क्या सुपरल्यूमिनल गति संभव है? कैसे नासा के वैज्ञानिक अंतरिक्ष में प्रकाश की गति को पार करने जा रहे हैं।

25 मार्च, 2017

एफटीएल यात्रा अंतरिक्ष विज्ञान कथा की नींव में से एक है। हालाँकि, शायद हर कोई - यहाँ तक कि भौतिकी से दूर के लोग भी - जानते हैं कि अधिकतम संभव गतिभौतिक वस्तुओं की गति या किसी संकेत का प्रसार निर्वात में प्रकाश की गति है। इसे c अक्षर से दर्शाया जाता है और यह लगभग 300 हजार किलोमीटर प्रति सेकंड है; सटीक मान c = 299 792 458 m/s।

निर्वात में प्रकाश की गति मूलभूत भौतिक स्थिरांकों में से एक है। सी से अधिक गति प्राप्त करने की असंभवता आइंस्टीन के सापेक्षता के विशेष सिद्धांत (एसआरटी) से होती है। यदि यह साबित करना संभव होता कि सुपरल्यूमिनल गति के साथ संकेतों का संचरण संभव है, तो सापेक्षता का सिद्धांत गिर जाएगा। सी से अधिक वेगों के अस्तित्व पर प्रतिबंध का खंडन करने के कई प्रयासों के बावजूद, अब तक ऐसा नहीं हुआ है। हालांकि, हाल के प्रयोगात्मक अध्ययनों ने कुछ बहुत ही रोचक घटनाओं का खुलासा किया है, जो दर्शाता है कि विशेष रूप से बनाई गई परिस्थितियों में सापेक्षता के सिद्धांत के सिद्धांतों का उल्लंघन किए बिना सुपरल्यूमिनल वेगों का निरीक्षण करना संभव है।

आरंभ करने के लिए, आइए हम प्रकाश की गति की समस्या से संबंधित मुख्य पहलुओं को याद करें।

सबसे पहले: प्रकाश की सीमा को पार करना (सामान्य परिस्थितियों में) असंभव क्यों है? क्योंकि तब हमारी दुनिया के मूल नियम का उल्लंघन होता है - कार्य-कारण का नियम, जिसके अनुसार प्रभाव कारण से आगे नहीं बढ़ सकता। किसी ने कभी नहीं देखा कि, उदाहरण के लिए, एक भालू पहले मरा, और फिर एक शिकारी ने गोली मार दी। c से अधिक की गति पर, घटनाओं का क्रम उलट जाता है, समय टेप वापस आ जाता है। इसे निम्नलिखित सरल तर्क से आसानी से देखा जा सकता है।

आइए मान लें कि हम किसी तरह के ब्रह्मांडीय चमत्कार जहाज पर चल रहे हैं प्रकाश की तुलना में तेज़. फिर हम धीरे-धीरे स्रोत द्वारा पहले और पहले के समय में उत्सर्जित प्रकाश के साथ पकड़ लेंगे। सबसे पहले, हम उत्सर्जित फोटॉनों के साथ पकड़ लेंगे, कहते हैं, कल, फिर - कल से एक दिन पहले उत्सर्जित, फिर - एक सप्ताह, एक महीना, एक साल पहले, और इसी तरह। यदि प्रकाश स्रोत जीवन को प्रतिबिंबित करने वाला दर्पण होता, तो हम पहले कल की घटनाओं को देखते, फिर परसों से एक दिन पहले, इत्यादि। हम देख सकते थे, कहते हैं, एक बूढ़ा आदमी जो धीरे-धीरे एक अधेड़ आदमी में बदल जाता है, फिर एक जवान आदमी में, एक जवानी में, एक बच्चे में ... यानी, समय वापस आ जाएगा, हम वर्तमान से आगे बढ़ेंगे भूतकाल। तब कारण और प्रभाव को उलट दिया जाएगा।

यद्यपि यह तर्क प्रकाश को देखने की प्रक्रिया के तकनीकी विवरण को पूरी तरह से अनदेखा करता है, मौलिक दृष्टिकोण से, यह स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करता है कि एक सुपरल्यूमिनल गति से आंदोलन एक ऐसी स्थिति की ओर जाता है जो हमारी दुनिया में असंभव है। हालाँकि, प्रकृति ने और भी अधिक कठोर परिस्थितियाँ निर्धारित की हैं: यह न केवल सुपरल्यूमिनल गति से, बल्कि गति से भी आगे बढ़ना अप्राप्य है। समान गतिप्रकाश, - आप केवल उसके पास जा सकते हैं। यह सापेक्षता के सिद्धांत का अनुसरण करता है कि गति की गति में वृद्धि के साथ, तीन परिस्थितियाँ उत्पन्न होती हैं: गतिमान वस्तु का द्रव्यमान बढ़ता है, गति की दिशा में इसका आकार घटता है, और इस वस्तु पर समय बीतने की गति धीमी हो जाती है (से बाहरी "आराम" पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण से)। सामान्य गति पर, ये परिवर्तन नगण्य होते हैं, लेकिन जैसे-जैसे हम प्रकाश की गति के करीब पहुंचते हैं, वे अधिक से अधिक ध्यान देने योग्य हो जाते हैं, और सीमा में - c के बराबर गति पर - द्रव्यमान असीम रूप से बड़ा हो जाता है, वस्तु पूरी तरह से अपना आकार खो देती है गति और समय की दिशा उस पर रुक जाती है। इसलिए, कोई भी भौतिक शरीर प्रकाश की गति तक नहीं पहुंच सकता है। केवल प्रकाश में ही इतनी गति होती है! (और एक "ऑल-पेनेट्रेटिंग" कण भी - एक न्यूट्रिनो, जो एक फोटॉन की तरह, c से कम गति से नहीं चल सकता है।)

अब सिग्नल ट्रांसमिशन स्पीड के बारे में। यहाँ प्रकाश के निरूपण को विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में उपयोग करना उचित है। एक संकेत क्या है? यह कुछ जानकारी प्रेषित की जानी है। एक आदर्श विद्युत चुम्बकीय तरंग सख्ती से एक आवृत्ति का एक अनंत साइनसॉइड है, और इसमें कोई जानकारी नहीं हो सकती है, क्योंकि इस तरह के साइनसॉइड की प्रत्येक अवधि पिछले एक को बिल्कुल दोहराती है। एक साइनसॉइडल तरंग के चरण की गति की गति - तथाकथित चरण गति - एक माध्यम में कुछ शर्तों के तहत निर्वात में प्रकाश की गति से अधिक हो सकती है। यहां कोई प्रतिबंध नहीं है, क्योंकि चरण गति सिग्नल की गति नहीं है - यह अभी तक मौजूद नहीं है। सिग्नल बनाने के लिए, आपको तरंग पर किसी प्रकार का "चिह्न" बनाना होगा। ऐसा चिह्न, उदाहरण के लिए, किसी भी तरंग पैरामीटर - आयाम, आवृत्ति या प्रारंभिक चरण में परिवर्तन हो सकता है। लेकिन जैसे ही निशान बन जाता है, लहर अपनी साइनसोइडिटी खो देती है। यह विभिन्न आयामों, आवृत्तियों और प्रारंभिक चरणों के साथ सरल साइनसॉइडल तरंगों के एक समूह से मिलकर संशोधित हो जाता है - तरंगों का एक समूह। संग्राहक तरंग में चिह्न की गति की गति संकेत की गति है। जब एक माध्यम में प्रसार होता है, तो यह वेग आमतौर पर समूह वेग के साथ मेल खाता है जो उपरोक्त तरंगों के समूह के समग्र रूप से प्रसार को दर्शाता है (देखें "विज्ञान और जीवन" संख्या 2, 2000)। सामान्य परिस्थितियों में, समूह वेग, और इसलिए संकेत की गति, निर्वात में प्रकाश की गति से कम होती है। यह कोई संयोग नहीं है कि यहां "सामान्य परिस्थितियों में" अभिव्यक्ति का उपयोग किया जाता है, क्योंकि कुछ मामलों में समूह वेग c से अधिक हो सकता है या अपना अर्थ भी खो सकता है, लेकिन तब यह सिग्नल प्रसार पर लागू नहीं होता है। एसआरटी में यह स्थापित किया गया है कि सी से अधिक गति से संकेत प्रसारित करना असंभव है।

ऐसा क्यों है? क्योंकि c से अधिक गति वाले किसी भी संकेत के संचरण में बाधा कार्य-कारण का समान नियम है। आइए ऐसी स्थिति की कल्पना करें। कुछ बिंदु ए पर, एक प्रकाश फ्लैश (घटना 1) एक उपकरण को चालू करता है जो एक निश्चित रेडियो सिग्नल भेजता है, और एक दूरस्थ बिंदु बी पर, इस रेडियो सिग्नल की कार्रवाई के तहत, एक विस्फोट होता है (घटना 2)। यह स्पष्ट है कि घटना 1 (फ्लैश) कारण है, और घटना 2 (विस्फोट) वह प्रभाव है जो कारण से बाद में होता है। लेकिन अगर रेडियो सिग्नल सुपरल्यूमिनल गति से फैलता है, तो बिंदु बी के पास एक पर्यवेक्षक को पहले एक विस्फोट दिखाई देगा, और उसके बाद ही - प्रकाश की एक फ्लैश जो प्रकाश फ्लैश की गति से उस तक पहुंच गई, विस्फोट का कारण। दूसरे शब्दों में, इस पर्यवेक्षक के लिए, घटना 2 घटना 1 से पहले हुई होगी, अर्थात प्रभाव कारण से पहले होगा।

इस बात पर जोर देना उचित है कि सापेक्षता के सिद्धांत का "सुपरल्यूमिनल निषेध" केवल भौतिक निकायों की गति और संकेतों के संचरण पर लगाया जाता है। कई स्थितियों में किसी भी गति से चलना संभव है, लेकिन यह अभौतिक वस्तुओं और संकेतों की गति होगी। उदाहरण के लिए, एक ही विमान में दो लंबे शासकों की कल्पना करें, जिनमें से एक क्षैतिज रूप से स्थित है, और दूसरा इसे एक छोटे कोण पर काटता है। यदि पहली पंक्ति को तेज गति से नीचे (तीर द्वारा इंगित दिशा में) ले जाया जाता है, तो रेखाओं के प्रतिच्छेदन बिंदु को मनमाने ढंग से तेजी से चलाने के लिए बनाया जा सकता है, लेकिन यह बिंदु भौतिक निकाय नहीं है। एक और उदाहरण: यदि आप एक टॉर्च लेते हैं (या, कहते हैं, एक लेजर जो एक संकीर्ण बीम देता है) और हवा में एक चाप का जल्दी से वर्णन करता है, तो प्रकाश स्थान की रैखिक गति दूरी के साथ बढ़ेगी और पर्याप्त रूप से बड़ी दूरी पर, सी से अधिक हो जाएगा। प्रकाश का स्थान बिंदु A और B के बीच अतिसूक्ष्म गति से गति करेगा, लेकिन यह A से B तक संकेत संचरण नहीं होगा, क्योंकि प्रकाश का ऐसा स्थान बिंदु A के बारे में कोई जानकारी नहीं रखता है।

ऐसा लगता है कि सुपरल्यूमिनल गति का प्रश्न हल हो गया है। लेकिन बीसवीं शताब्दी के 60 के दशक में, सैद्धांतिक भौतिकविदों ने सुपरल्यूमिनल कणों के अस्तित्व की परिकल्पना को सामने रखा, जिन्हें टैचियन कहा जाता है। ये बहुत ही अजीब कण हैं: वे सैद्धांतिक रूप से संभव हैं, लेकिन सापेक्षता के सिद्धांत के साथ विरोधाभासों से बचने के लिए, उन्हें एक काल्पनिक आराम द्रव्यमान सौंपा जाना था। भौतिक रूप से काल्पनिक द्रव्यमान मौजूद नहीं है, यह विशुद्ध रूप से गणितीय अमूर्तता है। हालांकि, इससे ज्यादा चिंता नहीं हुई, क्योंकि टैचियन आराम पर नहीं हो सकते हैं - वे मौजूद हैं (यदि वे मौजूद हैं!) केवल निर्वात में प्रकाश की गति से अधिक गति पर, और इस मामले में टैचियन का द्रव्यमान वास्तविक हो जाता है। यहां फोटॉन के साथ कुछ सादृश्य है: एक फोटॉन में शून्य आराम द्रव्यमान होता है, लेकिन इसका सीधा सा मतलब है कि फोटॉन आराम से नहीं हो सकता - प्रकाश को रोका नहीं जा सकता।

