Létezhet a fénysebességnél nagyobb sebesség?

> Létezhet a fénysebességnél nagyobb sebesség?

Jelenlegi fizikai ismereteink alapján tömeggel rendelkező test nem képes átlépni a fénysebességet. A tömeggel nem rendelkező részecskék meg szükségszerűen fénysebességűek.

> Ha nem, miért nem?

Lásd:

[link]

[link]

~ ~ ~

Kicsit bővebben… A speciális relativitáselméletben, pontosabban az abban használt Lorentz-transzformációban gyakran jelenik meg a következő mennyiség:

√( 1 - v²/c² )

Megjelenik szorzóként a hosszkontrakciónál, nevezőként az idődilatációnál és a relativisztikus tömegnél, mozgási energiánál. Pl. a tömeg esetén:

m = m₀ / √( 1 - v²/c² )

Ha v=c, azaz egy fénysebességgel mozgó testről van szó, akkor:

v²/c² = 1

1 - v²/c² = 1 - 1 = 0

Tehát: m = m₀ / 0

Nullával való osztást ad az összefüggés. De ahogy nő a sebesség, úgy kell egyre több és több energiát befektetni a gyorsításba, ezért nem léphető át a fénysebesség.

~ ~ ~

De mi van, ha van olyan részecske, ami eleve fénysebességnél nagyobb sebességgel rendelkezik? (Amúgy hipotetikusan fel is merült, és neve is van, ezek a tachionok.) A gond itt az, hogy ha ezt helyettesítjük be a Lorentz-transzformáció képletébe, akkor:

v > c

v²/c² > 1

1 - v²/c² < 0

És ebből – azaz egy negatív számból – kellene gyököt vonni. Valós számok halmazán nem lehet negatív számból gyököt vonni. Komplex számok esetén lehet, de akkor jó kérdés, hogy pontosan mit reprezentál egy komplex számmal kifejezett tömeg.

Meg ugye kérdés, hogy mi van, ha egy ilyen tachion valamilyen másik részecskével ütközik. Nyilván nem tud lelassulni. Maximum az tud történni vele, mint a fotonnal, ami fénysebességűként jön létre és fénysebességűként nyelődik el. A tachion is csak átalakulni tud vele azonos energiájú – és más megmaradó tulajdonságaiban is azon – részecskékké. Csak megint gondban vagyunk, mert a tachionnak a mozgási energiája is komplex szám…

~ ~ ~

#3 (Alcubierre-meghajtás):

Itt az űrhajó a saját téridejében nem lépi át a fénysebességet.

Kicsit olyan ez, mint a féregjárat esetén. A féregjáratra jó analógia egy háztömb. Józsi körbefutja x sebességgel. Ha én nem futom körbe, mert tudom, hogy egy átjáróház, és előbb érek oda, ahova Józsi is, attól még nem voltam nála gyorsabb, pusztán csak egy rövidebb úton jutottam el ugyanoda.

~ ~ ~

A tér tágulása meg nem ide tartozó kérdés. A tágulás sem a legszerencsésebb szó rá, nem távolság növekedésről, hanem mérték-tágulásról van szó. Itt szokott jönni a gumilabdás példa, amin hangyák vannak, és mi éppen felfújjuk a labdát. Lehet, hogy a hangyák között növekszik a távolság, de úgy, hogy közben a hangyák nem mennek sehova, meg sem mozdulnak. A tér mérték-tágulásából fakadó hatást tehát hiba sebességként értelmezni.