نظریه جدید فیزیک سفر در زمان را غیرممکن می داند
در فضای خالی وسیع فضا، نور با سرعت ثابت ۲۹۹،۷۹۲،۴۵۸ متر بر ثانیه حرکت می کند. با این حال، وقتی با میدان های الکترومغناطیسی اطراف ماده مواجه می شود، سرعت آن می تواند کاهش یابد.
این تغییر سرعت زمانی مشاهده می شود که نور از موادی مانند آب عبور می کند یا رنگین کمان ایجاد می کند. اگرچه فیزیکدانان می توانند این تاخیر را با استفاده از معادلات قرن نوزدهم توضیح دهند، اما برای توضیح کامل تغییر سرعت ناگهانی نور بین رسانه های مختلف تلاش می کنند.
محققان دانشگاه تامپره با به چالش کشیدن اصول اساسی پیشرفت موج نور در زمان و فضا، راه حلی برای این معما پیشنهاد کردند. ماتیاس کیوروا، نویسنده اصلی این مطالعه، با زیر سوال بردن فرض سرعت موج ثابت، معادله موج استاندارد را در ابعاد ۱ * ۱ به دست آورد.
نظریه نسبیت خاص انیشتین
براساس نظریه نسبیت خاص، سرعت نور که با “c” نشان داده می شود، یک حد جهانی برای اطلاعات در خلا در نظر گرفته می شود. با این وجود، محققان بررسی کردند که اگر امواج نور بتوانند شتاب بگیرند، چه اتفاقی خواهد افتاد و به طور موقت این محدودیت را نادیده گرفتند.
راه حل آن ها که در ابتدا گیج کننده بود، زمانی منطقی شد که سرعت ثابتی را به عنوان چارچوب مرجع معرفی کردند. هنگامی که یک موج شتاب دار را با سرعت نور ثابت مقایسه می کنیم، اثرات آن شبیه به اثرات پیش بینی شده توسط نسبیت است.
این کشف پیامدهای مهمی برای این بحث دارد که آیا تکانه موج نور پس از ورود به یک رسانه جدید تغییر می کند یا خیر. محققان تاکید می کنند که براساس یافته های آن ها، تکانه موج از دید موج حفظ می شود.
چه یک سفینه فضایی در حال حرکت به سمت آلفا قنطورس باشد و چه یک ارتعاش در یک رشته، اصول نسبیت و حفظ تکانه را باید به عنوان سرعت به دست آوردن امواج در نظر گرفت. محققان استدلال می کنند که اگر امواج به دلیل نسبیت زمان مناسبی را تجربه کنند، هر فیزیک حاکم بر امواج باید جهت زمانی دقیقی داشته باشد که به راحتی قابل برگشت نباشد.
لازم به ذکر است که این معادلات تنها برای یک بعد فضا و زمان حل شده اند و برای اثبات این دیدگاه در مورد امواج به آزمایش هایی نیاز است.
سوالات
سفر در زمان چه مشکلی دارد؟
خطراتی مانند “پارادوکس زمانی” وجود دارد. اگر شما در زمان به گونه ای سفر کنید که با آینده در تضاد باشد، ممکن است یک پارادوکس ایجاد کند. تغییرات گذشته که آینده را تحت تاثیر قرار می دهد، از لحاظ نظری می تواند جریان زمان را به هم بریزد.
آیا زمان واقعی است؟
به عقیده بسیاری از فیزیکدانان، جریان زمان واقعی نیست، بلکه خود زمان به اندازه فضا واقعی است.
ماشین های زمان – آیا وجود دارند؟
سفر به گذشته یا آینده با استفاده از ماشین زمان در واقعیت ممکن نیست؛ بلکه تنها در کتاب ها و فیلم ها است. با این حال، محاسبات مربوط به سفر در زمان بر زندگی روزمره ما تاثیر می گذارد.
آیا مردم ۱۰۰۰ سال زندگی خواهند کرد؟
اگر بتوانیم پیری را از بین ببریم، محاسبات نشان می دهند که میانگین طول عمر انسان می تواند از ۱۰۰۰ سال فراتر رود. حداکثر طول عمر، به استثنای تصادفات و خشونت، ممکن است حتی به ۲۰ هزار سال هم برسد.
تعاریف
فیزیک:
مطالعه ماده، انرژی، فضا و زمان، به دنبال درک اصول بنیادی حاکم بر جهان.
سفر در زمان:
یک مفهوم نظری شامل حرکت بین نقاط مختلف در زمان، که به طور بالقوه اجازه می دهد رویدادها به صورت غیر ترتیبی تجربه شوند.
میدان های الکترومغناطیسی:
مناطقی از فضا که در آن نیروهای الکتریکی و مغناطیسی با یکدیگر تعامل دارند و بر رفتار ذرات باردار و امواج الکترومغناطیسی تاثیر می گذارند.
سرعت نور:
این سرعت ثابتی است که امواج الکترومغناطیسی، از جمله نور، در خلا منتشر می کنند، تقریبا ۲۹۹،۷۹۲،۴۵۸ متر بر ثانیه.
نظریه ویژه نسبیت:
نظریه ای که توسط آلبرت اینشتین ارائه شده است، بیان می کند که قوانین فیزیک برای همه ناظران در حرکت یکنواخت یک سان است و سرعت نور برای همه ناظران ثابت است.
معادله موج:
نمایش ریاضی که رفتار امواج مانند امواج نور را در رسانه های مختلف توصیف می کند.
سرعت ثابت نور:
سرعت تغییر ناپذیری که نور در خلا طی می کند، یک ثابت بنیادی در فیزیک است.
بقای تکانه:
این اصل بیان می کند که تکانه کل یک سیستم بسته ثابت می ماند مگر اینکه نیروهای خارجی به آن عمل کنند.
نسبیت:
چارچوب نظری شامل نسبیت خاص و عام که رابطه بین فضا، زمان و گرانش را به ویژه در سرعت های بالا یا در میدان های گرانشی قوی توضیح می دهد.
موج شتاب دهنده:
موجی مانند موج نور که افزایش سرعت را در طول زمان یا هنگام عبور از شرایط خاص تجربه می کند و فرض سرعت ثابت موج را به چالش می کشد.
منابع
https://www.scientificamerican.com