जैसा कि अपेक्षित था, सबसे कठिन काम था, कार्य-कारण के नियम के साथ टैचियन परिकल्पना को समेटना। इस दिशा में किए गए प्रयास, हालांकि वे काफी सरल थे, स्पष्ट सफलता नहीं मिली। कोई भी प्रायोगिक रूप से टैचियन को पंजीकृत करने में सक्षम नहीं है। नतीजतन, सुपरल्यूमिनल प्राथमिक कणों के रूप में टैक्योन में रुचि धीरे-धीरे दूर हो गई।

हालांकि, 60 के दशक में, प्रयोगात्मक रूप से एक घटना की खोज की गई, जिसने पहले भौतिकविदों को भ्रम में डाल दिया। यह ए.एन. ओरेव्स्की के लेख में विस्तार से वर्णित है "एम्पलीफाइंग मीडिया में सुपरल्यूमिनल वेव्स" (यूएफएन नंबर 12, 1998)। यहां हम इस मामले के सार को संक्षेप में प्रस्तुत करते हैं, विवरण में रुचि रखने वाले पाठक को उक्त लेख में संदर्भित करते हैं।

लेज़रों की खोज के तुरंत बाद - 60 के दशक की शुरुआत में - कम (1 ns = 10-9 s के क्रम की अवधि के साथ) उच्च-शक्ति प्रकाश दालों को प्राप्त करने की समस्या उत्पन्न हुई। ऐसा करने के लिए, एक ऑप्टिकल क्वांटम एम्पलीफायर के माध्यम से एक छोटी लेजर पल्स पारित की गई थी। एक बीम-विभाजन दर्पण द्वारा नाड़ी को दो भागों में विभाजित किया गया था। उनमें से एक, अधिक शक्तिशाली, एम्पलीफायर को भेजा गया था, और दूसरे को हवा में प्रचारित किया गया था और एक संदर्भ पल्स के रूप में कार्य किया गया था, जिसके साथ एम्पलीफायर के माध्यम से पारित नाड़ी की तुलना करना संभव था। दोनों दालों को फोटोडेटेक्टर को खिलाया गया था, और उनके आउटपुट सिग्नल ऑसिलोस्कोप स्क्रीन पर दृष्टिगत रूप से देखे जा सकते थे। यह अपेक्षा की जाती थी कि प्रवर्धक से गुजरने वाली प्रकाश स्पंद को सन्दर्भ पल्स की तुलना में इसमें कुछ विलंब का अनुभव होगा, अर्थात प्रवर्धक में प्रकाश प्रसार की गति हवा की तुलना में कम होगी। शोधकर्ताओं को क्या आश्चर्य हुआ जब उन्होंने पाया कि एम्पलीफायर के माध्यम से नाड़ी न केवल हवा से अधिक गति से फैलती है, बल्कि निर्वात में प्रकाश की गति से भी कई गुना अधिक होती है!

पहले झटके से उबरने के बाद, भौतिकविदों ने इस तरह के अप्रत्याशित परिणाम का कारण तलाशना शुरू किया। सापेक्षता के विशेष सिद्धांत के सिद्धांतों के बारे में किसी को थोड़ा भी संदेह नहीं था, और यही सही व्याख्या खोजने में मदद करता है: यदि एसआरटी के सिद्धांतों को संरक्षित किया जाता है, तो उत्तर प्रवर्धक माध्यम के गुणों में मांगा जाना चाहिए .

यहां विवरण में जाने के बिना, हम केवल यह इंगित करते हैं कि प्रवर्धक माध्यम की क्रिया के तंत्र के विस्तृत विश्लेषण ने स्थिति को पूरी तरह से स्पष्ट कर दिया है। बिंदु नाड़ी के प्रसार के दौरान फोटॉन की एकाग्रता को बदलना था - माध्यम के लाभ में परिवर्तन के कारण परिवर्तन ऋणात्मक माननाड़ी के पिछले भाग के पारित होने के दौरान, जब माध्यम पहले से ही ऊर्जा को अवशोषित कर रहा होता है, क्योंकि प्रकाश नाड़ी में स्थानांतरित होने के कारण इसका स्वयं का भंडार पहले ही उपयोग किया जा चुका है। अवशोषण में वृद्धि नहीं होती है, बल्कि आवेग में कमी होती है, और इस प्रकार आवेग सामने से मजबूत होता है और इसके पीछे कमजोर होता है। आइए कल्पना करें कि हम एक एम्पलीफायर के माध्यम में प्रकाश की गति से चलने वाले उपकरण की मदद से नाड़ी का निरीक्षण करते हैं। यदि माध्यम पारदर्शी होता, तो हम गतिहीनता में एक आवेग को जमे हुए देखते। जिस माध्यम में ऊपर वर्णित प्रक्रिया होती है, अग्रणी किनारे का मजबूत होना और नाड़ी के अनुगामी किनारे का कमजोर होना प्रेक्षक को इस तरह दिखाई देगा कि माध्यम, जैसा कि था, ने नाड़ी को आगे बढ़ाया है . लेकिन चूँकि युक्ति (पर्यवेक्षक) प्रकाश की गति से चलती है, और आवेग उससे आगे निकल जाता है, तो आवेग की गति प्रकाश की गति से अधिक हो जाती है! यह वह प्रभाव है जो प्रयोगकर्ताओं द्वारा दर्ज किया गया था। और यहां वास्तव में सापेक्षता के सिद्धांत के साथ कोई विरोधाभास नहीं है: यह सिर्फ इतना है कि प्रवर्धन प्रक्रिया ऐसी है कि पहले बाहर आने वाले फोटॉनों की एकाग्रता बाद में बाहर आने वालों की तुलना में अधिक हो जाती है। यह फोटॉन नहीं है जो सुपरल्यूमिनल गति के साथ चलता है, लेकिन नाड़ी का लिफाफा, विशेष रूप से इसकी अधिकतम, जो ऑसिलोस्कोप पर देखा जाता है।

इस प्रकार, जबकि सामान्य मीडिया में हमेशा प्रकाश का कमजोर होना और उसकी गति में कमी होती है, जो अपवर्तक सूचकांक द्वारा निर्धारित होती है, सक्रिय लेजर मीडिया में, न केवल प्रकाश का प्रवर्धन देखा जाता है, बल्कि सुपरल्यूमिनल गति के साथ एक नाड़ी का प्रसार भी होता है।

कुछ भौतिकविदों ने प्रयोगात्मक रूप से सुरंग प्रभाव में अतिसूक्ष्म गति की उपस्थिति को सिद्ध करने का प्रयास किया है, जो सबसे अधिक में से एक है अद्भुत घटनाक्वांटम यांत्रिकी में। यह प्रभाव इस तथ्य में निहित है कि एक माइक्रोपार्टिकल (अधिक सटीक रूप से, एक माइक्रोऑब्जेक्ट, में .) अलग-अलग स्थितियांएक कण के गुणों और एक लहर के गुणों दोनों का प्रदर्शन) तथाकथित संभावित बाधा को भेदने में सक्षम है - एक ऐसी घटना जो शास्त्रीय यांत्रिकी में पूरी तरह से असंभव है (जिसमें निम्नलिखित स्थिति समान होगी: एक दीवार पर फेंकी गई गेंद दीवार के दूसरी तरफ होगा, या दीवार से बंधी एक लहर जैसी गति को दूसरी तरफ की दीवार से बंधी रस्सी पर पारित किया जाएगा)। क्वांटम यांत्रिकी में सुरंग प्रभाव का सार इस प्रकार है। यदि एक निश्चित ऊर्जा के साथ एक सूक्ष्म वस्तु अपने रास्ते में सूक्ष्म वस्तु की ऊर्जा से अधिक संभावित ऊर्जा वाले क्षेत्र का सामना करती है, तो यह क्षेत्र उसके लिए एक बाधा है, जिसकी ऊंचाई ऊर्जा अंतर से निर्धारित होती है। लेकिन सूक्ष्म वस्तु बाधा के माध्यम से "लीक" करती है! यह संभावना उन्हें प्रसिद्ध हाइजेनबर्ग अनिश्चितता संबंध द्वारा दी गई है, जो ऊर्जा और बातचीत के समय के लिए लिखी गई है। यदि बाधा के साथ सूक्ष्म वस्तु की बातचीत पर्याप्त निश्चित समय के लिए होती है, तो सूक्ष्म वस्तु की ऊर्जा, इसके विपरीत, अनिश्चितता की विशेषता होगी, और यदि यह अनिश्चितता बाधा ऊंचाई के क्रम की है, तब उत्तरार्द्ध सूक्ष्म वस्तु के लिए एक दुर्गम बाधा नहीं रह जाता है। यह संभावित बाधा के माध्यम से प्रवेश की दर है जो कई भौतिकविदों द्वारा शोध का विषय बन गया है, जो मानते हैं कि यह सी से अधिक हो सकता है।

जून 1998 में, कोलोन में सुपरल्यूमिनल गतियों की समस्याओं पर एक अंतरराष्ट्रीय संगोष्ठी आयोजित की गई थी, जहां बर्कले, वियना, कोलोन और फ्लोरेंस में चार प्रयोगशालाओं में प्राप्त परिणामों पर चर्चा की गई थी।

और अंत में, 2000 में, दो नए प्रयोग किए गए जिनमें सुपरल्यूमिनल प्रसार के प्रभाव दिखाई दिए। उनमें से एक लिजुन वोंग द्वारा कर्मचारियों के साथ किया गया था अनुसंधान संस्थानप्रिंसटन (यूएसए) में। उसका परिणाम यह होता है कि सीज़ियम वाष्प से भरे कक्ष में प्रवेश करने वाली एक हल्की स्पंद इसकी गति को 300 गुना बढ़ा देती है। यह पता चला कि नाड़ी का मुख्य भाग कक्ष की दूर की दीवार को छोड़ देता है, इससे पहले कि पल्स सामने की दीवार के माध्यम से कक्ष में प्रवेश करती है। ऐसी स्थिति न केवल सामान्य ज्ञान, बल्कि, संक्षेप में, सापेक्षता के सिद्धांत का भी खंडन करती है।

एल वोंग की रिपोर्ट ने भौतिकविदों के बीच गहन चर्चा को उकसाया, जिनमें से अधिकांश परिणामों में सापेक्षता के सिद्धांतों का उल्लंघन प्राप्त करने के लिए इच्छुक नहीं हैं। उनका मानना ​​है कि चुनौती इस प्रयोग को सही ढंग से समझाने की है।

एल वोंग के प्रयोग में, सीज़ियम वाष्प के साथ कक्ष में प्रवेश करने वाली प्रकाश नाड़ी की अवधि लगभग 3 μs थी। सीज़ियम परमाणु सोलह संभावित क्वांटम यांत्रिक अवस्थाओं में हो सकते हैं जिन्हें "ग्राउंड स्टेट हाइपरफाइन मैग्नेटिक सबलेवल" कहा जाता है। ऑप्टिकल लेजर पंपिंग का उपयोग करते हुए, लगभग सभी परमाणुओं को इन सोलह अवस्थाओं में से केवल एक में लाया गया था, जो लगभग के अनुरूप था परम शुन्यकेल्विन पैमाने पर तापमान (-273.15 डिग्री सेल्सियस)। सीज़ियम चैम्बर की लंबाई 6 सेंटीमीटर थी। निर्वात में प्रकाश 0.2 ns में 6 सेंटीमीटर की यात्रा करता है। जैसा कि माप से पता चला है, प्रकाश नाड़ी निर्वात की तुलना में 62 एनएस कम समय में सीज़ियम के साथ कक्ष से होकर गुजरी। दूसरे शब्दों में, एक सीज़ियम माध्यम के माध्यम से एक नाड़ी के पारगमन समय में "शून्य" चिन्ह होता है! दरअसल, अगर हम 0.2 एनएस से 62 एनएस घटाते हैं, तो हमें "ऋणात्मक" समय मिलता है। माध्यम में यह "नकारात्मक देरी" - एक समझ से बाहर समय कूद - उस समय के बराबर है जिसके दौरान नाड़ी 310 को निर्वात में कक्ष से गुजरती है। इस "समय के उलट" का परिणाम यह था कि कक्ष छोड़ने वाला आवेग कक्ष की निकट दीवार तक आने वाले आवेग तक पहुंचने से पहले 19 मीटर दूर जाने में कामयाब रहा। ऐसी अविश्वसनीय स्थिति को कैसे समझाया जा सकता है (जब तक, निश्चित रूप से, प्रयोग की शुद्धता के बारे में कोई संदेह नहीं है)?

