أسرع من الضوء

السفر والتواصل بسرعة تفوق سرعة الضوء ( أو ما يُعرف بالسفر فائق السرعة أو السفر والتواصل فائق السببية ) هما افتراضان حول انتشار المادة أو المعلومات بسرعة تفوق سرعة الضوء في الفراغ ( c ). وتنص النظرية النسبية الخاصة على أن الجسيمات ذات الكتلة السكونية الصفرية فقط (أي الفوتونات ) هي التي يمكنها السفر بسرعة الضوء، وأنه لا شيء يمكنه السفر بسرعة أكبر.
تم افتراض وجود جسيمات تتجاوز سرعتها سرعة الضوء ( التاكيونات )، لكن وجودها يخالف مبدأ السببية ويستلزم السفر عبر الزمن . ويتفق العلماء على أنها غير موجودة.
وفقًا لجميع الملاحظات والنظريات العلمية الحالية، تتحرك المادة بسرعة أقل من سرعة الضوء ( دون سرعة الضوء ) بالنسبة لمنطقة الزمكان المشوهة محليًا. تشمل المفاهيم التخمينية التي تفترض سرعة أكبر من سرعة الضوء محرك ألكوبيير ، وأنابيب كراسنيكوف ، والثقوب الدودية القابلة للاجتياز ، والنفق الكمومي . [ 1 ] [ 2 ] تجد بعض هذه المقترحات ثغرات في النسبية العامة، مثل توسيع أو انكماش الفضاء لجعل الجسم يبدو وكأنه يتحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء . لا تزال هذه المقترحات تُعتبر مستحيلة على نطاق واسع لأنها لا تزال تخالف الفهم الحالي للسببية، وتتطلب جميعها آليات خيالية للعمل (مثل الحاجة إلى مادة غريبة ).
انتقال المعلومات غير المرئية بسرعة تفوق سرعة الضوء
في سياق هذه المقالة، يُقصد بـ"أسرع من الضوء" نقل المعلومات أو المادة بسرعة تتجاوز سرعة الضوء في الفراغ (c) ، وهي سرعة تساوي 299,792,458 مترًا في الثانية (حسب تعريف المتر ) [ 3 ] أو ما يقارب 186,282.397 ميلًا في الثانية. وهذا لا يُعادل تمامًا السفر بسرعة تفوق سرعة الضوء، للأسباب التالية:
- تنتشر بعض العمليات بشكل أسرع من c ، لكنها لا تستطيع نقل المعلومات (انظر الأمثلة في الأقسام التالية مباشرة).
- في بعض المواد التي ينتقل فيها الضوء بسرعة c/n (حيث n هو معامل الانكسار ) يمكن أن تنتقل الجسيمات الأخرى بسرعة أكبر من c/n (ولكنها لا تزال أبطأ من c )، مما يؤدي إلى إشعاع تشيرينكوف (انظر سرعة الطور أدناه ).
لا تنتهك أي من هاتين الظاهرتين النسبية الخاصة أو تخلق مشاكل تتعلق بالسببية ، وبالتالي لا يمكن اعتبار أي منهما أسرع من الضوء كما هو موضح هنا.
في الأمثلة التالية، قد تبدو بعض التأثيرات وكأنها تنتقل أسرع من الضوء، لكنها لا تنقل الطاقة أو المعلومات أسرع من الضوء، لذلك فهي لا تنتهك النسبية الخاصة.
حركة السماء اليومية
بالنسبة لمراقب على الأرض، تُكمل الأجرام السماوية دورة كاملة حول الأرض في يوم واحد. يقع نجم بروكسيما سنتوري ، أقرب نجم خارج المجموعة الشمسية ، على بُعد حوالي أربع سنوات ونصف ضوئية . [ 4 ] في هذا الإطار المرجعي، حيث يُنظر إلى بروكسيما سنتوري على أنه يتحرك في مسار دائري نصف قطره أربع سنوات ضوئية، يمكن وصف سرعته بأنها أكبر بكثير من سرعة الضوء (c)، لأن سرعة دوران جسم يتحرك في دائرة هي نتاج نصف القطر والسرعة الزاوية. [ 4 ] من الممكن أيضًا، من منظور جيوستاتيكي ، أن تُغير أجسام مثل المذنبات سرعتها من سرعة الضوء إلى سرعة الضوء والعكس، ببساطة لأن المسافة من الأرض تتغير. قد يكون للمذنبات مدارات تأخذها إلى مسافة تزيد عن 1000 وحدة فلكية . [ 5 ] محيط دائرة نصف قطرها 1000 وحدة فلكية أكبر من يوم ضوئي واحد. بمعنى آخر، يكون المذنب على هذه المسافة أسرع من الضوء في إطار مرجعي ثابت بالنسبة للأرض، وبالتالي غير قصوري .
بقع الضوء والظلال
إذا سُلط شعاع ليزر على جسم بعيد، فقد تبدو بقعة ضوء الليزر وكأنها تتحرك عبر الجسم بسرعة أكبر من سرعة الضوء (c) . [ 6 ] وبالمثل، يبدو الظل المُسقط على جسم بعيد وكأنه يتحرك عبر الجسم بسرعة أكبر من سرعة الضوء (c) . [ 6 ] في كلتا الحالتين، لا ينتقل الضوء من المصدر إلى الجسم بسرعة أكبر من سرعة الضوء (c) ، ولا تنتقل أي معلومات بسرعة أكبر من سرعة الضوء. لا يوجد جسم متحرك في هذه الأمثلة. للمقارنة، تخيل تدفق الماء من خرطوم حديقة أثناء تحريكه من جانب إلى آخر: لا يتبع الماء اتجاه الخرطوم فورًا. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
سرعات الإغلاق
يُطلق على معدل تقارب جسمين متحركين في إطار مرجعي واحد اسم السرعة المتبادلة أو سرعة التقارب. وقد تقترب هذه السرعة من ضعف سرعة الضوء، كما في حالة جسيمين يتحركان بسرعة تقارب سرعة الضوء في اتجاهين متعاكسين بالنسبة للإطار المرجعي.
تخيل جسيمين يتحركان بسرعة فائقة يقتربان من بعضهما من جهتين متقابلتين لمسرع جسيمات من نوع المصادم. سرعة الاقتراب هي معدل تناقص المسافة بين الجسيمين. من وجهة نظر مراقب ساكن بالنسبة للمسرع، سيكون هذا المعدل أقل بقليل من ضعف سرعة الضوء.
لا تمنع النسبية الخاصة ذلك. بل تشير إلى أنه من الخطأ استخدام النسبية الغاليلية لحساب سرعة أحد الجسيمات، كما يقيسها مراقب يتحرك بمحاذاة الجسيم الآخر. أي أن النسبية الخاصة تعطي الصيغة الصحيحة لجمع السرعات لحساب هذه السرعة النسبية .
من المفيد حساب السرعة النسبية للجسيمات المتحركة بسرعة v و -v في إطار المعجل، والتي تتوافق مع سرعة الإغلاق 2v > c . وبالتعبير عن السرعات بوحدات c ، فإن β = v / c .
السرعات المناسبة
إذا سافرت مركبة فضائية بسرعة عالية إلى كوكب يبعد سنة ضوئية واحدة (حسب الإطار المرجعي للأرض)، فقد يستغرق الوصول إلى ذلك الكوكب أقل من سنة واحدة وفقًا لساعة المركبة (مع أنه سيستغرق دائمًا أكثر من سنة واحدة وفقًا لساعة على الأرض). تُعرف القيمة الناتجة عن قسمة المسافة المقطوعة، وفقًا للإطار المرجعي للأرض، على الزمن المستغرق، وفقًا لساعة المركبة، بالسرعة الذاتية . لا يوجد حد أقصى لقيمة السرعة الذاتية، لأنها لا تمثل سرعة مُقاسة في إطار مرجعي قصوري واحد. إشارة ضوئية تنطلق من الأرض في نفس وقت انطلاق المركبة ستصل دائمًا إلى وجهتها قبل المركبة.
