Senarai 10 Cerita Teratas Space Magazine 2010 baru-baru ini merangkumi kisah Faster than Light Pulsars Discovered - yang pada pembacaan selanjutnya menjelaskan bahawa fenomena yang sedang dikaji tidak tepat bergerak lebih pantas daripada cahaya.
Bagaimanapun, ini mendorong saya untuk mencari cara yang berbeza di mana gerakan superluminal yang jelas dapat dihasilkan, sebahagiannya untuk meyakinkan diri saya bahawa bahagian bawahnya tidak keluar dari fizik relativiti dan sebahagiannya untuk melihat apakah perkara-perkara ini dapat dijelaskan dengan cukup dalam bahasa Inggeris. Ini dia ...
1) Ilusi sebab dan akibat
Cerita pulsar yang lebih cepat daripada cahaya pada asasnya adalah mengenai ledakan cahaya hipotesis - yang sedikit seperti ledakan sonik, di mana ia bukan ledakan sonik, tetapi sumber bunyi, yang melebihi kelajuan suara - sehingga denyutan suara individu bergabung membentuk gelombang kejutan tunggal bergerak pada kelajuan suara.
Sekarang, sama ada perkara seperti ini benar-benar berlaku dengan cahaya dari pulsar masih menjadi titik perbahasan, tetapi salah seorang penyokong model telah menunjukkan kesannya di makmal - lihat catatan blog Scientific American ini.
Apa yang anda lakukan ialah mengatur barisan lampu yang dicetuskan secara bebas. Cukup mudah untuk membuatnya menyala secara berurutan - 1 pertama, kemudian 2, kemudian 3 dan lain-lain - dan anda boleh terus mengurangkan kelewatan masa antara masing-masing menembak sehingga anda mempunyai keadaan di mana mentol 2 mati setelah mentol 1 dalam masa yang lebih sedikit daripada cahaya perlu menempuh jarak antara mentol 1 dan 2. Ini benar-benar muslihat - tidak ada hubungan kausal antara mentol menyala - tetapi ia kelihatan seolah-olah urutan tindakan (1 pertama, kemudian 2, kemudian 3 dan lain-lain) bergerak lebih pantas daripada cahaya di seberang mentol. Ilusi ini adalah contoh pergerakan superluminal yang jelas.
Terdapat pelbagai kemungkinan senario mengapa gelombang sinaran sinkronron superluminal Mexico berpunca dari sumber titik yang berlainan di sekitar bintang neutron yang berputar dengan cepat dalam medan magnet yang kuat. Selagi pancaran dari sumber titik ini tidak dihubungkan secara kausal, hasil ini tidak melanggar fizik relativiti.
2) Menjadikan cahaya lebih cepat daripada cahaya
Anda boleh menghasilkan pergerakan cahaya superluminal yang jelas dengan memanipulasi panjang gelombang. Sekiranya kita menganggap foton sebagai paket gelombang, paket gelombang itu dapat diregangkan secara linier sehingga pinggir gelombang yang paling awal tiba di tempat tujuannya dengan lebih cepat, kerana ia didorong ke hadapan gelombang yang lain - yang bermaksud bahawa ia bergerak lebih cepat daripada cahaya .
Walau bagaimanapun, sifat fizikal 'ujung paket gelombang' tidak jelas. Keseluruhan paket gelombang setara dengan satu foton - dan tepi utama paket gelombang yang terbentang tidak dapat membawa maklumat penting. Memang, dengan merentangkan dan melemahkan, ia mungkin tidak dapat dibezakan dari kebisingan latar belakang.
Juga muslihat ini memerlukan cahaya bergerak melalui medium biasan, bukan vakum. Sekiranya anda berminat dengan perincian teknikal, anda dapat membuat halaju fasa atau kecepatan kumpulan lebih cepat daripada c (kelajuan cahaya dalam vakum) - tetapi bukan halaju isyarat. Bagaimanapun, kerana maklumat (atau foton sebagai unit lengkap) tidak bergerak lebih cepat daripada cahaya, maka fizik relativiti tidak dilanggar.
3) Memperolehi media keuntungan
Anda boleh meniru gerakan superluminal yang lebih dramatik melalui media penguatan di mana pinggir hadapan denyut cahaya merangsang pelepasan denyut baru di hujung medium keuntungan - seolah-olah denyut cahaya mencecah satu hujung Cradle Newton dan nadi baru diunjurkan dari hujung yang lain. Sekiranya anda ingin melihat persediaan makmal, cuba di sini. Walaupun cahaya kelihatan melonjak jurang secara superluminasi, sebenarnya nadi cahaya baru muncul di hujung yang lain - dan masih bergerak dengan kelajuan cahaya standard.
4) Ilusi jet relativistik
Sekiranya galaksi aktif, seperti M87, mengeluarkan jet plasma yang terlalu panas bergerak pada jarak dekat dengan cahaya - dan jet itu sejajar dengan garis pandangan anda dari Bumi - anda boleh tertipu kerana menganggap kandungannya bergerak lebih cepat daripada cahaya.
Sekiranya jet itu panjang 5,000 tahun cahaya, perlu sekurang-kurangnya 5.000 tahun untuk melintasi jarak 5.000 tahun cahaya. Foton yang dipancarkan oleh zarah bahan jet pada titik A berhampiran permulaan jet benar-benar akan mengambil masa 5,000 tahun untuk sampai ke anda. Tetapi sementara itu, zarah bahan jet terus bergerak ke arah anda secepat foton itu. Oleh itu, apabila zarah memancarkan foton lain pada titik B, titik berhampiran hujung jet - foton kedua akan sampai ke mata anda dalam masa kurang dari 5.000 tahun selepas foton pertama, dari titik A. Ini akan memberi anda kesan bahawa zarah melintasi 5.000 tahun cahaya dari titik A hingga B dalam masa kurang dari 5.000 tahun. Tetapi ia hanyalah ilusi optik - relativiti fizik masih belum dapat dijawab.
5) Pergerakan superluminal yang tidak diketahui
Sangat mungkin bahawa objek di luar cakrawala alam semesta yang dapat dilihat bergerak jauh dari kedudukan kita lebih cepat daripada kelajuan cahaya - sebagai akibat dari pengembangan kumulatif alam semesta, yang membuat galaksi yang jauh kelihatan bergerak jauh lebih cepat daripada galaksi yang dekat. Tetapi kerana cahaya dari objek hipotetis di luar cakrawala yang dapat dilihat tidak akan sampai ke Bumi, keberadaannya tidak dapat diketahui oleh pemerhatian langsung dari Bumi - dan tidak mewakili pelanggaran fizik relativiti.
Dan terakhir, tidak begitu dikenali sebagai teoritis adalah gagasan inflasi kosmik awal, yang juga melibatkan pengembangan ruang-waktu dan bukan pergerakan dalam ruang-waktu - jadi tidak ada pelanggaran di sana.
Barang lain…
Saya tidak pasti bahawa perkara di atas adalah senarai yang lengkap dan saya sengaja meninggalkan cadangan teori lain seperti keterlibatan kuantum dan pemacu penyekat Alcubierre. Salah satu daripada ini, jika nyata, boleh dikatakan melanggar fizik relativiti - jadi mungkin perlu dipertimbangkan dengan tahap keraguan yang lebih tinggi.