जो चर्चा सामने आई है, उसे देखते हुए, एक सटीक स्पष्टीकरण अभी तक नहीं मिला है, लेकिन इसमें कोई संदेह नहीं है कि माध्यम के असामान्य फैलाव गुण यहां एक भूमिका निभाते हैं: सीज़ियम वाष्प, जिसमें लेजर प्रकाश द्वारा उत्तेजित परमाणु शामिल हैं, एक माध्यम है विषम फैलाव। आइए संक्षेप में याद करें कि यह क्या है।

किसी पदार्थ का फैलाव प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर चरण (सामान्य) अपवर्तक सूचकांक n की निर्भरता है। सामान्य फैलाव के साथ, तरंग दैर्ध्य घटने के साथ अपवर्तक सूचकांक बढ़ता है, और कांच, पानी, हवा और प्रकाश के लिए पारदर्शी अन्य सभी पदार्थों में ऐसा ही होता है। उन पदार्थों में जो प्रकाश को दृढ़ता से अवशोषित करते हैं, अपवर्तक सूचकांक तरंग दैर्ध्य में परिवर्तन के साथ उलट जाता है और बहुत तेज हो जाता है: एल में कमी (आवृत्ति डब्ल्यू में वृद्धि) के साथ, अपवर्तक सूचकांक तेजी से कम हो जाता है और तरंग दैर्ध्य की एक निश्चित सीमा में कम हो जाता है एकता की तुलना में (चरण वेग Vf> s)। यह विषम फैलाव है, जिसमें किसी पदार्थ में प्रकाश के प्रसार का पैटर्न मौलिक रूप से बदल जाता है। समूह वेग Vgr तरंगों के चरण वेग से अधिक हो जाता है और निर्वात में प्रकाश की गति को पार कर सकता है (और नकारात्मक भी हो सकता है)। एल वोंग इस परिस्थिति को अपने प्रयोग के परिणामों की व्याख्या करने की संभावना के कारण के रूप में इंगित करता है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि स्थिति Vgr> c विशुद्ध रूप से औपचारिक है, क्योंकि समूह वेग की अवधारणा छोटे (सामान्य) फैलाव के मामले में पारदर्शी मीडिया के लिए पेश की गई थी, जब तरंगों का एक समूह लगभग अपना आकार नहीं बदलता है। प्रसार। विषम फैलाव वाले क्षेत्रों में, हालांकि, प्रकाश नाड़ी तेजी से विकृत हो जाती है और समूह वेग की अवधारणा अपना अर्थ खो देती है; इस मामले में, सिग्नल वेग और ऊर्जा प्रसार वेग की अवधारणाएं पेश की जाती हैं, जो पारदर्शी मीडिया में समूह वेग के साथ मेल खाती हैं, जबकि मीडिया में अवशोषण के साथ वे निर्वात में प्रकाश की गति से कम रहते हैं। लेकिन यहाँ वोंग के प्रयोग के बारे में दिलचस्प क्या है: एक प्रकाश नाड़ी, एक माध्यम से विषम फैलाव के साथ गुजरती है, विकृत नहीं होती है - यह अपने आकार को बिल्कुल बरकरार रखती है! और यह इस धारणा से मेल खाती है कि आवेग समूह वेग के साथ फैलता है। लेकिन अगर ऐसा है, तो पता चलता है कि माध्यम में कोई अवशोषण नहीं है, हालांकि माध्यम का विषम फैलाव अवशोषण के कारण होता है! वोंग स्वयं, यह मानते हुए कि बहुत कुछ अस्पष्ट है, उनका मानना ​​​​है कि उनके प्रयोगात्मक सेटअप में क्या हो रहा है, इसे पहले सन्निकटन के रूप में स्पष्ट रूप से समझाया जा सकता है।

एक प्रकाश नाड़ी में विभिन्न तरंग दैर्ध्य (आवृत्तियों) वाले कई घटक होते हैं। आंकड़ा इनमें से तीन घटकों (लहरों 1-3) को दर्शाता है। किसी बिंदु पर, तीनों तरंगें चरण में होती हैं (उनकी मैक्सिमा मेल खाती है); यहां वे जोड़ते हैं, एक दूसरे को सुदृढ़ करते हैं और एक आवेग बनाते हैं। जैसे-जैसे तरंगें अंतरिक्ष में आगे बढ़ती हैं, वे चरण से बाहर हो जाती हैं और इस प्रकार एक दूसरे को "बुझा" देती हैं।

विषम फैलाव के क्षेत्र में (सीज़ियम सेल के अंदर), जो तरंग छोटी थी (लहर 1) लंबी हो जाती है। इसके विपरीत, जो तरंग तीनों में सबसे लंबी थी (लहर 3) सबसे छोटी हो जाती है।

नतीजतन, तरंगों के चरण भी उसी के अनुसार बदलते हैं। जब तरंगें सीज़ियम सेल से होकर गुज़रती हैं, तो उनके तरंगाग्र बहाल हो जाते हैं। विषम फैलाव वाले पदार्थ में एक असामान्य चरण मॉडुलन से गुजरने के बाद, तीन मानी जाने वाली तरंगें फिर से किसी बिंदु पर खुद को चरण में पाती हैं। यहां वे फिर से जुड़ते हैं और ठीक उसी आकार की एक नाड़ी बनाते हैं जो सीज़ियम माध्यम में प्रवेश करती है।

आमतौर पर हवा में, और वास्तव में किसी भी सामान्य रूप से फैलने वाले पारदर्शी माध्यम में, एक प्रकाश नाड़ी अपने आकार को सटीक रूप से बनाए नहीं रख सकती है, जब एक दूरस्थ दूरी पर प्रसार होता है, अर्थात, इसके सभी घटक प्रसार पथ के साथ किसी भी दूरस्थ बिंदु पर चरण में नहीं हो सकते हैं। और सामान्य परिस्थितियों में, ऐसे दूरस्थ बिंदु पर एक हल्की नाड़ी कुछ समय बाद दिखाई देती है। हालाँकि, प्रयोग में प्रयुक्त माध्यम के विषम गुणों के कारण, दूरस्थ बिंदु पर नाड़ी उसी तरह से चरणबद्ध निकली, जैसे इस माध्यम में प्रवेश करते समय। इस प्रकार, प्रकाश नाड़ी ऐसा व्यवहार करती है जैसे कि एक दूरस्थ बिंदु के रास्ते में उसके पास नकारात्मक समय की देरी थी, अर्थात, वह बाद में नहीं, बल्कि माध्यम से गुजरने से पहले उस पर पहुंच गई होगी!

अधिकांश भौतिक विज्ञानी इस परिणाम को कक्ष के फैलाव माध्यम में कम-तीव्रता वाले अग्रदूत की उपस्थिति के साथ जोड़ते हैं। तथ्य यह है कि नाड़ी के वर्णक्रमीय अपघटन में, स्पेक्ट्रम में नगण्य आयाम के साथ मनमाने ढंग से उच्च आवृत्तियों के घटक होते हैं, तथाकथित अग्रदूत, जो नाड़ी के "मुख्य भाग" से आगे जाता है। स्थापना की प्रकृति और अग्रदूत का रूप माध्यम में फैलाव कानून पर निर्भर करता है। इसे ध्यान में रखते हुए, वोंग के प्रयोग में घटनाओं के क्रम को निम्नानुसार व्याख्या करने का प्रस्ताव है। आने वाली लहर, अपने सामने अग्रदूत को "खींचती" कैमरे के पास आती है। आने वाली लहर की चोटी कक्ष की निकट दीवार से टकराने से पहले, अग्रदूत कक्ष में एक नाड़ी की उपस्थिति की शुरुआत करता है, जो दूर की दीवार तक पहुंचता है और इससे परिलक्षित होता है, जिससे "रिवर्स वेव" बनता है। यह तरंग c से 300 गुना तेजी से फैलती है, निकट की दीवार तक पहुँचती है और आने वाली लहर से मिलती है। एक लहर की चोटियाँ दूसरी लहर के कुंडों से मिलती हैं ताकि वे एक दूसरे को रद्द कर दें और कुछ भी न बचे। यह पता चला है कि आने वाली लहर सीज़ियम परमाणुओं को "ऋण लौटाती है", जिसने कक्ष के दूसरे छोर पर इसे "उधार" लिया। जो कोई भी प्रयोग के केवल शुरुआत और अंत को देखता है, उसे केवल प्रकाश की एक स्पंद दिखाई देगी जो समय के साथ "कूद" जाती है, c से तेज चलती है।

एल. वोंग का मानना ​​है कि उनका प्रयोग सापेक्षता के सिद्धांत के अनुरूप नहीं है। उनका मानना ​​​​है कि सुपरल्यूमिनल गति की अप्राप्यता के बारे में बयान केवल आराम द्रव्यमान वाली वस्तुओं पर लागू होता है। प्रकाश का प्रतिनिधित्व या तो तरंगों के रूप में किया जा सकता है, जिसके लिए द्रव्यमान की अवधारणा आम तौर पर अनुपयुक्त होती है, या बाकी द्रव्यमान वाले फोटॉन के रूप में, जैसा कि ज्ञात है, शून्य के बराबर है। इसलिए, वोंग के अनुसार, निर्वात में प्रकाश की गति सीमा नहीं है। हालांकि, वोंग मानते हैं कि उन्होंने जो प्रभाव खोजा है, वह सी की तुलना में तेजी से सूचना प्रसारित करना असंभव बनाता है।

संयुक्त राज्य अमेरिका में लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी के भौतिक विज्ञानी पी. मिलोनी कहते हैं, "यहां जानकारी पहले से ही आवेग के अग्रणी किनारे में निहित है।"

अधिकांश भौतिकविदों का मानना ​​​​है कि नया काम मौलिक सिद्धांतों को कुचलने वाला नहीं है। लेकिन सभी भौतिक विज्ञानी यह नहीं मानते कि समस्या सुलझ गई है। 2000 में एक और दिलचस्प प्रयोग करने वाले इतालवी शोध समूह के प्रोफेसर ए. रानफाग्नि का कहना है कि यह सवाल अभी भी खुला है। डेनियल मुगनाई, एनेडियो रैनफाग्नि और रोक्को रग्गेरी द्वारा किए गए इस प्रयोग में पाया गया कि सेंटीमीटर-वेव रेडियो तरंगें सामान्य हवा में c की तुलना में 25% तेज गति से फैलती हैं।

संक्षेप में, हम निम्नलिखित कह सकते हैं।

हाल के वर्षों के कार्यों से पता चलता है कि कुछ शर्तों के तहत, सुपरल्यूमिनल गति वास्तव में हो सकती है। लेकिन वास्तव में सुपरल्यूमिनल गति से क्या चल रहा है? सापेक्षता का सिद्धांत, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, भौतिक निकायों और सूचनाओं को ले जाने वाले संकेतों के लिए ऐसी गति को रोकता है। फिर भी, कुछ शोधकर्ता विशेष रूप से संकेतों के लिए प्रकाश अवरोध पर काबू पाने के अपने प्रयासों में बहुत दृढ़ हैं। इसका कारण इस तथ्य में निहित है कि सापेक्षता के विशेष सिद्धांत में c से अधिक गति से संकेतों को प्रसारित करने की असंभवता के लिए कोई कठोर गणितीय औचित्य (एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए मैक्सवेल के समीकरणों पर आधारित) नहीं है। एसआरटी में ऐसी असंभवता स्थापित की जाती है, कोई कह सकता है, विशुद्ध रूप से अंकगणितीय रूप से, आइंस्टीन के वेग जोड़ने के फार्मूले के आधार पर, लेकिन मौलिक रूप से यह कार्य-कारण के सिद्धांत द्वारा पुष्टि की जाती है। आइंस्टीन ने खुद सुपरल्यूमिनल सिग्नल ट्रांसमिशन के सवाल पर विचार करते हुए लिखा था कि इस मामले में "... हम एक सिग्नल ट्रांसमिशन तंत्र पर विचार करने के लिए मजबूर हैं, जिसका उपयोग करते समय प्राप्त कार्रवाई कारण से पहले होती है। लेकिन, हालांकि यह परिणाम विशुद्ध रूप से तार्किक है। मेरी राय में, दृष्टिकोण में कोई विरोधाभास नहीं है, फिर भी यह हमारे सभी अनुभव के चरित्र को इस हद तक विरोधाभासी करता है कि धारणा वी> सी की असंभवता पर्याप्त साबित होती है। कार्य-कारण का सिद्धांत वह आधारशिला है जो सुपरल्यूमिनल सिग्नलिंग की असंभवता को रेखांकित करता है। और, जाहिरा तौर पर, सुपरल्यूमिनल सिग्नल की सभी खोजें, बिना किसी अपवाद के, इस पत्थर पर ठोकर खाएगी, चाहे प्रयोगकर्ता कितने भी ऐसे संकेतों का पता लगाना चाहें, क्योंकि यह हमारी दुनिया की प्रकृति है।

लेकिन फिर भी, आइए कल्पना करें कि सापेक्षता का गणित अभी भी सुपरल्यूमिनल गति से काम करेगा। इसका मतलब यह है कि सैद्धांतिक रूप से हम अभी भी पता लगा सकते हैं कि क्या होगा यदि शरीर प्रकाश की गति से अधिक हो जाए।

कल्पना कीजिए कि दो अंतरिक्ष यान पृथ्वी से एक तारे की ओर बढ़ रहे हैं जो हमारे ग्रह से 100 प्रकाश वर्ष दूर है। पहला जहाज प्रकाश की गति से 50% पृथ्वी को छोड़ता है, इसलिए इस यात्रा को पूरा करने में 200 साल लगेंगे। दूसरा जहाज, एक काल्पनिक ताना ड्राइव से लैस, प्रकाश की गति से 200% पर प्रस्थान करेगा, लेकिन पहले के 100 साल बाद। क्या होगा?

सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, सही उत्तर काफी हद तक पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण पर निर्भर करता है। पृथ्वी से, ऐसा प्रतीत होगा कि पहला जहाज दूसरे जहाज से आगे निकलने से पहले ही काफी दूरी तय कर चुका है, जो चार गुना तेजी से आगे बढ़ रहा है। लेकिन पहले जहाज पर सवार लोगों के नजरिए से सब कुछ थोड़ा अलग है।

जहाज #2 प्रकाश की तुलना में तेजी से आगे बढ़ रहा है, जिसका अर्थ है कि यह अपने द्वारा उत्सर्जित प्रकाश से भी आगे निकल सकता है। यह एक प्रकार की "प्रकाश तरंग" की ओर ले जाता है (ध्वनि के अनुरूप, केवल प्रकाश तरंगें वायु कंपन के बजाय यहां कंपन करती हैं), जो कई दिलचस्प प्रभावों को जन्म देती है। याद रखें कि जहाज #2 से प्रकाश जहाज की तुलना में धीमी गति से चलता है। परिणाम एक दृश्य दोहरीकरण होगा। दूसरे शब्दों में, सबसे पहले जहाज # 1 का चालक दल यह देखेगा कि दूसरा जहाज उनके बगल में दिखाई दे रहा है जैसे कि कहीं से भी नहीं। फिर, दूसरे जहाज से प्रकाश थोड़ी देरी से पहले जहाज तक पहुंच जाएगा, और परिणाम एक दृश्यमान प्रतिलिपि होगी जो उसी दिशा में थोड़ी सी अंतराल के साथ आगे बढ़ेगी।

कुछ ऐसा ही देखने को मिलता है कंप्यूटर गेम, जब, सिस्टम की विफलता के परिणामस्वरूप, इंजन मॉडल और उसके एल्गोरिदम को आंदोलन के अंतिम बिंदु पर तेजी से लोड करता है, तो आंदोलन एनीमेशन स्वयं समाप्त हो जाता है, जिससे कि कई बार होता है। शायद यही कारण है कि हमारी चेतना ब्रह्मांड के उस काल्पनिक पहलू को नहीं समझती है जिसमें शरीर सुपरल्यूमिनल गति से चलते हैं - शायद यह सबसे अच्छे के लिए है।

पी.एस. ... लेकिन पिछले उदाहरण में, मुझे कुछ समझ नहीं आया, जहाज की वास्तविक स्थिति "इसके द्वारा उत्सर्जित प्रकाश" से क्यों जुड़ी है? खैर, भले ही वे उसे किसी तरह गलत जगह पर देखेंगे, लेकिन वास्तव में वह पहले जहाज से आगे निकल जाएगा!

सूत्रों का कहना है

सापेक्षता का सिद्धांत अपने विरोधाभासों से मोहित करता है। हम सभी जुड़वां बच्चों के बारे में जानते हैं, एक लंबे विमान को एक छोटे से बॉक्स में फिट करने में सक्षम होने के बारे में। आज, हर स्कूल स्नातक इन क्लासिक पहेलियों के उत्तर जानता है, और भौतिकी के छात्र और भी अधिक मानते हैं कि सापेक्षता के विशेष सिद्धांत में उनके लिए कोई रहस्य नहीं बचा है।

सब कुछ ठीक होगा अगर यह निराशाजनक परिस्थिति के लिए नहीं था - सुपरल्यूमिनल गति की असंभवता। क्या यह और तेज़ नहीं हो सकता? मैंने एक बच्चे के रूप में सोचा। और शायद यह संभव है ?! इसलिए, मैं आपको एक सत्र में आमंत्रित करता हूं, मुझे नहीं पता, काले या सफेद जादू का नाम अल्बर्ट आइंस्टीन के नाम पर रखा गया है, जिसके अंत में एक प्रदर्शन है। हालाँकि, जिन्हें यह पर्याप्त नहीं लगता, उनके लिए मैंने एक पहेली भी तैयार की है।

यूपीडी: एक दिन बाद मैं निर्णय प्रकाशित करता हूं। बहुत सारे सूत्र पाठ, अंत में रेखांकन।

अल्फा सेंटौरी के लिए

मैं आपको हमारे इंटरस्टेलर स्पेसशिप में अपनी सीट लेने के लिए आमंत्रित करता हूं, जो अल्फा सेंटौरी की ओर जा रहा है। मार्ग के अंतिम बिंदु से हम 4 प्रकाश वर्ष अलग हो जाते हैं। ध्यान दें, हम इंजन शुरू करते हैं। जाओ! यात्रियों की सुविधा के लिए, हमारे कप्तान ने जोर लगाया ताकि हम परिमाण के साथ गति कर सकें और पृथ्वी पर हमारे लिए परिचित गुरुत्वाकर्षण बल को महसूस कर सकें।

यहां हम पहले से ही शालीनता से गति कर चुके हैं, यहां तक ​​कि प्रकाश की आधी गति तक भी। आइए एक साधारण सा प्रश्न पूछें: हम अपने स्वयं के (जहाज के) संदर्भ के फ्रेम में अल्फा सेंटौरी से किस गति से संपर्क करेंगे। ऐसा लगता है कि सब कुछ सरल है, अगर हम पृथ्वी और अल्फा सेंटौरी के संदर्भ के एक निश्चित फ्रेम में गति से उड़ रहे हैं, तो हमारे दृष्टिकोण से हम लक्ष्य की गति के साथ पहुंच रहे हैं।

जिसने भी पकड़ को महसूस किया है वह बिल्कुल सही है। जवाब गलत है! यहां एक स्पष्टीकरण देना आवश्यक है, अल्फा सेंटौरी के दृष्टिकोण की गति के तहत, मैं शेष दूरी में परिवर्तन को उस समय की अवधि से विभाजित करता हूं, जिसके दौरान ऐसा परिवर्तन हुआ था। सब कुछ, निश्चित रूप से, अंतरिक्ष यान से जुड़े हमारे संदर्भ के फ्रेम में मापा जाता है।

यहां हमें लंबाई के लोरेंत्ज़ संकुचन के बारे में याद रखना चाहिए। आखिरकार, प्रकाश की गति से आधी गति करने के बाद, हम पाएंगे कि हमारे आंदोलन की दिशा में पैमाना सिकुड़ गया है। मैं आपको सूत्र याद दिलाता हूं:

और अब, अगर प्रकाश की आधी गति से हम पृथ्वी से अल्फा सेंटौरी की दूरी को मापते हैं, तो हमें 4 sv नहीं मिला। वर्ष, लेकिन केवल 3.46 प्रकाश वर्ष।

यह पता चला है कि केवल इस तथ्य के कारण कि हमने यात्रा के अंतिम बिंदु तक की दूरी को लगभग 0.54 प्रकाश वर्ष कम कर दिया है। और अगर हम न केवल उच्च गति से आगे बढ़ते हैं, बल्कि गति भी बढ़ाते हैं, तो समय के संबंध में स्केल फैक्टर का व्युत्पन्न होगा, जो वास्तव में, दृष्टिकोण की गति और प्लस टू भी है।

इस प्रकार, हमारे सामान्य के अलावा, मैं कहूंगा कि शास्त्रीय, गति, एक और शब्द जोड़ा जाता है - शेष पथ की लंबाई में एक गतिशील कमी, जो तब होता है जब और केवल एक गैर-शून्य त्वरण होता है। अच्छा, चलो एक पेंसिल लेते हैं और गिनते हैं।

और जो लोग गणनाओं का पालन करने के लिए बहुत आलसी हैं, वे स्पॉइलर के दूसरी तरफ मिलते हैं

जहाज के कप्तान के शासक के अनुसार तारे से वर्तमान दूरी, - वार्डरूम में घड़ी पर समय, - गति।

पहले से ही यहां हम देखते हैं कि पहला आंशिक व्युत्पन्न गति है, जैसे ही हम अल्फा सेंटौरी के करीब पहुंच रहे हैं, एक ऋण चिह्न के साथ गति। लेकिन दूसरा कार्यकाल बहुत ही कैच है, जिसके बारे में मुझे संदेह है, सभी ने इसके बारे में नहीं सोचा था।

दूसरे पद में वेग का समय अवकलज ज्ञात करने के लिए सावधान रहना चाहिए, क्योंकि हम संदर्भ के एक गतिशील फ्रेम में हैं। उंगलियों पर इसकी गणना करने का सबसे आसान तरीका सापेक्ष वेग जोड़ने के सूत्र से है। समय के क्षण में हम गति से चलते हैं, और एक निश्चित अवधि के बाद हमने अपनी गति बढ़ा दी है। सापेक्षता के सिद्धांत के सूत्र के अनुसार परिणामी गति होगी

अब हम (2) और (3) को एक साथ रखते हैं, और (3) का अवकलज अवश्य लिया जाना चाहिए, क्योंकि हम छोटे वेतन वृद्धि पर विचार करते हैं।

अंतिम सूत्र की प्रशंसा करें

वह अद्भुत है! यदि पहला पद - गति - प्रकाश की गति से सीमित है, तो दूसरा पद किसी भी चीज से सीमित नहीं है! अधिक लें और ... दूसरा कार्यकाल आसानी से पार हो सकता है।

मुझे क्षमा कीजिये, क्या! कुछ विश्वास नहीं करेंगे।
"हाँ, हाँ, यह सही है," मैं जवाब देता हूँ। - यह प्रकाश की गति से अधिक, प्रकाश की दो गति से अधिक, प्रकाश की 10 गति से अधिक हो सकती है। आर्किमिडीज की व्याख्या करने के लिए, मैं कह सकता हूं: "मुझे सही दे दो, और मैं तुम्हें उतनी ही गति प्रदान करूंगा जितना तुम चाहो।"

खैर, आइए संख्याओं को प्रतिस्थापित करें, यह हमेशा संख्याओं के साथ अधिक दिलचस्प होता है। जैसा कि हमें याद है, कप्तान ने त्वरण निर्धारित किया है, और गति पहले ही पहुंच चुकी है। तब हम पाते हैं कि एक प्रकाश वर्ष में हमारी पहुंच गति प्रकाश की गति के बराबर होगी। यदि हम प्रकाश वर्ष प्रतिस्थापित करें, तो

शब्दों में: "तीन पूरे, प्रकाश की गति का तीन दसवां हिस्सा।"

हमें आश्चर्य होता रहता है

आइए सूत्र (5) पर करीब से नज़र डालें। आखिरकार, किसी सापेक्षतावादी अंतरिक्ष यान में प्रवेश करना आवश्यक नहीं है। गति और त्वरण दोनों ही काफी छोटे हो सकते हैं। यह सब जादू के बारे में है। बस उसके बारे मै सोच रहा था!