سرعات الطور أعلى من سرعة الضوء
يمكن أن تتجاوز سرعة طور الموجة الكهرومغناطيسية ، عند انتقالها عبر وسط ما، سرعة الضوء في الفراغ (c) بشكل روتيني. على سبيل المثال، يحدث هذا في معظم أنواع الزجاج عند ترددات الأشعة السينية . [ 9 ] ومع ذلك، فإن سرعة طور الموجة تُعادل سرعة انتشار مُركّبة أحادية التردد ( أحادية اللون تمامًا ) نظرية للموجة عند ذلك التردد. يجب أن تكون هذه المُركّبة الموجية لانهائية الامتداد وذات سعة ثابتة (وإلا فلن تكون أحادية اللون حقًا)، وبالتالي لا يمكنها نقل أي معلومات. [ 10 ] لذا، فإن سرعة الطور التي تتجاوز c لا تعني بالضرورة انتشار الإشارات بسرعة تتجاوز c . [ 11 ]
سرعات المجموعة أعلى من سرعة الضوء
قد تتجاوز سرعة المجموعة للموجة سرعة الضوء (c) في بعض الحالات. [ 12 ] [ 13 ] في مثل هذه الحالات، التي عادةً ما يصاحبها انخفاض سريع في شدة الإشارة، قد تنتقل ذروة غلاف النبضة بسرعة أعلى من c . ومع ذلك، حتى في هذه الحالة، لا يعني ذلك بالضرورة انتشار الإشارات بسرعة أعلى من c ، [ 14 ] على الرغم من إمكانية ربط ذروة النبضة بالإشارات. وقد ثبت أن هذا الربط مضلل، لأنه يمكن الحصول على معلومات حول وصول النبضة قبل وصول ذروتها. على سبيل المثال، إذا سمحت آلية ما بنقل الجزء الأمامي من النبضة بالكامل مع إضعاف ذروة النبضة وكل ما يليها بشدة (تشويه)، فإن ذروة النبضة تتقدم فعليًا في الزمن، بينما لا تصل معلومات النبضة أسرع من c بدون هذا التأثير. [ 15 ] مع ذلك، يمكن أن تتجاوز سرعة المجموعة سرعة الضوء (c) في بعض أجزاء شعاع غاوسي في الفراغ (بدون إضعاف). يؤدي الانعراج إلى انتشار ذروة النبضة بشكل أسرع، بينما لا تتأثر القدرة الإجمالية بذلك . [ 16 ]
التوسع الكوني
وفقًا لقانون هابل ، يتسبب تمدد الكون في ظهور المجرات البعيدة وكأنها تبتعد عن الأرض بسرعة تفوق سرعة الضوء. مع ذلك، فإن سرعة الابتعاد المرتبطة بقانون هابل ، والمُعرَّفة بأنها معدل الزيادة في المسافة الذاتية لكل فترة زمنية كونية ، ليست سرعة بالمعنى النسبي. علاوة على ذلك، في النسبية العامة ، تُعد السرعة مفهومًا محليًا، ولا يوجد حتى تعريف فريد للسرعة النسبية لجسم بعيد كونيًا. [ 17 ] إن سرعات الابتعاد الكونية التي تفوق سرعة الضوء هي تأثير إحداثي بحت .
توجد العديد من المجرات المرئية في التلسكوبات ذات أرقام انزياح أحمر تبلغ 1.4 أو أعلى. جميع هذه المجرات تتميز بسرعات ابتعاد كونية تفوق سرعة الضوء. ولأن ثابت هابل يتناقص مع مرور الوقت، فقد تحدث حالات تتمكن فيها مجرة تبتعد عن الأرض بسرعة تفوق سرعة الضوء من إرسال إشارة تصل إلى الأرض في نهاية المطاف. [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]
مع ذلك، ونظرًا لتسارع توسع الكون ، يُتوقع أن تعبر معظم المجرات في نهاية المطاف نوعًا من أفق الحدث الكوني ، حيث لن يتمكن أي ضوء ينبعث منها بعد تلك النقطة من الوصول إلى الأرض في أي وقت في المستقبل البعيد، [ 21 ] لأن الضوء لا يصل أبدًا إلى نقطة تتجاوز فيها "سرعته الخاصة" باتجاه الأرض سرعة التوسع بعيدًا عنها (يُناقش هذان المفهومان للسرعة أيضًا في قسم " المسافات المتحركة والمسافات الذاتية" § " استخدامات المسافة الذاتية "). تبلغ المسافة الحالية إلى أفق الحدث الكوني هذا حوالي 16 مليار سنة ضوئية، ما يعني أن إشارة من حدث يحدث في الوقت الحاضر ستتمكن في النهاية من الوصول إلى الأرض في المستقبل إذا كان الحدث على بُعد أقل من 16 مليار سنة ضوئية، لكنها لن تصل أبدًا إذا كان الحدث على بُعد أكثر من 16 مليار سنة ضوئية. [ 19 ]
الملاحظات الفلكية
تُلاحَظ حركةٌ ظاهريةٌ أسرع من سرعة الضوء في العديد من المجرات الراديوية ، والبلازارات ، والكوازارات ، ومؤخرًا أيضًا في الكوازارات الميكروية . وقد تنبأ مارتن ريس بهذا التأثير قبل رصده ، ويمكن تفسيره على أنه وهمٌ بصريٌّ ناتجٌ عن حركة الجسم جزئيًا في اتجاه الراصد، [ 22 ] بينما تفترض حسابات السرعة عكس ذلك. ولا تتعارض هذه الظاهرة مع نظرية النسبية الخاصة . تُظهر الحسابات المصححة أن سرعات هذه الأجسام قريبةٌ من سرعة الضوء (بالنسبة لإطارنا المرجعي). وهي أولى الأمثلة على كتلٍ كبيرةٍ تتحرك بسرعةٍ قريبةٍ من سرعة الضوء. [ 23 ] ولم تتمكن المختبرات الأرضية إلا من تسريع أعدادٍ قليلةٍ من الجسيمات الأولية إلى هذه السرعات.
ميكانيكا الكم
قد تُوحي بعض الظواهر في ميكانيكا الكم ، كالتشابك الكمومي ، ظاهريًا بإمكانية نقل المعلومات بسرعة تفوق سرعة الضوء. لكن وفقًا لنظرية انعدام التواصل، لا تسمح هذه الظواهر بالتواصل الحقيقي؛ فهي تُمكّن مُراقبَين في موقعين مختلفين من رؤية النظام نفسه في آنٍ واحد، دون أي وسيلة للتحكم فيما يراه أيٌّ منهما. يُمكن اعتبار انهيار الدالة الموجية ظاهرةً ثانويةً لفك الترابط الكمومي، الذي هو بدوره ليس إلا أثرًا للتطور الزمني المحلي للدالة الموجية للنظام وبيئته . وبما أن السلوك الأساسي لا يُخالف السببية المحلية ولا يسمح بالتواصل بسرعة تفوق سرعة الضوء، فإن أثر انهيار الدالة الموجية، سواءً كان حقيقيًا أم ظاهريًا، لا يُخالفها أيضًا.
ينص مبدأ عدم اليقين على أن الفوتونات الفردية قد تقطع مسافات قصيرة بسرعات أسرع (أو أبطأ) من سرعة الضوء ( c) ، حتى في الفراغ؛ ويجب أخذ هذا الاحتمال في الاعتبار عند رسم مخططات فاينمان لتفاعل الجسيمات. [ 24 ] ومع ذلك، فقد ثبت في عام 2011 أن الفوتون الواحد قد لا يقطع مسافة أسرع من سرعة الضوء (c) . [ 25 ]
نُشرت تقارير عديدة في الصحافة الشعبية عن تجارب تُجرى على نقل البيانات بسرعة تفوق سرعة الضوء في مجال البصريات، وغالبًا ما تُذكر هذه التجارب في سياق ظاهرة النفق الكمومي . عادةً ما تتناول هذه التقارير سرعة طور أو سرعة مجموعة تفوق سرعة الضوء في الفراغ. [ 26 ] [ 27 ] مع ذلك، وكما ذُكر سابقًا، لا يُمكن استخدام سرعة طور تفوق سرعة الضوء لنقل المعلومات بسرعة تفوق سرعة الضوء. [ 28 ] [ 29 ]
تأثير هارتمان
تأثير هارتمان هو ظاهرة النفق الكمومي عبر حاجز، حيث يميل زمن النفق إلى قيمة ثابتة للحواجز الكبيرة. [ 30 ] [ 31 ] ويمكن أن يكون هذا الحاجز، على سبيل المثال، الفجوة بين منشورين. فعندما يكون المنشوران متلامسين، يمر الضوء مباشرةً، ولكن عند وجود فجوة، ينكسر الضوء. وهناك احتمال غير صفري أن ينفق الفوتون عبر الفجوة بدلاً من اتباع مسار الانكسار.
ومع ذلك، يُزعم أن تأثير هارتمان لا يُمكن استخدامه فعليًا لانتهاك النسبية عن طريق نقل الإشارات بسرعة تفوق سرعة الضوء ( c) ، وذلك أيضًا لأن زمن النفق "لا ينبغي أن يكون مرتبطًا بالسرعة نظرًا لأن الموجات المتلاشية لا تنتشر". [ 32 ] وتعود الموجات المتلاشية في تأثير هارتمان إلى الجسيمات الافتراضية ومجال ثابت غير منتشر، كما ذُكر في الأقسام السابقة المتعلقة بالجاذبية والكهرومغناطيسية.
تأثير كازيمير
في الفيزياء، تُعرف قوة كازيمير-بولدر بأنها قوة فيزيائية تؤثر بين جسمين منفصلين نتيجة رنين طاقة الفراغ في الفضاء الفاصل بينهما. ويُشار إلى هذه القوة أحيانًا بتفاعل الجسيمات الافتراضية مع الأجسام، نظرًا للصيغة الرياضية لإحدى الطرق الممكنة لحساب شدة هذا التأثير. ولأن شدة هذه القوة تتناقص بسرعة مع المسافة، فلا يمكن قياسها إلا عندما تكون المسافة بين الجسمين ضئيلة للغاية. ولأن هذا التأثير ناتج عن جسيمات افتراضية تتوسط تأثير مجال ثابت، فإنه يخضع للملاحظات المتعلقة بالمجالات الثابتة التي نوقشت سابقًا.
