۱۰ پدیده که شکسته شدن سرعت نور بر آن‌ها تأثیر می‌گذارد!

در سال ۲۰۱۱ دانشمندان رسماً اعلام کردند که ذرات تحت اتمی نوترینو محدودیت بالاترین سرعتی که در جهان وجود دارد را شکسته و به سرعتی بالاتر از سرعت نور دست پیدا کرده‌اند. اما کمی بعد دانشمندان متوجه خطایی در اندازه‌گیری و محاسبات خود شدند که نشان می‌داد سرعت نوترینوها از سرعت نور پیشی نگرفته است.

بر اساس نظریه نسبیت خاص اینشتین، هیچ پدیده‌ای نمی‌تواند از این حصار عبور کند. ۱۰ حقیقت وجود دارند که شکسته شدن سرعت نور می‌تواند بر روی آن‌ها تأثیر مستقیمی داشته باشد.

10- نظریه نسبیت خاص

قانون سرعت نور پشتوانه اصلی نظریه نسبیت خاص اینشتین است که وی در سال ۱۹۰۵ ارائه کرد. بر اساس این قانون سرعت نور نسبت به تمامی ناظران با هر سرعتی که در حرکت باشند، ۲۹۹ میلیون و ۷۹۲ هزار و ۴۵۸ متر بر ثانیه خواهد بود. این سرعت بالاترین حدی است که هر پدیده‌ای می‌تواند داشته باشد، حد بالای مطلق در حرکت.

9- سفر در زمان

در نظریه نسبیت خاص آمده است که هیچ پدیده‌ای نمی‌تواند سریعتر از نور حرکت کند، بر اساس این نظریه اگر پدیده‌ای بتواند این حصار را بشکند، قادر خواهد بود به گذشته سفر کند.

8- علت و معلول

یکی از اصلی‌ترین قوانین علم فیزیک و در واقع تمامی علوم، قانون علیت است: علت همواره پیشتر از معلول است. این قانون در فیزیک کلاسیک پذیرفته شده است و نظریه خاص نسبیت، با وجود نسبی بودن حرکت یک جسم، برای حفظ این قانون مشقات زیادی را تحمل کرده است.

اما بر اساس این نظریه، در صورتی که جسمی بتواند سریعتر از نور حرکت کند، می‌تواند به زمان منفی سفر کند. در این صورت، یک «معلول» می‌تواند به گذشته سفر کرده و به پیش از زمانی بازگردد که «علتش» رخ داده است. چنین نتایجی می‌توانند نوعی ارتداد علمی به شمار روند و به طور حتم برای حفظ دوباره قانون علیت قوانین باید از نو نوشته شوند.

پلانکت می‌گوید بیشتر ساختار نظری که در قرن بیستم بنا شده بر اساس این مفهوم بوده که اجسام باید با سرعتی کمتر از سرعت نور حرکت کنند، تا جایی که متوجه شده‌ام، اگر جسمی داشته باشید که بتواند سریعتر از نور حرکت کند، می‌توانید رویدادها را پیش از رخ دادن مشاهده کنید.

7- E=mc^2

معادله مشهور اینشتین می‌گوید که انرژی (E) و جرم (m) با یکدیگر برابر بوده و می‌توانند به واسطه c به توان دو به یکدیگر تبدیل شوند، در جایی که c نشان‌دهنده ثابت سرعت نور است.

وضعیت سرعت نور به عنوان محدوده نهایی سرعت کیهانی دلیلی است بر حضور این ثابت در فرمول اینشتین اما در صورتی که c بالاترین سرعت موجود در جهان نباشد و اجسام بتوانند سریعتر از نور حرکت کنند، این معادله باید در موقعیت‌های ویژه تنظیم شوند.

6- مدل استاندارد

مدل استاندارد نام نظریه غالبی در فیزیک ذره‌ای است که در آن تمامی ذرات تحت اتمی که جهان هستی را ساخته‌اند تشریح می‌شوند اما در صورتی که قانون سرعت نور و نظریه نسبیت خاص بازنویسی شوند، این مدل نیز به تغییراتی نیاز پیدا خواهد کرد.