तो मैं कार में चढ़ गया और गैस पर चढ़ गया। मेरे पास गति और त्वरण है। और इसी क्षण, मैं गारंटी दे सकता हूं कि मुझसे लगभग सौ या दो मिलियन प्रकाश-वर्ष आगे कहीं ऐसी वस्तुएं हैं जो अब प्रकाश से भी तेजी से मेरे पास आ रही हैं। सरलता के लिए, मैंने अभी तक सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की कक्षा की गति और आकाशगंगा के केंद्र के चारों ओर सूर्य की गति को ध्यान में नहीं रखा है। उन्हें ध्यान में रखते हुए, दृष्टिकोण की सुपरल्यूमिनल गति वाली वस्तुएं पहले से ही काफी करीब होंगी - ब्रह्माण्ड संबंधी पैमाने पर नहीं, बल्कि हमारी गैलेक्सी की परिधि पर कहीं।

यह पता चला है कि अनैच्छिक रूप से, यहां तक ​​​​कि न्यूनतम त्वरण के साथ, उदाहरण के लिए, एक कुर्सी से उठकर, हम सुपरल्यूमिनल आंदोलन में भाग लेते हैं।

हम अभी भी हैरान हैं

सूत्र (5) को बहुत बारीकी से देखें। आइए अल्फा सेंटौरी के दृष्टिकोण की गति का पता न लगाएं, बल्कि पृथ्वी से हटाने की गति का पता लगाएं। उदाहरण के लिए, लक्ष्य के आधे रास्ते के साथ, हम पा सकते हैं कि पृथ्वी और अल्फा सेंटौरी दोनों हमारे पास आ रहे हैं। आश्चर्य से उबरने के बाद, निश्चित रूप से, कोई अनुमान लगा सकता है कि इसका कारण लंबाई में कमी है, जो न केवल आगे, बल्कि पीछे भी काम करता है। अंतरिक्ष यान के स्टर्न के पीछे का स्थान हमारे शुरुआती बिंदु से दूर उड़ने की तुलना में तेजी से सिकुड़ रहा है।

एक और आश्चर्यजनक प्रभाव को समझना आसान है। आखिरकार, यह त्वरण की दिशा बदलने के लायक है, क्योंकि दूसरा पद (5) तुरंत संकेत बदल देगा। वे। दृष्टिकोण गति आसानी से शून्य या नकारात्मक भी हो सकती है। हालांकि हमारी सामान्य गति अभी भी अल्फा सेंटौरी की ओर निर्देशित होगी।

संसर्ग

मुझे आशा है कि मैंने आपको काफी भ्रमित किया है। ऐसा कैसे, हमें सिखाया गया कि प्रकाश की गति अधिकतम होती है! आप प्रकाश की गति से तेज किसी भी चीज तक नहीं पहुंच सकते! लेकिन यहां किसी भी सापेक्षतावादी कानून की कहावत पर ध्यान देने योग्य है। यह किसी भी पाठ्यपुस्तक में है, लेकिन ऐसा लगता है कि यह केवल शब्दों को अव्यवस्थित करता है, हालाँकि यह इसमें है कि सभी "नमक"। यह कहावत कहती है कि विशेष सापेक्षता के सिद्धांत "संदर्भ के एक जड़त्वीय फ्रेम में" काम करते हैं।

संदर्भ के एक गैर-जड़त्वीय फ्रेम में, आइंस्टीन हमें कुछ भी गारंटी नहीं देता है। तो यह जाता है!

वही बात, थोड़ी अधिक विस्तृत और थोड़ी अधिक जटिल

सूत्र (5) में दूरी होती है। जब यह शून्य के बराबर हो, अर्थात्। जब हम आस-पास की वस्तुओं के सापेक्ष स्थानीय रूप से गति निर्धारित करने का प्रयास करते हैं, तो केवल पहला शब्द रहता है, जो निश्चित रूप से प्रकाश की गति से अधिक नहीं होता है। कोई बात नहीं। और केवल बड़ी दूरी पर, अर्थात्। स्थानीय स्तर पर नहीं, हम सुपरल्यूमिनल गति प्राप्त कर सकते हैं।

यह कहा जाना चाहिए कि, आम तौर पर बोलना, एक दूसरे से दूर की वस्तुओं का सापेक्ष वेग एक खराब परिभाषित अवधारणा है। संदर्भ के त्वरित फ्रेम में हमारा फ्लैट स्पेस-टाइम घुमावदार दिखता है। यह प्रसिद्ध "आइंस्टीन लिफ्ट" है जो गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के बराबर है। और वक्र स्थान में दो सदिश राशियों की तुलना केवल तभी करना सही है जब वे एक ही बिंदु पर हों (संबंधित वेक्टर बंडल से एक ही स्पर्शरेखा स्थान में)।

सुपरल्यूमिनल गति के हमारे विरोधाभास के बारे में बोलते हुए, कोई अलग तरीके से बहस कर सकता है, मैं समग्र रूप से कहूंगा। आखिरकार, अल्फा सेंटौरी की सापेक्ष यात्रा में अंतरिक्ष यात्री के अपने घंटों के अनुसार 4 साल से भी कम समय लगेगा, इसलिए, प्रारंभिक दूरी को खर्च से विभाजित करना खुद का समय, हमें प्रकाश की गति से अधिक प्रभावी गति मिलती है। दरअसल, यह जुड़वा बच्चों का एक ही विरोधाभास है। जो कोई भी सहज है वह इस तरह से सुपरल्यूमिनल मूवमेंट को समझ सकता है।

यह पूरी बात है। आपका कप्तान स्पष्ट।

और अंत में, मैं तुम्हारे साथ आया गृहकार्यया टिप्पणियों में चर्चा के लिए स्केच।

काम

अर्थलिंग और अल्फा सेंटॉर ने प्रतिनिधिमंडलों का आदान-प्रदान करने का फैसला किया। की गति से पृथ्वी से एक अंतरिक्ष यान प्रक्षेपित किया गया था। उसी समय, एक एलियन उड़न तश्तरी उसी गति से अल्फा सेंटौरी से निकली।

लॉन्च के समय अर्थमैन जहाज के संदर्भ के फ्रेम में जहाजों के बीच की दूरी क्या है, जब वे क्रमशः पृथ्वी और अल्फा सेंटौरी के पास थे? अपना जवाब कमेंट में लिखें।

यूपीडी: समाधान

तो समस्या का समाधान। आइए पहले इसे गुणात्मक रूप से देखें।

आइए सहमत हैं कि अल्फा, अर्थ, रॉकेट और तश्तरी पर घड़ियों को सिंक्रनाइज़ किया गया है (यह पहले से किया गया था), और सभी चार घंटों की शुरुआत 12:00 बजे हुई।

आराम करने वाले निर्देशांक में अंतरिक्ष-समय पर ग्राफिक रूप से विचार करें। पृथ्वी शून्य पर है, अल्फा अक्ष के साथ कुछ दूरी पर है। अल्फा सेंटौरी विश्व रेखा स्पष्ट रूप से सीधे ऊपर जा रही है। प्लेट की विश्व रेखा बाईं ओर झुकी हुई है, क्योंकि यह पृथ्वी की दिशा में एक बिंदु से बाहर उड़ गया।

अब, इस ग्राफ पर, हम पृथ्वी से प्रक्षेपित रॉकेट के संदर्भ प्रणाली के निर्देशांक अक्षों को जोड़ेंगे। जैसा कि आप जानते हैं, समन्वय प्रणाली (एससी) के इस तरह के परिवर्तन को बढ़ावा कहा जाता है। इस मामले में, कुल्हाड़ियों को विकर्ण रेखा के बारे में सममित रूप से झुकाया जाता है, जो प्रकाश किरण को दर्शाता है।

मुझे लगता है कि इस बिंदु पर आप पहले ही सब कुछ समझ चुके हैं। देखिए, अक्ष अल्फा और उड़न तश्तरी की दुनिया की रेखाओं को अलग-अलग बिंदुओं पर काटती है। क्या हुआ?

आश्चर्यजनक बात। प्रक्षेपण से पहले, रॉकेट की दृष्टि से, तश्तरी और अल्फा दोनों एक ही बिंदु पर थे, और गति लेने के बाद, यह पता चला कि एक चलती एससी में, रॉकेट और तश्तरी का प्रक्षेपण एक साथ नहीं था। . तश्तरी, यह अचानक निकला, पहले शुरू हुआ और हमारे करीब आने में कामयाब रहा। इसलिए, अब 12:00:01 बजे, रॉकेट पहले से ही अल्फा की तुलना में तश्तरी के करीब हैं।

और अगर रॉकेट और भी तेज हो जाता है, तो यह अगले एससी पर "कूद" जाएगा, जहां तश्तरी और भी करीब है। इसके अलावा, तश्तरी का ऐसा सन्निकटन केवल अनुदैर्ध्य पैमाने के त्वरण और गतिशील संपीड़न के कारण होता है (जो वास्तव में मेरी पूरी पोस्ट है), न कि अंतरिक्ष में रॉकेट की उन्नति, क्योंकि रॉकेट अभी भी, वास्तव में, कुछ भी उड़ान भरने का समय नहीं था। यह प्लेट सन्निकटन सूत्र (5) में ठीक दूसरा पद है।

खैर, अन्य बातों के अलावा, हमें दूरी के सामान्य लोरेंत्ज़ियन संकुचन को ध्यान में रखना चाहिए। मैं आपको इसका उत्तर तुरंत बता देता हूँ कि प्रत्येक दूरी के लिए रॉकेट और तश्तरी की गति से

• रॉकेट और अल्फा के बीच: 3.46 एसवी। वर्ष (सामान्य लोरेंत्ज़ संकुचन)
• रॉकेट और तश्तरी के बीच: 2.76 सेंट। वर्ष का

रुचि रखने वालों के लिए, आइए चार-आयामी अंतरिक्ष में सूत्रों के साथ खेलें

चार-आयामी वैक्टर का उपयोग करके इस तरह की समस्याओं को हल करना सुविधाजनक है। उनसे डरने की कोई जरूरत नहीं है, सब कुछ रैखिक बीजगणित के सबसे सामान्य संचालन का उपयोग करके किया जाता है। इसके अलावा, हम केवल एक अक्ष के साथ आगे बढ़ते हैं, इसलिए चार में से केवल दो निर्देशांक ही रहते हैं: और।

इसके बाद, हम कुछ सरल संकेतन पर सहमत हैं। प्रकाश की गति को एकता माना जाता है। हम भौतिक विज्ञानी हर समय ऐसा करते हैं। :) हम आमतौर पर प्लैंक स्थिरांक और गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक को भी एक इकाई मानते हैं। यह सार को नहीं बदलता है, लेकिन यह लेखन को बहुत आसान बना देता है।

तो, सर्वव्यापी "सापेक्ष जड़" को गामा कारक द्वारा रिकॉर्ड की कॉम्पैक्टनेस के लिए दर्शाया जाएगा, जहां पृथ्वी के रॉकेट की गति है:

अब घटकों में वेक्टर लिखते हैं:

ऊपरी घटक समय है, निचला एक स्थानिक समन्वय है। जहाज एक साथ एक स्थिर प्रणाली में शुरू होते हैं, इसलिए वेक्टर का ऊपरी घटक शून्य होता है।

अब चल निर्देशांक प्रणाली में बिंदु के निर्देशांक ज्ञात करते हैं, अर्थात्। . ऐसा करने के लिए, हम संदर्भ के एक चलती फ्रेम में परिवर्तन का उपयोग करते हैं। इसे बढ़ावा कहा जाता है और यह करना बहुत आसान है। किसी भी वेक्टर को बूस्ट मैट्रिक्स से गुणा किया जाना चाहिए

हम गुणा करते हैं:

जैसा कि हम देख सकते हैं, इस वेक्टर का समय घटक ऋणात्मक है। इसका अर्थ है कि गतिमान रॉकेट की दृष्टि से बिंदु अक्ष के नीचे है, अर्थात्। अतीत में (जिसे ऊपर की आकृति में देखा जा सकता है)।

आइए एक निश्चित फ्रेम में एक वेक्टर खोजें। अस्थायी घटक कुछ अज्ञात समय अंतराल है, स्थानिक घटक वह दूरी है जो प्लेट समय पर पहुंचती है, गति से चलती है:

अब सिस्टम में वही वेक्टर

आइए सामान्य वेक्टर योग खोजें

मैंने इस राशि को ऐसे वेक्टर के दाईं ओर क्यों रखा? परिभाषा के अनुसार, बिंदु अक्ष पर है, इसलिए समय घटक शून्य के बराबर होना चाहिए, और स्थानिक घटक रॉकेट से तश्तरी तक समान वांछित दूरी है। यहां से हमें दो सरल समीकरणों की एक प्रणाली मिलती है - हम अस्थायी घटकों को अलग-अलग, स्थानिक घटकों को अलग-अलग समान करते हैं।

पहले समीकरण से हम अज्ञात पैरामीटर निर्धारित करते हैं, इसे दूसरे समीकरण में प्रतिस्थापित करते हैं और प्राप्त करते हैं। मुझे सरल गणनाओं को छोड़ दें और तुरंत लिखें

प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं

न्यूट्रिनो की गति के प्रत्यक्ष मापन के लिए समर्पित। परिणाम सनसनीखेज लगते हैं: न्यूट्रिनो की गति थोड़ी - लेकिन सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण निकली! - प्रकाश की गति से अधिक। सहयोग लेख में त्रुटियों और अनिश्चितताओं के विभिन्न स्रोतों का विश्लेषण शामिल है, हालांकि, भौतिकविदों के विशाल बहुमत की प्रतिक्रिया बहुत संदेहपूर्ण बनी हुई है, मुख्यतः क्योंकि ऐसा परिणाम न्यूट्रिनो के गुणों पर अन्य प्रयोगात्मक डेटा से सहमत नहीं है।