مفارقة إي بي آر
مفارقة إي بي آر هي تجربة فكرية لألبرت أينشتاين وبوريس بودولسكي وناثان روزن ، وقد سُميت نسبةً إلى ألقابهم. في هذه التجربة، يكون قياسان لحالة متشابكة مترابطين حتى عندما يكون القياسان بعيدين عن المصدر وعن بعضهما البعض. مع ذلك، لا يمكن نقل أي معلومات بهذه الطريقة؛ فالإجابة على سؤال ما إذا كان القياس يؤثر فعليًا على النظام الكمومي الآخر أم لا، تعتمد على تفسير ميكانيكا الكم الذي يتبناه المرء.
أظهرت تجربة أجراها نيكولاس جيسين عام 1997 وجود ترابطات كمومية بين جسيمات تفصل بينها مسافة تزيد عن 10 كيلومترات. [ 33 ] ولكن كما ذُكر سابقًا، لا يمكن استخدام الترابطات غير المحلية التي تُرى في التشابك لنقل المعلومات الكلاسيكية بسرعة تفوق سرعة الضوء، وبالتالي تبقى السببية النسبية محفوظة. يشبه هذا الوضع مشاركة رمية عملة متزامنة، حيث يرى الشخص الثاني الذي يرمي عملته دائمًا عكس ما يراه الشخص الأول، ولكن لا توجد طريقة لأي منهما لمعرفة ما إذا كان هو الأول أو الثاني، دون التواصل كلاسيكيًا. انظر نظرية انعدام التواصل لمزيد من المعلومات. وقد حددت تجربة فيزياء كمومية أجراها نيكولاس جيسين وزملاؤه عام 2008 أنه في أي نظرية افتراضية للمتغيرات الخفية غير المحلية ، تكون سرعة الاتصال الكمومي غير المحلي (ما أسماه أينشتاين "التأثير المخيف عن بُعد") 10000 ضعف سرعة الضوء على الأقل. [ 34 ]
ممحاة الكم ذات الاختيار المؤجل
يُعدّ ممحاة الكم ذات الاختيار المؤجل أحد أشكال مفارقة إي بي آر، حيث يعتمد رصد التداخل (أو عدم رصده) بعد مرور فوتون عبر تجربة الشق المزدوج على شروط رصد فوتون ثانٍ متشابك مع الأول. وتكمن سمة هذه التجربة في إمكانية رصد الفوتون الثاني في وقت لاحق لرصد الفوتون الأول، [ 35 ] مما قد يُوحي بأن قياس الفوتونات اللاحقة يُحدد "بأثر رجعي" ما إذا كانت الفوتونات السابقة تُظهر تداخلًا أم لا، مع أن نمط التداخل لا يُمكن رؤيته إلا من خلال ربط قياسات كلا الفوتونين في كل زوج، وبالتالي لا يُمكن رصده إلا بعد قياس كلا الفوتونين، مما يضمن أن الباحث الذي يرصد الفوتونات التي تمر عبر الشق فقط لا يحصل على معلومات عن الفوتونات الأخرى بسرعة تفوق سرعة الضوء أو بطريقة عكسية زمنيًا. [ 36 ] [ 37 ]
الاتصالات فائقة السرعة
وفقًا لنظرية النسبية، يُعدّ الاتصال بسرعة تفوق سرعة الضوء بمثابة السفر عبر الزمن . فما يُقاس بسرعة الضوء في الفراغ (أو ما يقاربه) هو في الواقع الثابت الفيزيائي الأساسي c . وهذا يعني أن جميع المراقبين ذوي القصور الذاتي ، وكذلك المراقبين غير ذوي القصور الذاتي (في حالة سرعة الضوء الإحداثية)، بغض النظر عن سرعتهم النسبية ، سيقيسون دائمًا جسيمات عديمة الكتلة مثل الفوتونات التي تتحرك بسرعة c في الفراغ. وتعني هذه النتيجة أن قياسات الزمن والسرعة في أطر مرجعية مختلفة لم تعد مرتبطة ببساطة بإزاحات ثابتة، بل أصبحت مرتبطة بتحويلات بوانكاريه . لهذه التحويلات آثار بالغة الأهمية:
- سيزداد الزخم النسبي لجسيم ضخم مع السرعة بطريقة تجعل الجسم عند سرعة الضوء يمتلك زخمًا لانهائيًا.
- إن تسريع جسم ذي كتلة سكون غير صفرية إلى سرعة الضوء سيتطلب وقتاً لا نهائياً مع أي تسارع محدود، أو تسارعاً لا نهائياً لفترة زمنية محدودة.
- في كلتا الحالتين، يتطلب هذا التسارع طاقة لا نهائية.
- قد يختلف بعض المراقبين ذوي الحركة النسبية دون سرعة الضوء حول أي حدثين يقعان أولاً، إذا كانا يفصل بينهما فاصل زمني مكاني . [ 38 ] بعبارة أخرى، أي سفر بسرعة تفوق سرعة الضوء سيُنظر إليه على أنه سفر عكسي في الزمن ضمن أطر مرجعية أخرى صالحة بنفس القدر، [ 39 ] أو سيضطرون إلى افتراض فرضية تخمينية حول انتهاكات محتملة لتناظر لورنتز على نطاق غير مُرصَد حاليًا (على سبيل المثال، نطاق بلانك). لذلك، فإن أي نظرية تسمح بالسفر "الحقيقي" بسرعة تفوق سرعة الضوء عليها أيضًا أن تتعامل مع السفر عبر الزمن وجميع المفارقات المرتبطة به، [ 40 ] أو أن تفترض أن ثبات لورنتز هو تناظر ذو طبيعة إحصائية ديناميكية حرارية (وبالتالي تناظر مكسور على نطاق غير مُرصَد حاليًا).
- في النسبية الخاصة، لا يُضمن أن تكون سرعة الضوء الإحداثية هي c إلا في إطار مرجعي قصوري ؛ أما في إطار مرجعي غير قصوري، فقد تختلف سرعة الضوء الإحداثية عن c . [ 41 ] في النسبية العامة، لا يوجد نظام إحداثيات "قصوري" على منطقة واسعة من الزمكان المنحني، لذا يجوز استخدام نظام إحداثيات عالمي حيث تتحرك الأجسام بسرعة أكبر من c ، ولكن في الجوار المحلي لأي نقطة في الزمكان المنحني، يمكن تعريف "إطار مرجعي قصوري محلي"، وستكون سرعة الضوء المحلية هي c في هذا الإطار، [ 42 ] مع كون سرعة الأجسام ذات الكتلة التي تتحرك عبر هذا الجوار المحلي دائمًا أقل من c في الإطار المرجعي القصوري المحلي.
المبررات
فراغ كازيمير والنفق الكمومي
تنصّ النسبية الخاصة على أن سرعة الضوء في الفراغ ثابتة في الأطر المرجعية العطالية . أي أنها ستكون نفسها من أي إطار مرجعي يتحرك بسرعة ثابتة. لا تُحدد المعادلات قيمةً مُعينةً لسرعة الضوء، فهي كمية مُحددة تجريبياً لوحدة طول ثابتة. منذ عام ١٩٨٣، تم تعريف وحدة الطول في النظام الدولي للوحدات ( المتر ) باستخدام سرعة الضوء .