به گفته «استفان پارک» رئیس بخش فیزیک نظری لابراتوار فرمی یکی از سنگ بناهای مدل استاندارد، نسبیت خاص است و در صورتی که بخواهید سنگ بنای یک ساختمان را دستکاری کنید، باید کل ساختمان را تغییر دهید.

5- نظریه ریسمان

این نظریه، ایده‌ای بسیار پیشرفته است که می‌گوید تمامی ذرات بنیادین درواقع حلقه‌های مرتعش یک ریسمان هستند. به نظر می‌آید این فرضیه مفاهیم بسیار گسترده‌ای را به کار می‌گیرد، از جمله احتمال اینکه جهان هستی از ابعادی بیشتر از سه بعد شناخته شده فضا و زمان برخوردار است.

آزمودن نظریه ریسمان به شکلی باورنکردنی دشوار است و هیچ مدرکی مبنی بر درست بودن این نظریه نیز وجود ندارد.

4- نوترینوها

نوترینوها در حال حاضر به عنوان پدیده‌هایی عجیب شناخته می‌شوند. آن‌ها خنثی و تقریباً بدون جرم هستند که به ندرت با ماده معمولی واکنش نشان می‌دهند. نوترینوها چندین نوع یا به اصطلاح طعم دارند و در عین حال توانایی باورنکردنی برای تبدیل شدن از یک طعم به طعمی دیگر در آنها وجود دارد.

3- تاکیون

در دهه ۱۹۶۰ فیزیکدانان پیشنهاد دادند که شاید ذراتی با توانایی حرکت در سرعت بالاتر از سرعت نور وجود داشته باشند، این ذرات که «تاکیون» نامیده شدند، همواره در حالت نظری باقی مانده و هرگز ردیابی نشدند. به دلیل ویژگی‌های آشفته تاکیونها از قبیل احتمال زیر پا گذاشته شدن قانون علیت توسط آنها، بسیاری از فیزیکدانان این ذرات فرضی را نظریه‌ای حاشیه‌ای تصور کردند.

2- ابرنواختر 1987A

یکی از متناقض‌ترین بخشهای شواهدی که درباره یافته جدید ارائه شده، از رصدهایی به دست آمده که بر روی ابرنواختر SN1987A در فاصله ۱۶۸ هزار سال نوری از زمین و در ابر ماژلانی بزرگ انجام گرفته است. رصدهای انجام شده بر روی این ستاره بزرگ مرده نشان می‌دهد نور و نوترینوهای پراکنده شده از انفجار این ستاره با فاصله‌ای یک ساعته از هم به زمین رسیده‌اند. در چنین مسافت طولانی‌ای، این پدیده به آن معنی خواهد بود که نور و نوترینوها با سرعتی در حدود یک بخش از ۱۰۰ میلیون بخش از سرعت اپتیکال نور سفر کرده‌اند.

این رصد یکی از دستاوردهای بزرگ در اخترشناسی به شمار رفته و برای کاشف خود «ماساتوشی کوشیبا» جایزه نوبل فیزیک را به ارمغان آورد.

1- تکامل جهان اولیه

زوایای متعددی از اخترشناسی می‌توانند تحت تأثیر این کشف جدید قرار گیرند. تعدادی از اصلی‌ترین نظریه‌ها درباره تاریخ جهان هستی در واقع بر اساس محاسبات نوترینوها و نظریه‌های مرتبط با نوترینوها بنا شده‌اند.

به گفته «درک فوکس» اخترشناس دانشگاه پنسیلوانیا نوترینوها در جهان هستی به وفور یافت می‌شوند و در صورتی که رفتاری متفاوت از آنچه شناخته شده از خود نشان دهند می‌توانند بر روی تمامی محاسباتی که درباره تکامل جهان اولیه انجام گرفته تأثیر بگذارند.

بر اساس گزارش لایو ساینس، به علاوه، نوترینوها حاصل واکنشهای گداخت هسته‌ای که منبع انرژی ستاره‌ای به شمار می‌روند، هستند، به همین دلیل در صورتی که این ذرات رفتار متفاوتی را از خود نشان دهند، مدل‌های ستاره‌ای نیز به بازنویسی نیازمند خواهند شد.