चावल। एक।

प्रयोग विवरण

प्रयोग का विचार (ओपेरा प्रयोग देखें) बहुत सरल है। न्यूट्रिनो बीम सर्न में पैदा होता है, पृथ्वी के माध्यम से इतालवी प्रयोगशाला ग्रैन सासो के लिए उड़ान भरता है और वहां एक विशेष ओपेरा न्यूट्रिनो डिटेक्टर से गुजरता है। न्यूट्रिनो पदार्थ के साथ बहुत कमजोर रूप से बातचीत करते हैं, लेकिन इस तथ्य के कारण कि सर्न से उनका प्रवाह बहुत बड़ा है, कुछ न्यूट्रिनो अभी भी डिटेक्टर के अंदर परमाणुओं से टकराते हैं। वहां वे आवेशित कणों का एक झरना उत्पन्न करते हैं और इस प्रकार डिटेक्टर में अपना संकेत छोड़ते हैं। सर्न में न्यूट्रिनो लगातार पैदा नहीं होते हैं, लेकिन "फट" में होते हैं, और अगर हम न्यूट्रिनो के जन्म के क्षण और डिटेक्टर में इसके अवशोषण के क्षण के साथ-साथ दो प्रयोगशालाओं के बीच की दूरी को जानते हैं, तो हम गति की गणना कर सकते हैं न्यूट्रिनो का।

एक सीधी रेखा में स्रोत और डिटेक्टर के बीच की दूरी लगभग 730 किमी है और इसे 20 सेमी की सटीकता के साथ मापा गया था (संदर्भ बिंदुओं के बीच की सटीक दूरी 730534.61 ± 0.20 मीटर है)। सच है, न्यूट्रिनो के जन्म की प्रक्रिया इतनी सटीकता के साथ स्थानीयकृत नहीं है। सर्न में, उच्च-ऊर्जा प्रोटॉन का एक बीम एसपीएस त्वरक से बाहर निकलता है, ग्रेफाइट लक्ष्य पर गिराया जाता है और इसमें माध्यमिक कण उत्पन्न करता है, जिसमें मेसन भी शामिल है। वे निकट-प्रकाश गति से आगे उड़ना जारी रखते हैं और न्यूट्रिनो के उत्सर्जन के साथ मक्खी पर म्यूऑन में क्षय हो जाते हैं। म्यूऑन भी क्षय करते हैं और अतिरिक्त न्यूट्रिनो को जन्म देते हैं। फिर न्यूट्रिनो को छोड़कर सभी कण पदार्थ की मोटाई में अवशोषित हो जाते हैं, और वे स्वतंत्र रूप से पता लगाने की जगह पर पहुंच जाते हैं। प्रयोग के इस भाग की सामान्य योजना अंजीर में दिखाई गई है। एक।

न्यूट्रिनो बीम की उपस्थिति की ओर जाने वाला पूरा झरना सैकड़ों मीटर तक फैल सकता है। हालांकि, चूंकि सबइस गुच्छा में कण निकट-प्रकाश गति से आगे बढ़ते हैं, पता लगाने के समय के लिए व्यावहारिक रूप से कोई अंतर नहीं है कि क्या न्यूट्रिनो तुरंत पैदा हुआ था या एक किलोमीटर के बाद (हालांकि, यह बहुत महत्वपूर्ण है जब वास्तव में मूल प्रोटॉन का नेतृत्व किया इस न्यूट्रिनो के जन्म के लिए त्वरक से बाहर उड़ गया)। नतीजतन, उत्पादित न्यूट्रिनो मूल रूप से मूल प्रोटॉन बीम के प्रोफाइल को दोहराते हैं। इसलिए, यहां मुख्य पैरामीटर त्वरक से उत्सर्जित प्रोटॉन बीम की समय प्रोफ़ाइल है, विशेष रूप से, इसके अग्रणी और अनुगामी किनारों की सटीक स्थिति, और यह प्रोफ़ाइल अच्छे समय के साथ मापा जाता है एसएम संकल्प (चित्र 2 देखें)।

एक लक्ष्य पर एक प्रोटॉन बीम गिराने के प्रत्येक सत्र (अंग्रेजी में ऐसे सत्र को कहा जाता है शलाका, "स्पलैश") लगभग 10 माइक्रोसेकंड तक रहता है और बड़ी संख्या में न्यूट्रिनो के जन्म की ओर ले जाता है। हालांकि, उनमें से लगभग सभी बिना किसी बातचीत के पृथ्वी (और डिटेक्टर) के माध्यम से उड़ते हैं। उन्हीं दुर्लभ मामलों में जब संसूचक न्यूट्रिनो दर्ज करता है, तो यह कहना असंभव है कि 10-माइक्रोसेकंड अंतराल के दौरान यह किस सटीक क्षण में उत्सर्जित हुआ था। विश्लेषण केवल सांख्यिकीय रूप से किया जा सकता है, अर्थात, न्यूट्रिनो का पता लगाने के कई मामलों को जमा करने और प्रत्येक सत्र के लिए शुरुआती बिंदु के सापेक्ष उनके समय वितरण का निर्माण करने के लिए। संसूचक में, समय बिंदु को मूल के रूप में लिया जाता है जब सशर्त संकेत प्रकाश की गति से गतिमान होता है और ठीक उसी क्षण उत्सर्जित होता है जब प्रोटॉन बीम के अग्रणी किनारे पर संसूचक पहुंचता है। दो प्रयोगशालाओं में घड़ियों को कुछ नैनोसेकंड के भीतर सिंक्रनाइज़ करके इस क्षण का सटीक माप संभव बनाया गया था।

अंजीर पर। 3 ऐसे वितरण का एक उदाहरण दिखाता है। ब्लैक डॉट्स डिटेक्टर द्वारा रिकॉर्ड किए गए वास्तविक न्यूट्रिनो डेटा हैं और बड़ी संख्या में सत्रों को समेटे हुए हैं। लाल वक्र एक पारंपरिक "संदर्भ" संकेत दिखाता है जो प्रकाश की गति से आगे बढ़ेगा। आप देख सकते हैं कि डेटा लगभग 1048.5 एनएस से शुरू होता है। इससे पहलेसंदर्भ संकेत। हालांकि, इसका अभी तक यह मतलब नहीं है कि न्यूट्रिनो वास्तव में एक माइक्रोसेकंड द्वारा प्रकाश से आगे है, लेकिन केवल सभी केबल लंबाई, उपकरण प्रतिक्रिया गति, इलेक्ट्रॉनिक्स विलंब समय, और इसी तरह सावधानीपूर्वक मापने का एक कारण है। यह पुन: जांच की गई और "संदर्भ" क्षण को 988 एनएस द्वारा स्थानांतरित करने के लिए पाया गया। इस प्रकार, यह पता चला है कि न्यूट्रिनो संकेत वास्तव में संदर्भ एक से आगे निकल जाता है, लेकिन केवल लगभग 60 नैनोसेकंड तक। न्यूट्रिनो गति के संदर्भ में, यह प्रकाश की गति से लगभग 0.0025% अधिक है।

इस माप की त्रुटि का अनुमान 10 नैनोसेकंड पर विश्लेषण के लेखकों द्वारा लगाया गया था, जिसमें सांख्यिकीय और व्यवस्थित दोनों त्रुटियां शामिल हैं। इस प्रकार, लेखकों का दावा है कि वे छह मानक विचलनों के सांख्यिकीय विश्वास स्तर पर न्यूट्रिनो के सुपरल्यूमिनल आंदोलन को "देखते हैं"।

छह मानक विचलन के परिणामों और अपेक्षाओं के बीच का अंतर पहले से ही काफी बड़ा है और इसे प्राथमिक कण भौतिकी में बड़ा शब्द "खोज" कहा जाता है। हालाँकि, इस संख्या को सही ढंग से समझा जाना चाहिए: इसका मतलब केवल यह है कि प्रायिकता सांख्यिकीयडेटा में उतार-चढ़ाव बहुत छोटा है, लेकिन यह इंगित नहीं करता है कि डेटा प्रोसेसिंग तकनीक कितनी विश्वसनीय है और भौतिकविदों ने सभी वाद्य त्रुटियों को कितनी अच्छी तरह से ध्यान में रखा है। आखिरकार, प्राथमिक कण भौतिकी में ऐसे कई उदाहरण हैं जहां अन्य प्रयोगों द्वारा असाधारण उच्च सांख्यिकीय निश्चितता वाले असामान्य संकेतों की पुष्टि नहीं की गई है।

सुपरल्यूमिनल न्यूट्रिनो क्या विरोधाभास करते हैं?

आम धारणा के विपरीत, विशेष सापेक्षता अपने आप में सुपरल्यूमिनल गति से चलने वाले कणों के अस्तित्व को प्रतिबंधित नहीं करती है। हालांकि, ऐसे कणों के लिए (उन्हें आम तौर पर "टैक्योन" कहा जाता है), प्रकाश की गति भी एक सीमा होती है, लेकिन केवल नीचे से - वे इससे धीमी गति से आगे नहीं बढ़ सकते। इस मामले में, वेग पर कण ऊर्जा की निर्भरता व्युत्क्रम होती है: ऊर्जा जितनी अधिक होगी, करीब गतिप्रकाश की गति के लिए tachyons।

क्वांटम फील्ड थ्योरी में बहुत अधिक गंभीर समस्याएं शुरू होती हैं। जब उच्च ऊर्जा वाले क्वांटम कणों की बात आती है तो यह सिद्धांत क्वांटम यांत्रिकी की जगह लेता है। इस सिद्धांत में, कण बिंदु नहीं हैं, बल्कि, अपेक्षाकृत बोलते हुए, भौतिक क्षेत्र के गुच्छे हैं, और उन्हें क्षेत्र से अलग नहीं माना जा सकता है। यह पता चला है कि टैक्योन क्षेत्र की ऊर्जा को कम करते हैं, जिसका अर्थ है कि वे निर्वात को अस्थिर बनाते हैं। तब शून्य के लिए इन कणों की एक बड़ी संख्या में अनायास टूट जाना अधिक लाभदायक होता है, और इसलिए साधारण खाली स्थान में एक टैचियन की गति पर विचार करना केवल अर्थहीन है। हम कह सकते हैं कि टैचियन एक कण नहीं है, बल्कि निर्वात की अस्थिरता है।

टैचियन-फर्मियन के मामले में, स्थिति कुछ अधिक जटिल है, लेकिन वहां भी, तुलनीय कठिनाइयां उत्पन्न होती हैं जो एक आत्मनिर्भर टैचियन क्वांटम फील्ड सिद्धांत के निर्माण में बाधा डालती हैं, जिसमें सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत शामिल है।

हालाँकि, यह भी सिद्धांत में अंतिम शब्द नहीं है। जिस तरह प्रयोगकर्ता हर चीज को मापते हैं जिसे मापा जा सकता है, सिद्धांतवादी भी उन सभी संभावित काल्पनिक मॉडलों का परीक्षण करते हैं जो उपलब्ध आंकड़ों का खंडन नहीं करते हैं। विशेष रूप से, ऐसे सिद्धांत हैं जिनमें सापेक्षता के सिद्धांत के अभिधारणाओं से एक मामूली, अभी तक ध्यान नहीं दिया गया विचलन की अनुमति है - उदाहरण के लिए, प्रकाश की गति स्वयं एक चर हो सकती है। इस तरह के सिद्धांतों को अभी तक प्रत्यक्ष प्रयोगात्मक समर्थन नहीं मिला है, लेकिन उन्हें अभी तक बंद नहीं किया गया है।

सैद्धांतिक संभावनाओं के इस संक्षिप्त स्केच को निम्नानुसार संक्षेपित किया जा सकता है: इस तथ्य के बावजूद कि कुछ सैद्धांतिक मॉडल में सुपरल्यूमिनल गति के साथ आंदोलन संभव है, वे केवल काल्पनिक निर्माण ही रहते हैं। वर्तमान में उपलब्ध सभी प्रायोगिक डेटा को सुपरल्यूमिनल गति के बिना मानक सिद्धांतों द्वारा वर्णित किया गया है। इसलिए, यदि कम से कम कुछ कणों के लिए इसकी मज़बूती से पुष्टि की गई थी, क्वांटम सिद्धांतक्षेत्रों को मौलिक रूप से फिर से बनाना होगा।

क्या इस अर्थ में ओपेरा के परिणाम को "पहला संकेत" मानने लायक है? अभी नहीं। शायद संदेह का सबसे महत्वपूर्ण कारण यह तथ्य है कि ओपेरा का परिणाम न्यूट्रिनो पर अन्य प्रयोगात्मक डेटा से सहमत नहीं है।