أُجري التحديد التجريبي في فراغ، لكن الفراغ المرصود ليس الفراغ الوحيد الممكن وجوده. يرتبط الفراغ بطاقة تُسمى ببساطة طاقة الفراغ ، والتي قد تتغير في بعض الحالات. [ 43 ] عند خفض طاقة الفراغ، يُتوقع أن يتحرك الضوء بسرعة أكبر من السرعة القياسية c . يُعرف هذا بتأثير شارنهورست . يمكن إنتاج هذا الفراغ بتقريب لوحين معدنيين أملسين تمامًا من بعضهما بمسافة قريبة من قطر الذرة. يُسمى هذا الفراغ فراغ كازيمير . تشير الحسابات إلى أن سرعة الضوء في هذا الفراغ ستكون ضئيلة للغاية: فوتون ينتقل بين لوحين يفصل بينهما ميكرومتر واحد سيزيد من سرعته بمقدار جزء واحد فقط من 10³⁶ . [ 44 ] وعليه ، لم يتم التحقق تجريبيًا من هذا التوقع حتى الآن. أشار تحليل حديث [ 45 ] إلى أن تأثير شارنهورست لا يمكن استخدامه لإرسال المعلومات إلى الماضي باستخدام مجموعة واحدة من الصفائح، لأن إطار سكون الصفائح سيحدد " إطارًا مفضلًا " للإشارات التي تتجاوز سرعة الضوء. ومع ذلك، لاحظ الباحثون، عند استخدام أزواج متعددة من الصفائح المتحركة بالنسبة لبعضها البعض، أنه لا توجد لديهم أدلة "تضمن الغياب التام لانتهاكات السببية"، واستندوا إلى فرضية هوكينغ لحماية التسلسل الزمني ، والتي تشير إلى أن حلقات التغذية الراجعة للجسيمات الافتراضية ستخلق "حالات شاذة لا يمكن السيطرة عليها في طاقة الإجهاد الكمومي المُعاد تطبيعها" على حدود أي آلة زمنية محتملة، وبالتالي ستتطلب نظرية للجاذبية الكمومية لتحليلها بشكل كامل. ويرى باحثون آخرون أن تحليل شارنهورست الأصلي، الذي بدا أنه يُظهر إمكانية وجود إشارات أسرع من سرعة الضوء ، تضمن تقريبات قد تكون غير صحيحة، لذا فليس من الواضح ما إذا كان هذا التأثير يمكن أن يزيد سرعة الإشارة على الإطلاق. [ 46 ]
ادّعى إيكل وزملاؤه لاحقًا أن نفق الجسيمات يحدث بالفعل في زمن صفري. [ 47 ] شملت تجاربهم نفق الإلكترونات، حيث جادل الفريق بأن التنبؤ النسبي لزمن النفق يجب أن يكون 500-600 أتوثانية ( الأتوثانية هي جزء من كوينتيليون (10⁻¹⁸ ) من الثانية ). كل ما أمكن قياسه هو 24 أتوثانية، وهو الحد الأقصى لدقة الاختبار. مع ذلك، يعتقد فيزيائيون آخرون أن تجارب النفق التي تبدو فيها الجسيمات وكأنها تقضي أوقاتًا قصيرة بشكل غير طبيعي داخل الحاجز تتوافق تمامًا مع النسبية، على الرغم من وجود خلاف حول ما إذا كان التفسير ينطوي على إعادة تشكيل حزمة الموجة أو تأثيرات أخرى. [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]
التخلي عن النسبية (المطلقة)
نظراً للدعم التجريبي القوي لنظرية النسبية الخاصة ، فإن أي تعديلات عليها ستكون بالضرورة دقيقة للغاية ويصعب قياسها. وأشهر هذه المحاولات هي النسبية الخاصة المزدوجة ، التي تفترض أن طول بلانك متساوٍ في جميع الأطر المرجعية، وترتبط بأعمال جيوفاني أميلينو-كاميليا وجواو ماجويجو . [ 51 ] [ 52 ] توجد نظريات تخمينية تزعم أن القصور الذاتي ناتج عن الكتلة الكلية للكون (مثل مبدأ ماخ )، مما يعني أن إطار سكون الكون قد يكون مفضلاً في القياسات التقليدية للقوانين الطبيعية. إذا تأكد ذلك، فسيعني أن النسبية الخاصة هي تقريب لنظرية أكثر عمومية، ولكن بما أن المقارنة ذات الصلة ستكون (بحكم التعريف) خارج الكون المرئي ، فمن الصعب تصور (ناهيك عن تصميم) تجارب لاختبار هذه الفرضية. على الرغم من هذه الصعوبة، فقد تم اقتراح مثل هذه التجارب. [ 53 ]
تشوه الزمكان
على الرغم من أن نظرية النسبية الخاصة تمنع الأجسام من امتلاك سرعة نسبية أكبر من سرعة الضوء، وأن النسبية العامة تُختزل إلى النسبية الخاصة محليًا (في مناطق صغيرة من الزمكان حيث يكون الانحناء ضئيلاً)، فإن النسبية العامة تسمح للفضاء بين الأجسام البعيدة بالتمدد بطريقة تجعلها تمتلك " سرعة تباعد " تتجاوز سرعة الضوء، ويُعتقد أن المجرات التي تبعد عن الأرض اليوم أكثر من 14 مليار سنة ضوئية تقريبًا تمتلك سرعة تباعد أسرع من سرعة الضوء. [ 19 ] افترض ميغيل ألكوبيير إمكانية ابتكار محرك انحناء ، حيث تُحاط المركبة بـ"فقاعة انحناء" ينكمش فيها الفضاء في مقدمة الفقاعة بسرعة ويتمدد في مؤخرتها بسرعة، مما يسمح للفقاعة بالوصول إلى وجهة بعيدة أسرع بكثير من شعاع ضوئي يتحرك خارجها، دون أن تتحرك الأجسام داخل الفقاعة محليًا بسرعة تفوق سرعة الضوء. [ 54 ] مع ذلك، يبدو أن العديد من الاعتراضات التي أُثيرت ضد محرك ألكوبيير تستبعد إمكانية استخدامه عمليًا. ومن الاحتمالات الأخرى التي تنبأت بها النسبية العامة الثقب الدودي القابل للاجتياز ، والذي يمكن أن يُنشئ مسارًا مختصرًا بين نقاط متباعدة في الفضاء. وكما هو الحال مع محرك ألكوبيير، فإن المسافرين الذين يتحركون عبر الثقب الدودي لن يتحركوا محليًا بسرعة تفوق سرعة الضوء الذي يسير عبر الثقب الدودي بجانبهم، لكنهم سيتمكنون من الوصول إلى وجهتهم (والعودة إلى نقطة انطلاقهم) بسرعة تفوق سرعة الضوء الذي يسير خارج الثقب الدودي.
وضع جيرالد كليفر وريتشارد أوبوسي، الأستاذ والطالب في جامعة بايلور ، نظرية مفادها أن التلاعب بالأبعاد المكانية الإضافية لنظرية الأوتار حول مركبة فضائية ذات طاقة هائلة من شأنه أن يُنشئ "فقاعة" قد تُمكّن المركبة من السفر بسرعة تفوق سرعة الضوء. ولإنشاء هذه الفقاعة، يعتقد الفيزيائيان أن التلاعب بالبعد المكاني العاشر سيُغير الطاقة المظلمة في ثلاثة أبعاد مكانية رئيسية: الارتفاع والعرض والطول. وقال كليفر إن الطاقة المظلمة الموجبة هي المسؤولة حاليًا عن تسريع معدل تمدد كوننا مع مرور الزمن. [ 55 ]
انتهاك تناظر لورنتز
لقد حظي احتمال انتهاك تناظر لورنتز باهتمام جاد خلال العقدين الماضيين، لا سيما بعد تطوير نظرية مجال فعّالة واقعية تصف هذا الانتهاك المحتمل، والمعروفة باسم امتداد النموذج القياسي . [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] وقد أتاح هذا الإطار العام إجراء عمليات بحث تجريبية باستخدام تجارب الأشعة الكونية فائقة الطاقة [ 59 ] ، بالإضافة إلى مجموعة واسعة من التجارب في مجالات الجاذبية والإلكترونات والبروتونات والنيوترونات والنيوترينوات والميزونات والفوتونات. [ 60 ] ويؤدي كسر تناظر الدوران والتعزيز إلى اعتماد النظرية على الاتجاه، فضلاً عن اعتمادها غير التقليدي على الطاقة، مما يُدخل تأثيرات جديدة، بما في ذلك تذبذبات النيوترينو المنتهكة لتناظر لورنتز، وتعديلات على علاقات التشتت لأنواع الجسيمات المختلفة، الأمر الذي قد يجعل الجسيمات تتحرك بسرعة تفوق سرعة الضوء.
في بعض نماذج كسر تناظر لورنتز، يُفترض أن التناظر لا يزال جزءًا لا يتجزأ من قوانين الفيزياء الأساسية، ولكن كسر تناظر لورنتز التلقائي [ 61 ] بعد الانفجار العظيم بفترة وجيزة قد يكون خلّف "حقلًا أثريًا" في أرجاء الكون، مما يجعل الجسيمات تتصرف بشكل مختلف تبعًا لسرعتها بالنسبة لهذا الحقل؛ [ 62 ] ومع ذلك، توجد أيضًا نماذج أخرى ينكسر فيها تناظر لورنتز بطريقة أكثر جوهرية. إذا كان بإمكان تناظر لورنتز أن يتوقف عن كونه تناظرًا أساسيًا عند مقياس بلانك أو عند أي مقياس أساسي آخر، فمن الممكن تصور أن الجسيمات ذات السرعة الحرجة المختلفة عن سرعة الضوء هي المكونات الأساسية للمادة.
في النماذج الحالية لانتهاك تناظر لورنتز، يُتوقع أن تكون المعاملات الظاهرية معتمدة على الطاقة. لذلك، وكما هو معروف على نطاق واسع، [ 63 ] [ 64 ] لا يمكن تطبيق حدود الطاقة المنخفضة الحالية على ظواهر الطاقة العالية؛ ومع ذلك، فقد أُجريت العديد من عمليات البحث عن انتهاك تناظر لورنتز عند الطاقات العالية باستخدام امتداد النموذج القياسي . [ 60 ] ومن المتوقع أن يزداد انتهاك تناظر لورنتز قوةً كلما اقتربنا من المقياس الأساسي.
