулирует, что воздействие физического события не будет предшествовать своей причине, распространяясь быстрее света. А нарушение такого принципа делает путешествие во времени реальным.
Предел скорости света в вакууме известен давно - это около 300 тысяч км в секунду. Но свет распространяется с различной скоростью в разных физических средах.
Эти различия объясняют целый ряд физических явлений: например, почему соломинка в стакане воды видится переломленной.
Отдельные из этих опытов свидетельствовали, что фотоны двигались быстрее, чем скорость света в данной среде. Специалистам оставалось установить, способны ли отдельные фотоны превышать скорость света в вакууме.
Доктор Шэнванг Ду и его коллеги провели измерения так называемых оптических предшественников.
Подобно воздушной волне, возникающей перед движущимся поездом, оптические предшественники являют собой волны, создающие перед собой фотоны при движении в данной среде. До сих пор же эти оптические предшественники никогда не наблюдались в случае отдельных фотонов.
Пропуская пару фотонов сквозь пары из атомов с температурой, приближающейся к абсолютному нулю, экспериментаторы доказали, что оптический предшественник и фотон, являющийся его причиной, не способны превысить скорость света в вакууме.
А это значит, что фотоны не умеют перемещаться во времени, а передача информации со скоростью, превышающей движение света, оказывается теоретически невозможной.
Надо сказать, что такие результаты обладают также и более прозаическим значением.
«Полагаю, что наше новое открытие поможет ученым лучше понимать механизм квантовых переходов», - отметил Ду.
Итак, подведем итог. Физики смогли доказать, что даже для единичного фотона сохраняется ограничение скорости в 300 тысяч километров в секунду. Предшествующие данные о том, что существуют среды со «сверхсветовыми» свойствами, дали жизнь надежде, что фотоны могут перемещаться со превышением скорости света и нарушать тем самым закон причинности, двая тем самым теоретическую возможность путешествий во времени. И вот теперь измерения азиатских исследователей закрыли эту «брешь».
Комментарии читателей