सबसे पहले, प्रसिद्ध सुपरनोवा SN1987A के दौरान, न्यूट्रिनो भी पंजीकृत किए गए थे, जो प्रकाश नाड़ी से कुछ घंटे पहले पहुंचे। इसका मतलब यह नहीं है कि न्यूट्रिनो प्रकाश की तुलना में तेजी से यात्रा करते हैं, लेकिन केवल इस तथ्य को दर्शाता है कि न्यूट्रिनो प्रकाश की तुलना में सुपरनोवा विस्फोट के दौरान नाभिक के पतन के पहले चरण में उत्सर्जित होते हैं। हालांकि, चूंकि न्यूट्रिनो और प्रकाश, सड़क पर 170,000 साल बिताने के बाद, कुछ घंटों से अधिक अलग नहीं हुए, इसका मतलब है कि उनकी गति बहुत करीब है और अरबों से अधिक नहीं है। ओपेरा प्रयोग एक हजार गुना मजबूत विसंगति दिखाता है।

यहाँ, निश्चित रूप से, हम कह सकते हैं कि सुपरनोवा विस्फोटों के दौरान उत्पन्न न्यूट्रिनो और सर्न न्यूट्रिनो ऊर्जा में बहुत भिन्न होते हैं (सुपरनोवा में कई दसियों MeV और वर्णित प्रयोग में 10–40 GeV), और न्यूट्रिनो वेग ऊर्जा के आधार पर भिन्न होता है। लेकिन इस मामले में यह परिवर्तन "गलत" दिशा में काम करता है: आखिरकार, टैकियों की ऊर्जा जितनी अधिक होगी, उनकी गति प्रकाश की गति के करीब होनी चाहिए। बेशक, यहां भी टैचियन सिद्धांत के किसी प्रकार के संशोधन के साथ आ सकता है, जिसमें यह निर्भरता पूरी तरह से अलग होगी, लेकिन इस मामले में "डबल-काल्पनिक" मॉडल पर चर्चा करना आवश्यक होगा।

इसके अलावा, प्राप्त किए गए न्यूट्रिनो दोलनों पर प्रयोगात्मक डेटा के सेट से पिछले साल का, यह इस प्रकार है कि सभी न्यूट्रिनो के द्रव्यमान एक दूसरे से केवल एक इलेक्ट्रॉनवोल्ट के अंशों से भिन्न होते हैं। यदि OPERA के परिणाम को न्यूट्रिनो की सुपरल्यूमिनल गति की अभिव्यक्ति के रूप में माना जाता है, तो कम से कम एक न्यूट्रिनो के द्रव्यमान के वर्ग का मान -(100 MeV) 2 (द्रव्यमान का ऋणात्मक वर्ग) के क्रम का होगा। इस तथ्य की गणितीय अभिव्यक्ति है कि कण को ​​टैचियन माना जाता है)। तो आपको यह स्वीकार करना होगा कि सबन्यूट्रिनो की किस्में टैक्योन हैं और इनका द्रव्यमान लगभग समान है। दूसरी ओर, ट्रिटियम नाभिक के बीटा क्षय में न्यूट्रिनो द्रव्यमान के प्रत्यक्ष माप से पता चलता है कि न्यूट्रिनो द्रव्यमान (मॉड्यूलो) 2 इलेक्ट्रॉन वोल्ट से अधिक नहीं होना चाहिए। दूसरे शब्दों में, इन सभी डेटा को एक दूसरे के साथ समेटना संभव नहीं होगा।

इससे निष्कर्ष इस प्रकार निकाला जा सकता है: ओपेरा सहयोग का घोषित परिणाम किसी भी, यहां तक ​​​​कि सबसे विदेशी, सैद्धांतिक मॉडल में फिट होना मुश्किल है।

आगे क्या होगा?

प्राथमिक कण भौतिकी में सभी बड़े सहयोगों में, प्रत्येक विशिष्ट विश्लेषण के लिए प्रतिभागियों के एक छोटे समूह द्वारा किया जाना सामान्य अभ्यास है, और उसके बाद ही परिणाम सामान्य चर्चा के लिए प्रस्तुत किए जाते हैं। इस मामले में, जाहिरा तौर पर, यह चरण बहुत छोटा था, जिसके परिणामस्वरूप सहयोग में सभी प्रतिभागी लेख के तहत अपना हस्ताक्षर करने के लिए सहमत नहीं हुए (पूरी सूची में प्रयोग में 216 प्रतिभागी शामिल हैं, और प्रीप्रिंट में केवल 174 लेखक हैं ) इसलिए, निकट भविष्य में, सबसे अधिक संभावना है, सहयोग के भीतर कई अतिरिक्त जांच की जाएगी, और उसके बाद ही लेख को प्रिंट करने के लिए भेजा जाएगा।

बेशक, अब इस परिणाम के विभिन्न विदेशी स्पष्टीकरणों के साथ सैद्धांतिक पत्रों की एक धारा की भी उम्मीद की जा सकती है। हालाँकि, जब तक दावा किए गए परिणाम की मज़बूती से जाँच नहीं की जाती है, तब तक इसे पूर्ण खोज नहीं माना जा सकता है।

हमें स्कूल से सिखाया गया था कि प्रकाश की गति को पार करना असंभव है, और इसलिए बाहरी अंतरिक्ष में एक व्यक्ति की गति एक बड़ी अघुलनशील समस्या है (यदि प्रकाश इस दूरी को केवल कुछ ही में पार कर सकता है तो निकटतम सौर मंडल में कैसे उड़ सकता है) हजरो साल?)। शायद अमेरिकी वैज्ञानिकों ने न केवल बिना धोखा दिए, बल्कि अल्बर्ट आइंस्टीन के मौलिक नियमों का पालन करते हुए, सुपरस्पीड पर उड़ने का एक तरीका खोज लिया है। किसी भी मामले में, अंतरिक्ष विरूपण इंजन की परियोजना के लेखक हेरोल्ड व्हाइट ऐसा कहते हैं।

हमने संपादकीय कार्यालय में समाचार को बिल्कुल शानदार माना, इसलिए आज, कॉस्मोनॉटिक्स डे की पूर्व संध्या पर, हम लोकप्रिय विज्ञान पत्रिका के लिए कॉन्स्टेंटिन काकेस द्वारा एक अभूतपूर्व नासा परियोजना के बारे में एक रिपोर्ट प्रकाशित कर रहे हैं, यदि सफल हो, तो एक व्यक्ति आगे जाने में सक्षम होगा सौर प्रणाली.

सितंबर 2012 में, 100 साल की स्टारशिप नामक समूह की दूसरी सार्वजनिक बैठक के लिए कई सौ वैज्ञानिक, इंजीनियर और अंतरिक्ष उत्साही एक साथ आए। समूह का नेतृत्व द्वारा किया जाता है पूर्व अंतरिक्ष यात्रीमे जेमिसन, और DARPA द्वारा स्थापित। सम्मेलन का लक्ष्य "अगले सौ वर्षों के भीतर सौर मंडल से परे अन्य सितारों के लिए मानव यात्रा को संभव बनाना है।" अधिकांश सम्मेलन प्रतिभागियों ने स्वीकार किया कि मानवयुक्त अंतरिक्ष अन्वेषण में प्रगति बहुत कम है। पिछली कुछ तिमाहियों में अरबों डॉलर खर्च करने के बावजूद, अंतरिक्ष एजेंसियां ​​​​लगभग उतना ही कर सकती हैं जितना वे 1960 के दशक में कर सकती थीं। दरअसल, इन सब को ठीक करने के लिए 100 साल की स्टारशिप बुलाई जाती है।

लेकिन बात करने के लिए और अधिक। सम्मेलन के कुछ दिनों के बाद, इसके प्रतिभागी सबसे शानदार विषयों पर पहुंचे: अंग पुनर्जनन, जहाज पर संगठित धर्म की समस्या, और इसी तरह। 100 साल की स्टारशिप बैठक में अधिक दिलचस्प प्रस्तुतियों में से एक को वार्प फील्ड मैकेनिक्स 102 कहा जाता था, और इसे नासा के हेरोल्ड "सन्नी" व्हाइट द्वारा दिया गया था। एक एजेंसी के दिग्गज, व्हाइट जॉनसन स्पेस सेंटर (JSC) में एडवांस्ड पल्स प्रोग्राम चलाते हैं। उन्होंने पांच सहयोगियों के साथ मिलकर "अंतरिक्ष प्रणोदन प्रणाली का रोडमैप" बनाया, जो आने वाले समय में नासा के लक्ष्यों को आवाज देता है। अंतरिक्ष यात्रा. इस योजना में उन्नत रासायनिक रॉकेट से लेकर एंटीमैटर या परमाणु मशीनों जैसे दूरगामी विकास तक सभी प्रकार की प्रणोदन परियोजनाओं को सूचीबद्ध किया गया है। लेकिन व्हाइट का अनुसंधान का क्षेत्र सबसे भविष्यवादी है: यह अंतरिक्ष ताना इंजन से संबंधित है।

एल्क्यूबियरे के बुलबुले को आमतौर पर इस प्रकार दर्शाया जाता है

योजना के अनुसार, ऐसा इंजन प्रकाश की गति से अधिक गति से अंतरिक्ष में गति प्रदान करेगा। यह आमतौर पर स्वीकार किया जाता है कि यह असंभव है, क्योंकि यह आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत का स्पष्ट उल्लंघन है। लेकिन व्हाइट अन्यथा तर्क देता है। अपने शब्दों की पुष्टि के रूप में, वह तथाकथित अल्क्यूबियर बुलबुले (आइंस्टीन के सिद्धांत से प्राप्त समीकरण, जिसके अनुसार बाहरी अंतरिक्ष में एक शरीर सामान्य परिस्थितियों में एक शरीर के विपरीत, सुपरल्यूमिनल गति तक पहुंचने में सक्षम है) के लिए अपील करता है। प्रस्तुति में, उन्होंने बताया कि कैसे वह हाल ही में सैद्धांतिक परिणाम प्राप्त करने में कामयाब रहे जो सीधे एक वास्तविक अंतरिक्ष ताना इंजन के निर्माण की ओर ले जाते हैं।

यह स्पष्ट है कि यह सब बिल्कुल शानदार लगता है: इस तरह के विकास एक वास्तविक क्रांति हैं जो दुनिया के सभी खगोल भौतिकीविदों के हाथ खोल देंगे। हमारे अपने सबसे नज़दीकी स्टार सिस्टम, अल्फा सेंटॉरी की यात्रा में 75,000 साल बिताने के बजाय, ऐसे इंजन वाले जहाज पर अंतरिक्ष यात्री कुछ हफ़्ते में यात्रा कर सकते हैं।

शटल लॉन्च कार्यक्रम के बंद होने और निजी उड़ान की बढ़ती भूमिका के आलोक में पृथ्वी की कक्षानासा का कहना है कि वह दूरगामी, अधिक साहसिक योजनाओं पर फिर से ध्यान केंद्रित कर रहा है जो चंद्रमा की यात्रा से बहुत आगे जाती हैं। इन लक्ष्यों को केवल नई प्रणोदन प्रणाली के विकास के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है - जितनी जल्दी बेहतर हो। सम्मेलन के कुछ दिनों बाद, नासा के प्रमुख चार्ल्स बोल्डन ने व्हाइट के शब्दों को प्रतिध्वनित किया: "हम मंगल पर प्रकाश की गति और बिना रुके यात्रा करना चाहते हैं।"

हम इस इंजन के बारे में कैसे जानते हैं?