نظريات الميوعة الفائقة للفراغ الفيزيائي
في هذا النهج، يُنظر إلى الفراغ الفيزيائي على أنه مائع فائق كمومي غير نسبي أساسًا، بينما لا يُعد تناظر لورنتز تناظرًا دقيقًا للطبيعة، بل هو وصف تقريبي صالح فقط للتقلبات الصغيرة في خلفية المائع الفائق. [ 65 ] ضمن إطار هذا النهج، طُرحت نظرية يُفترض فيها أن الفراغ الفيزيائي عبارة عن سائل بوز كمومي، حيث تُوصف دالة الموجة لحالته الأرضية بمعادلة شرودنغر اللوغاريتمية . وقد بُيّن أن التفاعل الجاذبي النسبي ينشأ كنمط إثارة جماعية صغير السعة [ 66 ] ، بينما يمكن وصف الجسيمات الأولية النسبية بأنماط شبيهة بالجسيمات في حالة الزخم المنخفض. [ 67 ] والحقيقة المهمة هي أنه عند السرعات العالية جدًا، يصبح سلوك الأنماط الشبيهة بالجسيمات مختلفًا عن السلوك النسبي - إذ يمكنها الوصول إلى حد سرعة الضوء عند طاقة محدودة. كذلك، فإن الانتشار بسرعة تفوق سرعة الضوء ممكن دون الحاجة إلى أن يكون للأجسام المتحركة كتلة وهمية . [ 68 ] [ 69 ]
نتائج رحلات النيوترينو الأسرع من الضوء
تجربة مينوس
أظهرت قياسات عالية الدقة أجراها فريق MINOS لزمن طيران النيوترينوات ذات طاقة 3 جيجا إلكترون فولت سرعة ( v / c −1) = (1.0±1.1)×10−6 ، وهي سرعة تساوي سرعة الضوء بدقة جزء واحد من المليون. [ 70 ]
شذوذ النيوترينو في مشروع أوبرا
في 22 سبتمبر 2011، أشارت ورقة بحثية أولية [ 71 ] من تعاون أوبرا إلى رصد نيوترينوات الميون بطاقة 17 و28 جيجا إلكترون فولت، أُرسلت لمسافة 730 كيلومترًا (454 ميلًا) من سيرن بالقرب من جنيف، سويسرا، إلى مختبر غران ساسو الوطني في إيطاليا، حيث كانت سرعتها تفوق سرعة الضوء بنسبة معينة.2.48 × 10⁻⁵ (حوالي 1 من 40,000)، وهي إحصائية ذات دلالة إحصائية عند مستوى 6.0 سيجما. [ 72 ] في 17 نوفمبر 2011، أكدت تجربة متابعة ثانية أجراها علماء مشروع OPERA نتائجهم الأولية. [ 73 ] [ 74 ] ومع ذلك، أبدى العلماء شكوكًا حول نتائج هذه التجارب، التي تم التشكيك في دلالتها الإحصائية. [ 75 ] في مارس 2012، فشل فريق ICARUS في إعادة إنتاج نتائج OPERA باستخدام أجهزتهم، حيث رصدوا زمن انتقال النيوترينو من CERN إلى مختبر غران ساسو الوطني لا يمكن تمييزه عن سرعة الضوء. [ 76 ] لاحقًا، أبلغ فريق OPERA عن عيبين في إعداد أجهزتهم تسببا في أخطاء تتجاوز بكثير نطاق ثقتهم الأصلي : كابل ألياف بصرية موصول بشكل غير صحيح، مما تسبب في قياسات تبدو أسرع من الضوء، ومذبذب ساعة يعمل بسرعة كبيرة جدًا. [ 77 ]
التاكيونات
في النسبية الخاصة، يستحيل تسريع جسم إلى سرعة الضوء، أو أن يتحرك جسم ذو كتلة بسرعة الضوء. مع ذلك، قد يكون من الممكن وجود جسم يتحرك دائمًا بسرعة تفوق سرعة الضوء. تُسمى الجسيمات الأولية الافتراضية التي تتمتع بهذه الخاصية بالتاكيونات أو الجسيمات التاكيونية. فشلت محاولات تكميمها في إنتاج جسيمات أسرع من الضوء، بل أوضحت أن وجودها يؤدي إلى حالة من عدم الاستقرار. [ 78 ] [ 79 ]
اقترح العديد من المنظرين أن النيوترينو قد يكون له طبيعة تاكيونية، [ 80 ] [ 81 ] [ 82 ] [ 83 ] بينما شكك آخرون في هذا الاحتمال. [ 84 ]
النسبية العامة
طُوِّرت النسبية العامة بعد النسبية الخاصة لتشمل مفاهيم مثل الجاذبية . وهي تُحافظ على مبدأ عدم قدرة أي جسم على التسارع إلى سرعة الضوء في الإطار المرجعي لأي مراقب. [ 85 ] ومع ذلك، فهي تسمح بتشوهات في الزمكان تُتيح لجسم ما التحرك بسرعة تفوق سرعة الضوء من وجهة نظر مراقب بعيد. أحد هذه التشوهات هو محرك ألكوبيير ، الذي يُمكن تصوره على أنه يُحدث تموجًا في الزمكان يحمل جسمًا معه. نظام آخر مُحتمل هو الثقب الدودي ، الذي يربط بين موقعين بعيدين كما لو كان طريقًا مختصرًا. يتطلب كلا التشوهين إحداث انحناء قوي جدًا في منطقة شديدة التمركز من الزمكان، وستكون مجالات جاذبيتهما هائلة. ولمواجهة الطبيعة غير المستقرة، ومنع التشوهات من الانهيار تحت وطأة "وزنها"، يلزم إدخال مادة غريبة افتراضية أو طاقة سالبة.
تُقرّ النسبية العامة أيضًا بإمكانية استخدام أي وسيلة للسفر بسرعة تفوق سرعة الضوء للسفر عبر الزمن . وهذا يُثير إشكاليات تتعلق بمبدأ السببية . يعتقد العديد من الفيزيائيين أن هذه الظواهر مستحيلة، وأن نظريات الجاذبية المستقبلية ستمنعها. تنص إحدى النظريات على إمكانية وجود ثقوب دودية مستقرة، لكن أي محاولة لاستخدام شبكة من هذه الثقوب لانتهاك مبدأ السببية ستؤدي إلى اضمحلالها.
في الخيال والثقافة الشعبية
يُعد السفر بسرعة تفوق سرعة الضوء عنصرًا شائعًا في حبكة الخيال العلمي . [ 86 ]
انظر أيضاً
ملحوظات
- ↑ "قياس زمن النفق الكمومي باستخدام الذرات فائقة البرودة" . عالم الفيزياء . 22 يوليو 2020.
- ↑ مجلة "كوانتا" . 20 أكتوبر 2020.
- ^ "المؤتمر العام السابع عشر للأوزان والمقاييس (CGPM): تعريف المتر" . bipm.org . مؤرشفة من الأصلي في 27 مايو 2020 . تم الاسترجاع في 5 يوليو، 2020 .
- ١ ٢ مجموعة تعليم العلوم بجامعة يورك (٢٠٠١). كتاب سالتر هورنر للفيزياء المتقدمة A2 للطالب . هاينمان. الصفحات ٣٠٢-٣٠٣ . ISBN 978-0-435-62892-5.
- ↑ "أبعد جسم في النظام الشمسي" . نشرة معلومات رقم 55. مرصد غرينتش الملكي. 15 أبريل 1996.
- 1 2 3 جيبس، ب. (1997). "هل السفر أو التواصل بسرعة تفوق سرعة الضوء ممكن؟" . الأسئلة الشائعة الأصلية في الفيزياء على يوزنت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أغسطس 2008 .
- ↑ سالمون، دبليو سي (2006). أربعة عقود من التفسير العلمي . مطبعة جامعة بيتسبرغ . ص 107. ISBN 978-0-8229-5926-7.
- ↑ ستين، أ. (2012). عالم النسبية الرائع: دليل دقيق للقارئ العام . مطبعة جامعة أكسفورد . ص 180. ISBN 978-0-19-969461-7.
- ^ هيشت، إي. (1987). البصريات ( الطبعة الثانية). أديسون ويسلي . ص. 62. ردمك 978-0-201-11609-0.
- ^ سومرفيلد، أ. (1907). . Physikalische Zeitschrift . 8 (23): 841- 842.
- ↑ ويبر، ج. (1954). "الطور، المجموعة، وسرعة الإشارة" . المجلة الأمريكية للفيزياء . 22 (9): 618. Bibcode : 1954AmJPh..22..618W . doi : 10.1119/1.1933858 . تاريخ الاسترجاع: 30 أبريل 2007 .
- ↑ وانغ، إل جيه؛ كوزميتش، أ؛ دوغاريو، أ . (2000). "انتشار الضوء بسرعة تفوق سرعة الضوء بمساعدة الكسب". مجلة نيتشر . 406 (6793): 277-279 . Bibcode : 2000Natur.406..277W . doi : 10.1038/35018520 . PMID 10917523. S2CID 4358601 .
- ↑ بولان، ب.؛ فالتنا-لوكنر، هـ.؛ لوموس، م.؛ بيكسارف، ب.؛ ساري، ب.؛ تريبينو، ر. (2009). "قياس المجال الكهربائي المكاني الزمني لنبضات بيسل-إكس فائقة القصر". أخبار البصريات والضوئيات . 20 (12): 42. Bibcode : 2009OptPN..20...42M . doi : 10.1364/OPN.20.12.000042 . S2CID 122056218 .
- ↑ بريلوين، ل. (1960). انتشار الموجات وسرعة المجموعة . دار النشر الأكاديمية .
- ↑ ويثاياتشومنانكول، و.؛ فيشر، ب.م.؛ فيرغسون، ب.؛ ديفيس، ب.ر.؛ أبوت، د. (2010). "نظرة منهجية لانتشار الموجات فائقة السرعة" (ملف PDF) . وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 98 (10): 1775-1786 . doi : 10.1109/JPROC.2010.2052910 . S2CID 15100571 .
- ↑ هورفاث، زد إل؛ فينكو، ج.؛ بور، زس.؛ فون دير ليندي، د. (1996). "تسريع نبضات الفيمتو ثانية إلى سرعات تفوق سرعة الضوء عن طريق إزاحة طور غوي" ( ملف PDF) . الفيزياء التطبيقية ب . 63 (5): 481-484 . رمز Bibcode : 1996ApPhB..63..481H . doi : 10.1007/BF01828944 . S2CID 54757568. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 2003-04-03.
- ↑ رايت، إي إل (12 يونيو 2009). "درس في علم الكونيات - الجزء 2" . دروس نيد رايت في علم الكونيات . جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس . تاريخ الاسترجاع: 26 سبتمبر 2011 .
- ↑ انظر الفقرتين الأخيرتين في مقال روثستين، د. (10 سبتمبر 2003). "هل يتوسع الكون بسرعة تفوق سرعة الضوء؟" . اسأل عالم فلك .
- 1 2 3 لاينويفر، سي.؛ ديفيس، تي إم (مارس 2005). "مفاهيم خاطئة حول الانفجار العظيم" (ملف PDF) . مجلة ساينتفك أمريكان . الصفحات 36-45 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 27 مايو 2006. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2008 .
- ↑ ديفيس، تي إم؛ لينويفر، سي إتش (2004). "توسيع الارتباك: مفاهيم خاطئة شائعة حول الآفاق الكونية والتوسع الأسرع من الضوء للكون". منشورات الجمعية الفلكية الأسترالية . 21 (1): 97-109 . arXiv : astro-ph/0310808 . Bibcode : 2004PASA...21...97D . doi : 10.1071/AS03040 . S2CID 13068122 .
- ↑ لوب، أ. (2002). "المستقبل البعيد المدى لعلم الفلك خارج المجرة". مجلة Physical Review D. 65 ( 4) 047301. arXiv : astro-ph/0107568 . Bibcode : 2002PhRvD..65d7301L . doi : 10.1103/PhysRevD.65.047301 . S2CID 1791226 .
- ↑ ريس، إم جيه (1966). "ظهور مصادر راديوية تتمدد نسبيًا". مجلة نيتشر . 211 (5048): 468-470 . Bibcode : 1966Natur.211..468R . doi : 10.1038/211468a0 . S2CID 41065207 .
- ↑ بلاندفورد، آر دي ؛ ماكي، سي إف؛ ريس، إم جيه (1977). "التوسع فائق السرعة في مصادر الراديو خارج المجرة". مجلة نيتشر . 267 (5608): 211-216 . رمز Bibcode : 1977Natur.267..211B . doi : 10.1038/267211a0 . S2CID 4260167 .
- ↑ غروزين ، أ. (2007). محاضرات في الديناميكا الكهربائية الكمية والديناميكا اللونية الكمية . وورلد ساينتيفيك . ص 89. ISBN 978-981-256-914-1.
- ↑ تشانغ، س.؛ تشين، ج. ف.؛ ليو، س.؛ لوي، م. م. ت.؛ وونغ، ج. ك. ل.؛ دو، س. (2011). "المؤشر البصري لفوتون واحد" (ملف PDF) . مجلة Physical Review Letters . 106 (24) 243602. Bibcode : 2011PhRvL.106x3602Z . doi : 10.1103/PhysRevLett.106.243602 . PMID 21770570. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 2019-12-05.
- ↑ كاهري، ج. (2012). النظرية الرياضية للمعلومات ( طبعة مصورة). سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 425. ISBN 978-1-4615-0975-2.
- ↑ شتاينبرغ، أ.م. (1994). متى يمكن للضوء أن يسير أسرع من الضوء؟ (أطروحة). جامعة كاليفورنيا، بيركلي . ص 100. رمز Bibcode : 1994PhDT.......314S .
- ↑ تشاب، ج.؛ إسكندريان، أ.؛ هاريزانوف، ف. (2016). المنطق والبنى الجبرية في الحوسبة الكمومية ( طبعة مصورة). مطبعة جامعة كامبريدج . ص 61. ISBN 978-1-107-03339-9.
- ↑ إيلرز، ج.؛ لاميرزال، س. (2006). النسبية الخاصة: هل ستصمد خلال الـ 101 سنة القادمة؟ ( طبعة مصورة). سبرينغر. ص 506. ISBN 978-3-540-34523-7.
- ↑ مارتينيز، جيه سي؛ بولاتديمير، إي. (2006). "أصل تأثير هارتمان". رسائل الفيزياء أ . 351 ( 1-2 ): 31-36 . Bibcode : 2006PhLA..351...31M . doi : 10.1016/j.physleta.2005.10.076 .
- ↑ هارتمان، تي إي (1962). "نفق حزمة موجية". مجلة الفيزياء التطبيقية . 33 (12): 3427-3433 . Bibcode : 1962JAP....33.3427H . doi : 10.1063/1.1702424 .
- ↑ وينفول، إتش جي (2006). "زمن النفق، وتأثير هارتمان، والسرعة الفائقة: حل مقترح لمفارقة قديمة". تقارير الفيزياء . 436 ( 1-2 ): 1-69 . Bibcode : 2006PhR...436....1W . doi : 10.1016/j.physrep.2006.09.002 .
- ↑ سواريز، أ. (26 فبراير 2015). "التاريخ" . مركز فلسفة الكم . تم الاسترجاع في 7 يونيو 2017 .
- ↑ سالارت، د.؛ باس، أ.؛ برانسيارد، س.؛ جيسين، ن.؛ زبيندن، هـ. (2008). "اختبار التأثير المخيف عن بُعد". مجلة نيتشر . 454 (7206): 861-864 . arXiv : 0808.3316 . Bibcode : 2008Natur.454..861S . doi : 10.1038/nature07121 . PMID: 18704081. S2CID : 4401216 .
- ↑ كيم، يون-هو؛ يو، رونغ؛ كوليك، سيرجي ب.؛ شيه، يانهوا؛ سكولي، مارلان أو. (2000). "ممحاة كمومية مؤجلة "اختيار"". رسائل المراجعة الفيزيائية . 84 (1): 1-5 . arXiv : quant-ph/9903047 . Bibcode : 2000PhRvL..84 ....1K . doi : 10.1103/PhysRevLett.84.1 . PMID 11015820. S2CID 5099293 .
- ↑ هيلمر، ر.؛ كويات، ب. (16 أبريل 2017). "تجارب الاختيار المؤجل" . مجلة ساينتفك أمريكان .
- ↑ موتل، ل. (نوفمبر 2010). "الممحاة الكمومية ذات الاختيار المؤجل" . الإطار المرجعي .
- ↑ أينشتاين، أ. (1927). النسبية: النظرية الخاصة والنظرية العامة . ميثوين وشركاه. ص 25-27 .
- ↑ أودنوالد، س. "إذا استطعنا السفر بسرعة تفوق سرعة الضوء، فهل يمكننا العودة بالزمن؟" . مقهى ناسا لعلم الفلك . تم الاطلاع عليه في 7 أبريل 2014 .
- ↑ غوت، الابن (2002). السفر عبر الزمن في كون أينشتاين . كتب مارينر . الصفحات 82-83 . ISBN 978-0-618-25735-5.
- ↑ بيتكوف، ف. (2009). النسبية وطبيعة الزمكان . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 219. ISBN 978-3-642-01962-3.
- ↑ راين، دي جيه؛ توماس، إي جي (2001). مقدمة في علم الكونيات . مطبعة سي آر سي . ص 94. ISBN 978-0-7503-0405-4.
- ↑ «ما هي "طاقة النقطة الصفرية" (أو "طاقة الفراغ") في فيزياء الكم؟ هل من الممكن حقًا تسخير هذه الطاقة؟» مجلة ساينتفك أمريكان . ١٨ أغسطس ١٩٩٧. تاريخ الاطلاع: ٢٧ مايو ٢٠٠٩ .
- ^ شارنهورست ، كلاوس (12/05/1990). "سر الفراغ: الضوء الأسرع" . جامعة فريجي أمستردام . تم الاسترجاع 2009-05-27 .
- ↑ ليبراتي، ستيفانو؛ سونيغو، سيباستيانو؛ فيسر، مات (2002). "إشارات أسرع من سرعة الضوء، النسبية الخاصة، والسببية". حوليات الفيزياء . 298 (1): 167-185 . arXiv : gr-qc/0107091 . Bibcode : 2002AnPhy.298..167L . doi : 10.1006/aphy.2002.6233 . S2CID 48166 .
- ↑ فيرن، هـ. (2007). "هل يمكن للإشارات الضوئية أن تنتقل بسرعة تفوق سرعة الضوء (c) في فراغات غير تافهة في فضاء-زمن مسطح؟ السببية النسبية II". فيزياء الليزر . 17 (5): 695-699 . arXiv : 0706.0553 . Bibcode : 2007LaPhy..17..695F . doi : 10.1134/S1054660X07050155 . ISSN 1054-660X . S2CID 61962 .
- ↑ إيكل، ب.؛ فايفر، أ.ن.؛ سيريللي، س.؛ ستودت، أ.؛ دورنر، ر.؛ مولر، هـ.ج.؛ بوتيكر، م.؛ كيلر، يو. (5 ديسمبر 2008). "قياسات زمن التأين وزمن تأخير النفق في الهيليوم باستخدام تقنية الأتوثانية". مجلة ساينس . 322 (5907): 1525-1529 . رمز Bibcode : 2008Sci...322.1525E . doi : 10.1126/science.1163439 . PMID 19056981. S2CID 206515239 .
- ↑ وينفول، هربرت ج. (ديسمبر 2006). "زمن النفق، وتأثير هارتمان، والسرعة الفائقة: حل مقترح لمفارقة قديمة" (ملف PDF) . تقارير الفيزياء . 436 ( 1-2 ): 1-69 . Bibcode : 2006PhR...436....1W . doi : 10.1016/j.physrep.2006.09.002 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 18 ديسمبر 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 يونيو 2010 .
- ↑ للاطلاع على ملخص لتفسير هربرت ج. وينفول لزمن النفق الكمومي الذي يبدو أنه أسرع من الضوء، والذي لا يتضمن إعادة تشكيل، انظر: وينفول، هربرت (2007). "نموذج جديد يحل مفارقة قديمة للنفق الكمومي الأسرع من الضوء". SPIE Newsroom . doi : 10.1117/2.1200711.0927 .
- ↑ سوكولوفسكي، د. (8 فبراير 2004). "لماذا تسمح النسبية بأن يكون النفق الكمومي "غير مستغرق للوقت"؟". وقائع الجمعية الملكية أ . 460 (2042): 499-506 . Bibcode : 2004RSPSA.460..499S . doi : 10.1098/rspa.2003.1222 . S2CID 122620657 .
- ↑ أميلينو-كاميليا، جيوفاني (1 نوفمبر 2009). "النسبية الخاصة المزدوجة: حقائق وخرافات وبعض القضايا الرئيسية المفتوحة". التطورات الحديثة في الفيزياء النظرية . العلوم الإحصائية والبحوث متعددة التخصصات. المجلد 9. الصفحات 123-170 . arXiv : 1003.3942 . doi : 10.1142 /9789814287333_0006 . ISBN 978-981-4287-32-6. S2CID 118855372 .
- ↑ أميلينو-كاميليا، جيوفاني (1 يوليو 2002). "النسبية الخاصة المزدوجة". مجلة نيتشر . 418 (6893): 34-35 . arXiv : gr-qc/0207049 . Bibcode : 2002Natur.418...34A . doi : 10.1038/418034a . PMID: 12097897. S2CID : 16844423 .
- ↑ تشانغ، دونالد سي. (22 مارس 2017). "هل يوجد إطار مرجعي ثابت في الكون؟ اختبار تجريبي مقترح قائم على قياس دقيق لكتلة الجسيمات" . المجلة الأوروبية للفيزياء بلس . 132 (3) 140. arXiv : 1706.05252 . Bibcode : 2017EPJP..132..140C . doi : 10.1140/epjp/i2017-11402-4 .
- ↑ ألكوبيير، ميغيل (1 مايو 1994). "محرك الالتواء: السفر فائق السرعة في إطار النسبية العامة". الجاذبية الكلاسيكية والكمية . 11 (5): L73– L77. arXiv : gr-qc/0009013 . Bibcode : 1994CQGra..11L..73A . CiteSeerX : 10.1.1.338.8690 . doi : 10.1088/0264-9381/11/5/001 . S2CID : 4797900 .
- ↑ "السفر بسرعة تفوق سرعة الضوء: فكرة جديدة قد تجعل ذلك ممكناً" . www.newswise.com . تاريخ الاطلاع: ٢٤ أغسطس ٢٠٢٣ .
- ↑ كولاداي، دون؛ كوستيليكي، ف. آلان (1997). "انتهاك CPT والنموذج القياسي". مجلة Physical Review D. 55 ( 11): 6760–6774 . arXiv : hep-ph/9703464 . Bibcode : 1997PhRvD..55.6760C . doi : 10.1103/PhysRevD.55.6760 . S2CID 7651433 .
- ↑ كولاداي، دون؛ كوستيليكي، ف. آلان (1998). "امتداد النموذج القياسي المخالف لقانون لورنتز". مجلة Physical Review D. 58 ( 11) 116002. arXiv : hep-ph/9809521 . Bibcode : 1998PhRvD..58k6002C . doi : 10.1103/PhysRevD.58.116002 . S2CID 4013391 .
- ↑ كوستيليكي، ف. آلان (2004). "الجاذبية، انتهاك لورنتز، والنموذج القياسي". مجلة Physical Review D. 69 ( 10) 105009. arXiv : hep-th/0312310 . Bibcode : 2004PhRvD..69j5009K . doi : 10.1103/PhysRevD.69.105009 . S2CID 55185765 .
- ↑ غونزاليس-ميستريس، لويس (2009). "نتائج ونماذج AUGER-HiRes لانتهاك تناظر لورنتز". الفيزياء النووية ب - ملاحق وقائع المؤتمر . 190 : 191-197 . arXiv : 0902.0994 . Bibcode : 2009NuPhS.190..191G . doi : 10.1016/j.nuclphysbps.2009.03.088 . S2CID 14848782 .
- 1 2 كوستيليكي، ف. آلان؛ راسل، نيل (2011). "جداول بيانات لانتهاك تناظر لورنتز وCPT". مراجعات الفيزياء الحديثة . 83 (1): 11-31 . arXiv : 0801.0287 . Bibcode : 2011RvMP...83...11K . doi : 10.1103/RevModPhys.83.11 . S2CID 3236027 .
- ↑ كوستيليكي، ف.أ.؛ صموئيل، س. (15 يناير 1989). "الكسر التلقائي لتناظر لورنتز في نظرية الأوتار" (ملف PDF) . مجلة Physical Review D. 39 ( 2): 683-685 . Bibcode : 1989PhRvD..39..683K . doi : 10.1103/PhysRevD.39.683 . hdl : 2022/18649 . PMID 9959689. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 13 يوليو 2021.
- ↑ "موقع فيزيكس ويب - كسر تناظر لورنتز" . موقع فيزيكس ويب. 5 أبريل 2004. مؤرشف من الأصل في 5 أبريل 2004. تم الاطلاع عليه في 26 سبتمبر 2011 .
- ↑ مافروماتوس، نيك إي. (15 أغسطس 2002). "اختبار نماذج الجاذبية الكمومية" . سيرن كورير . مؤرشف من الأصل في 23 أبريل 2011. تم الاطلاع عليه في 25 فبراير 2010 .
- ↑ أوفرباي، دينيس (31 ديسمبر 2002). "تفسير الأشعة الكونية" . صحيفة نيويورك تايمز . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0362-4331 . تاريخ الاسترجاع: 24 أغسطس 2023 .
- ↑ فولوفيك، جي إي (2003). "الكون في قطرة هيليوم". سلسلة الدراسات الدولية في الفيزياء . 117 : 1-507 .
- ↑ زلوشاستييف، كونستانتين ج. (2011). "الكسر التلقائي للتناظر وتوليد الكتلة كظواهر متأصلة في نظرية الكم غير الخطية اللوغاريتمية". Acta Physica Polonica B. 42 ( 2): 261–292 . arXiv : 0912.4139 . Bibcode : 2011AcPPB..42..261Z . doi : 10.5506/APhysPolB.42.261 . S2CID 118152708 .
- ↑ أفدينكوف، ألكسندر ف.؛ زلوشاستييف، كونستانتين ج. (2011). "سوائل بوز الكمومية ذات اللاخطية اللوغاريتمية: الاستدامة الذاتية وظهور الامتداد المكاني". مجلة الفيزياء ب: الفيزياء الذرية والجزيئية والبصرية . 44 (19) 195303. arXiv : 1108.0847 . Bibcode : 2011JPhB...44s5303A . doi : 10.1088/0953-4075/44/19/195303 . S2CID 119248001 .
- ↑ زلوشاستييف، كونستانتين ج.؛ تشاكرابارتي، سانديب ك.؛ جوك، ألكسندر إ.؛ بيسنوفاتي-كوجان، جينادي س. (2010). "اللاخطية اللوغاريتمية في نظريات الجاذبية الكمومية: أصل الزمن ونتائجه الرصدية". سلسلة مؤتمرات المعهد الأمريكي للفيزياء . وقائع مؤتمرات المعهد الأمريكي للفيزياء. 1206 : 288-297 . arXiv : 0906.4282 . Bibcode : 2010AIPC.1206..112Z . doi : 10.1063/1.3292518 .
- ↑ زلوشاستييف، كونستانتين ج. (2011). "تأثير تشيرينكوف الفراغي في نظرية الكم غير الخطية اللوغاريتمية". رسائل الفيزياء أ . 375 (24): 2305-2308 . arXiv : 1003.0657 . Bibcode : 2011PhLA..375.2305Z . doi : 10.1016/j.physleta.2011.05.012 . S2CID 118152360 .
- ^ أدامسون، ب. أندريوبولوس، C.؛ الأسلحة، ك. ارمسترونج، ر. أوتي، د.؛ أففاكوموف، س. ايريس، د.؛ بالر، ب. وآخرون . (2007). “قياس سرعة النيوترينو باستخدام كاشفات MINOS وشعاع النيوترينو NuMI”. المراجعة البدنية د . 76 (7) 072005. أرخايف : 0706.0437 . بيب كود : 2007PhRvD..76g2005A . دوى : 10.1103/PhysRevD.76.072005 . S2CID 14358300 .
- ↑ آدم، ت.؛ وآخرون ( مجموعة أوبرا ) (22 سبتمبر 2011). "قياس سرعة النيوترينو باستخدام كاشف أوبرا في حزمة CNGS". arXiv : 1109.4897v1 [ hep-ex ].
- ↑ تشو، أدريان؛ النيوترينوات تسافر أسرع من الضوء، وفقًا لتجربة واحدة ، ساينس ناو، 22 سبتمبر 2011
- ↑ أوفرباي، دينيس (18 نوفمبر 2011). "علماء يُبلغون عن رصد ثانٍ لنيوترينوات أسرع من الضوء" . صحيفة نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 2 يناير 2022. تم الاطلاع عليه في 18 نوفمبر 2011 .
- ↑ آدم، ت.؛ وآخرون ( مجموعة أوبرا ) (17 نوفمبر 2011). "قياس سرعة النيوترينو باستخدام كاشف أوبرا في حزمة CNGS". arXiv : 1109.4897v2 [ hep-ex ].
- ↑ «دراسة ترفض اكتشاف جسيمات "أسرع من الضوء"» . رويترز . 20 نوفمبر 2011. تاريخ الاطلاع: 24 أغسطس 2023 .
- ↑ أنتونيلو، م.؛ وآخرون ( مجموعة ICARUS ) (15 مارس 2012). "قياس سرعة النيوترينو باستخدام كاشف ICARUS في حزمة CNGS". رسائل الفيزياء ب . 713 (1): 17-22 . arXiv : 1203.3433 . Bibcode : 2012PhLB..713...17A . doi : 10.1016/j.physletb.2012.05.033 . S2CID 55397067 .
- ↑ ستراسلر، م. (2012-04-02). "أوبرا: ما الخطأ الذي حدث؟" . ذات أهمية خاصة . تم الاسترجاع في 2023-08-24 .
- ↑ راندال، ليزا؛ الممرات الملتوية: كشف أسرار الأبعاد الخفية للكون ، ص 286: "اعتقد الناس في البداية أن التاكيونات جسيمات تسافر بسرعة تفوق سرعة الضوء... لكننا نعلم الآن أن التاكيون يشير إلى عدم استقرار في نظرية تتضمنه. وللأسف، بالنسبة لمحبي الخيال العلمي ، فإن التاكيونات ليست جسيمات فيزيائية حقيقية تظهر في الطبيعة."
- ↑ غيتس، إس. جيمس ؛ نيشينو، هيتوشي (أكتوبر 2000). "هل يُمكن لحدود نظرية الأوتار الفائقة/إم الحقيقية ذات الأبعاد الأربعة، N=1، أن تُثبت صحتها؟" . رسائل الفيزياء ب . 492 ( 1-2 ): 178-186 . arXiv : hep-th/0008206 . Bibcode : 2000PhLB..492..178G . doi : 10.1016/S0370-2693(00)01073-X .
- ↑ تشودوس، أ.؛ هاوزر، أ.إ.؛ آلان كوستيليكي، ف. (1985). "النيوترينو كجسيم تاكيوني". رسائل الفيزياء ب . 150 (6): 431-435 . Bibcode : 1985PhLB..150..431C . doi : 10.1016/0370-2693(85)90460-5 . hdl : 2022/20737 .
- ↑ تشودوس، آلان؛ آلان كوستيليكي، ف.؛ IUHET 280 (1994). "اختبارات نووية صفرية للنيوترينوات الفضائية". رسائل الفيزياء ب . 336 ( 3-4 ): 295-302 . arXiv : hep-ph/9409404 . Bibcode : 1994PhLB..336..295C . doi : 10.1016/0370-2693(94)90535-5 . S2CID 16496246 .
{{cite journal}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ تشودوس، أ.؛ كوستيليكي، ف.أ.؛ بوتينغ، ر.؛ غيتس، إيفالين (1992). "تجارب صفرية لكتل النيوترينو". رسائل الفيزياء الحديثة أ . 7 (6): 467-476 . رمز Bibcode : 1992MPLA....7..467C . doi : 10.1142/S0217732392000422 .
- ↑ تشانغ، تساو (2002). "انتهاك التكافؤ وكتلة النيوترينو". العلوم والتقنيات النووية . 13 : 129-133 . arXiv : hep-ph/0208239 . Bibcode : 2002hep.ph....8239C .
- ↑ هيوز، آر جيه؛ ستيفنسون، جي جيه (1990). "ضد النيوترينوات التاكيونية" . رسائل الفيزياء ب . 244 (1): 95-100 . رمز Bibcode : 1990PhLB..244...95H . doi : 10.1016/0370-2693(90)90275-B .
- ↑ "سببي" . معهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية (أينشتاين أونلاين) . تم الاسترجاع في 17-06-2026 .
- ↑ "المواضيع : أسرع من الضوء : موسوعة الخيال العلمي" . www.sf-encyclopedia.com . تاريخ الاسترجاع: 1 سبتمبر 2021 .
للمزيد من القراءة
- فالا، د. ف.؛ فلويد، م. ج. (2002). "الحركة فائقة السرعة في علم الفلك". المجلة الأوروبية للفيزياء . 23 (1): 69-81 . Bibcode : 2002EJPh...23...69F . doi : 10.1088/0143-0807/23/1/310 . S2CID 250863474 .
- كاكو، ميتشيو (2008). "أسرع من الضوء". فيزياء المستحيل . ألين لين . ص 197-215 . ISBN 978-0-7139-9992-1.
- نيمتز، غونتر (2008). الزمان والمكان الصفريان . وايلي-في سي إتش . رقم ISBN 978-3-527-40735-4.
- كريمر، جي جي (2009). "آثار التشابك الكمومي واللا موضعية على سرعات تفوق سرعة الضوء". في: ميليس، إم جي؛ وآخرون (محررون). آفاق علوم الدفع . المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية . ص 509-529 . ISBN 978-1-56347-956-4.
- ألكوبيير، ميغيل (1994-05-01). "محرك الالتواء: السفر فائق السرعة في إطار النسبية العامة". الجاذبية الكلاسيكية والكمية . 11 (5): L73– L77. arXiv : gr-qc/0009013 . Bibcode : 1994CQGra..11L..73A . doi : 10.1088/0264-9381/11/5/001 . ISSN 0264-9381 .
- يان، كون (2006). "المعادلات التحليلية للاتجاهات الخاصة بالنويدات المستقرة وقوانين حركة المادة بسرعة تفوق سرعة الضوء في الفضاء الجيولوجي". التقدم في الجيوفيزياء . 21 : 38. Bibcode : 2006PrGeo..21...38Y .
- جلاسر، رايان ت. (2012). "التوليد المحفز لنبضات ضوئية فائقة السرعة عبر مزج أربع موجات". رسائل المراجعة الفيزيائية . 108 (17) 173902. arXiv : 1204.0810 . Bibcode : 2012PhRvL.108q3902G . doi : 10.1103/ PhysRevLett.108.173902 . PMID 22680868. S2CID 46458102 .
- ويثاياشومنانكول، ويثاوات؛ فيشر، بيرند م؛ فيرغسون، برادلي؛ ديفيس، بروس ر؛ أبوت، ديريك (أكتوبر 2010). "نظرة منهجية لانتشار الموجات فائقة السرعة" (ملف PDF) . وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 98 (10): 1775-1786 . doi : 10.1109/JPROC.2010.2052910 . ISSN 0018-9219 .
روابط خارجية
- قياس سرعة النيوترينو باستخدام كاشف OPERA في حزمة CNGS
- موسوعة فيزياء الليزر وتكنولوجيا "الانتقال فائق السرعة" ، مع مزيد من التفاصيل حول سرعة الطور وسرعة المجموعة، وحول السببية.
- ماركوس بوسيل: سرعات تفوق سرعة الضوء في تجارب النفق الكمومي: ببليوغرافيا مشروحة. مؤرشف بتاريخ 23 يناير 2010 في أرشيف الإنترنت ( Wayback Machine).
- الأسئلة الشائعة حول النسبية والسفر بسرعة تفوق سرعة الضوء
- أسئلة وأجوبة حول الفيزياء في يوزنت: هل السفر أو التواصل بسرعة تفوق سرعة الضوء ممكن؟
- النسبية، والسرعة الفائقة، والسببية
- مسرعات الجسيمات فائقة السرعة المخروطية والقطع المكافئ
- صفحة السفر الرئيسية: النسبية والسفر بسرعة تفوق سرعة الضوء
- السفر بسرعة تفوق سرعة الضوء
- السفر بين النجوم
- قصص خيالية عن الفيزياء
- مواضيع الخيال العلمي
- نظرية النسبية
- نظرية محرك الالتواء
- التاكيونات
- سرعة