"स्पेस वॉर्प ड्राइव" शब्द का पहला लोकप्रिय उपयोग 1966 में हुआ, जब जेन रोडडेनबेरी द्वारा स्टार ट्रेक जारी किया गया था। अगले 30 वर्षों तक, यह इंजन केवल इस फंतासी श्रृंखला के हिस्से के रूप में मौजूद था। मिगुएल अलक्यूबियरे नाम के एक भौतिक विज्ञानी ने श्रृंखला का एक एपिसोड देखा, जैसे वह सामान्य सापेक्षता में पीएचडी पर काम कर रहा था और सोच रहा था कि क्या वास्तविकता में एक ताना ड्राइव बनाना संभव है। 1994 में, उन्होंने इस स्थिति की स्थापना करते हुए एक पेपर प्रकाशित किया।

अलक्यूबियरे ने अंतरिक्ष में एक बुलबुले की कल्पना की थी। बुलबुले के सामने, समय-स्थान सिकुड़ रहा है, और पीछे यह विस्तार कर रहा है (जैसा कि भौतिकविदों के अनुसार बिग बैंग के साथ था)। विरूपण जहाज को बाहरी अंतरिक्ष के माध्यम से सुचारू रूप से सरकने का कारण बनेगा, जैसे कि यह आसपास के शोर के बावजूद एक लहर पर सर्फिंग कर रहा हो। सिद्धांत रूप में, एक विकृत बुलबुला मनमाने ढंग से तेजी से आगे बढ़ सकता है; आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार प्रकाश की गति की सीमाएं केवल अंतरिक्ष-समय के संदर्भ में लागू होती हैं, लेकिन अंतरिक्ष-समय की ऐसी विकृतियों में नहीं। बुलबुले के अंदर, अलक्यूबियरे ने भविष्यवाणी की, अंतरिक्ष-समय नहीं बदलेगा और अंतरिक्ष यात्रियों को नुकसान नहीं होगा।

सामान्य सापेक्षता में आइंस्टीन के समीकरणों को एक दिशा में हल करना मुश्किल है, यह पता लगाना कि पदार्थ अंतरिक्ष को कैसे घुमाता है, लेकिन यह संभव है। उनका उपयोग करते हुए, अल्क्यूबियरे ने निर्धारित किया कि विकृत बुलबुले के निर्माण के लिए पदार्थ का वितरण एक आवश्यक शर्त है। एकमात्र समस्या यह है कि निर्णयों के कारण अनिश्चित रूपपदार्थ जिसे नकारात्मक ऊर्जा कहते हैं।

बात कर रहे सरल भाषा, गुरुत्वाकर्षण दो वस्तुओं के बीच आकर्षण बल है। प्रत्येक वस्तु, अपने आकार की परवाह किए बिना, आसपास के पदार्थ पर कुछ आकर्षण बल लगाती है। आइंस्टीन के अनुसार, यह बल अंतरिक्ष-समय की वक्रता है। हालाँकि, नकारात्मक ऊर्जा गुरुत्वाकर्षण की दृष्टि से नकारात्मक है, अर्थात प्रतिकारक है। समय और स्थान को जोड़ने के बजाय, नकारात्मक ऊर्जा उन्हें पीछे हटाती है और अलग करती है। मोटे तौर पर, इस मॉडल के काम करने के लिए, अलक्यूबिएरा को जहाज के पीछे अंतरिक्ष-समय का विस्तार करने के लिए नकारात्मक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

इस तथ्य के बावजूद कि किसी ने कभी भी विशेष रूप से नकारात्मक ऊर्जा को मापा नहीं है, क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, यह मौजूद है, और वैज्ञानिकों ने इसे प्रयोगशाला में बनाना सीख लिया है। इसे फिर से बनाने का एक तरीका काज़िमिरोव प्रभाव के माध्यम से है: दो समानांतर प्रवाहकीय प्लेटें एक-दूसरे के करीब रखी जाती हैं, जिससे कुछ मात्रा में नकारात्मक ऊर्जा पैदा होती है। कमज़ोरी Alcubierre का मॉडल यह है कि इसके कार्यान्वयन के लिए भारी मात्रा में नकारात्मक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, वैज्ञानिकों के अनुमान से अधिक परिमाण के कई आदेश इसे उत्पन्न कर सकते हैं।

व्हाइट का कहना है कि उन्होंने इस सीमा के आसपास एक रास्ता खोज लिया है। एक कंप्यूटर सिमुलेशन में, व्हाइट ने ताना क्षेत्र की ज्यामिति को बदल दिया ताकि, सिद्धांत रूप में, यह एक विकृत बुलबुले का उत्पादन कर सके, जो अल्क्यूबिएरा के अनुमान की तुलना में लाखों गुना कम नकारात्मक ऊर्जा का उपयोग कर सकता है, और शायद अंतरिक्ष यान के उत्पादन के साधनों को ले जाने के लिए पर्याप्त नहीं है। . "खोज," व्हाइट कहते हैं, "अल्क्यूबियरे की विधि को अव्यावहारिक से काफी प्रशंसनीय में बदल दें।"

व्हाइट लैब से रिपोर्ट

जॉनसन स्पेस सेंटर ह्यूस्टन लैगून के बगल में स्थित है, जहां से गैल्वेस्टन बे का रास्ता खुलता है। केंद्र एक उपनगरीय कॉलेज परिसर जैसा है, जिसका उद्देश्य केवल अंतरिक्ष यात्रियों को प्रशिक्षण देना है। मेरी यात्रा के दिन, व्हाइट मुझसे बिल्डिंग 15 में मिलते हैं, जो गलियारों, कार्यालयों और इंजन परीक्षण प्रयोगशालाओं की एक बहु-मंजिला भूलभुलैया है। व्हाइट एक ईगलवर्क्स पोलो शर्ट पहने हुए है, जैसा कि वह अपने इंजन प्रयोगों को कहते हैं, एक भविष्य के अंतरिक्ष यान पर उड़ते हुए एक ईगल के साथ कशीदाकारी।

व्हाइट ने अपना करियर एक रोबोटिक समूह के हिस्से के रूप में शोध करने वाले एक इंजीनियर के रूप में शुरू किया। समय के साथ, उन्होंने प्लाज्मा भौतिकी में पीएचडी पूरी करते हुए पूरे आईएसएस रोबोटिक विंग की कमान संभाली। यह 2009 तक नहीं था कि उन्होंने अपना ध्यान गति के अध्ययन में स्थानांतरित कर दिया, और इस विषय ने उन्हें नासा के लिए काम करने का मुख्य कारण बनने के लिए पर्याप्त रूप से पकड़ लिया।

"वह काफी है असामान्य व्यक्ति, उनके बॉस, जॉन एपलव्हाइट कहते हैं, जो प्रणोदन प्रणाली प्रभाग के प्रमुख हैं। - वह निश्चित रूप से एक बड़े सपने देखने वाले हैं, लेकिन साथ ही एक प्रतिभाशाली इंजीनियर भी हैं। वह जानता है कि अपनी कल्पनाओं को वास्तविक इंजीनियरिंग उत्पाद में कैसे बदलना है। ” लगभग उसी समय जब वे नासा में शामिल हुए, व्हाइट ने उन्नत प्रणोदन प्रणालियों के लिए समर्पित अपनी प्रयोगशाला खोलने की अनुमति मांगी। वह खुद ईगलवर्क्स नाम लेकर आए और यहां तक ​​​​कि नासा से उनकी विशेषता के लिए एक लोगो बनाने के लिए कहा। फिर यह काम शुरू हुआ।

व्हाइट मुझे अपने कार्यालय में ले जाता है, जिसे वह एक सहयोगी के साथ साझा करता है जो चंद्रमा पर पानी की खोज करता है, और फिर मुझे ईगलवर्क्स तक ले जाता है। रास्ते में, उन्होंने मुझे एक प्रयोगशाला खोलने के अपने अनुरोध के बारे में बताया और इसे "अंतरिक्ष का पता लगाने में मनुष्य की मदद करने के लिए एक उन्नत आंदोलन खोजने की एक लंबी और कठिन प्रक्रिया" कहा।

व्हाइट मुझे वस्तु दिखाता है और मुझे इसका केंद्रीय कार्य दिखाता है, जिसे वह "क्वांटम वैक्यूम प्लाज़्मा थ्रस्टर" (क्यूवीपीटी) कहता है। यह उपकरण एक विशाल लाल मखमली डोनट जैसा दिखता है, जिसके कोर के चारों ओर कसकर तार लगे होते हैं। यह दो ईगलवर्क्स पहलों में से एक है (दूसरा ताना इंजन है)। यह भी एक गुप्त विकास है। जब मैं पूछता हूं कि यह क्या है, तो व्हाइट जवाब देता है कि वह केवल यह कह सकता है कि यह तकनीक ताना इंजन से भी ज्यादा ठंडी है)। व्हाइट द्वारा लिखी गई 2011 की नासा की एक रिपोर्ट के अनुसार, शिल्प अपने ईंधन स्रोत के रूप में खाली जगह में क्वांटम उतार-चढ़ाव का उपयोग करता है, जिसका अर्थ है कि क्यूवीपीटी-संचालित अंतरिक्ष यान को ईंधन की आवश्यकता नहीं होती है।

इंजन ईंधन स्रोत के रूप में खाली जगह में क्वांटम उतार-चढ़ाव का उपयोग करता है,
जिसका अर्थ है अंतरिक्ष यान
QVPT द्वारा संचालित, ईंधन की आवश्यकता नहीं होती है।

जब डिवाइस काम करता है, तो व्हाइट सिस्टम सिनेमाई रूप से परिपूर्ण दिखता है: लेजर का रंग लाल होता है, और दो बीम कृपाण की तरह पार हो जाते हैं। रिंग के अंदर बेरियम टाइटेनेट से बने चार सिरेमिक कैपेसिटर हैं, जिन्हें व्हाइट 23,000 वोल्ट तक चार्ज करता है। व्हाइट ने पिछले ढाई साल प्रयोग को विकसित करने में बिताए हैं, और उनका कहना है कि कैपेसिटर जबरदस्त संभावित ऊर्जा दिखाते हैं। हालांकि, जब मैं पूछता हूं कि विकृत अंतरिक्ष-समय के लिए आवश्यक नकारात्मक ऊर्जा कैसे बनाई जाए, तो वह जवाब से बचता है। वह बताते हैं कि उन्होंने एक गैर-प्रकटीकरण समझौते पर हस्ताक्षर किए, और इसलिए विवरण प्रकट नहीं कर सकते। मैं पूछता हूं कि उसने ये समझौते किसके साथ किए। वह कहता है: “लोगों के साथ। वे आते हैं और बात करना चाहते हैं। मैं आपको अधिक विवरण नहीं दे सकता।"

इंजन विचार के विरोधी

अब तक, विकृत यात्रा सिद्धांत बहुत सहज है - एक गतिमान बुलबुला बनाने के लिए समय और स्थान को विकृत करना - और इसमें कुछ महत्वपूर्ण खामियां हैं। टफ्ट्स विश्वविद्यालय के सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी लॉरेंस फोर्ड ने पिछले 30 वर्षों में नकारात्मक ऊर्जा के विषय पर कई शोधपत्र लिखे हैं . फोर्ड और अन्य भौतिकविदों का दावा है कि मूलभूत भौतिक सीमाएं हैं, और यह इतनी अधिक इंजीनियरिंग खामियां नहीं हैं, लेकिन यह कि इतनी मात्रा में नकारात्मक ऊर्जा एक स्थान पर लंबे समय तक मौजूद नहीं रह सकती है।

एक और जटिलता: एक विरूपण गेंद बनाने के लिए जो प्रकाश से तेज चलती है, वैज्ञानिकों को इसके ऊपर सहित अंतरिक्ष यान के चारों ओर नकारात्मक ऊर्जा उत्पन्न करने की आवश्यकता होगी। व्हाइट नहीं सोचता कि यह कोई समस्या है; वह बहुत अस्पष्ट रूप से उत्तर देता है कि इंजन कुछ मौजूदा "तंत्र जो बनाता है" के कारण काम करेगा आवश्यक शर्तें". हालांकि, जहाज के सामने इन स्थितियों को बनाने का मतलब होगा प्रकाश की गति से तेज गति से यात्रा करने वाली नकारात्मक ऊर्जा की निरंतर आपूर्ति प्रदान करना, फिर से सामान्य सापेक्षता का खंडन करना।

अंत में, अंतरिक्ष ताना इंजन एक वैचारिक प्रश्न उठाता है। सामान्य सापेक्षता में, एफटीएल यात्रा समय यात्रा के बराबर है। यदि ऐसा इंजन वास्तविक है, तो व्हाइट एक टाइम मशीन बनाता है।

ये बाधाएं कुछ गंभीर शंकाओं को जन्म देती हैं। टफ्ट्स यूनिवर्सिटी के भौतिक विज्ञानी केन ओलुम कहते हैं, "मुझे नहीं लगता कि हम जिस भौतिकी को जानते हैं और उसके नियम हमें यह मानने की अनुमति देते हैं कि वह अपने प्रयोगों से कुछ हासिल करेगा।" स्टारशिप 100 वीं में विदेशी आंदोलन के बारे में बहस में भाग लिया वर्षगांठ बैठक। ”। मिडिलबरी कॉलेज के एक भौतिक विज्ञानी नूह ग्राहम, जिन्होंने मेरे अनुरोध पर व्हाइट के दो पेपर पढ़े, ने मुझे ईमेल किया: "मुझे उनके पिछले काम के संदर्भ के अलावा कोई मूल्यवान वैज्ञानिक प्रमाण नहीं दिखता।"

अलक्यूबियरे, जो अब मेक्सिको के राष्ट्रीय स्वायत्त विश्वविद्यालय में भौतिक विज्ञानी हैं, के अपने संदेह हैं। "भले ही मैं खड़ा रहूं अंतरिक्ष यानऔर मेरे पास नकारात्मक ऊर्जा उपलब्ध है, कोई रास्ता नहीं है कि मैं इसे वहां रख सकूं जहां इसकी आवश्यकता है," वह मुझे मेक्सिको सिटी में अपने घर से फोन पर बताता है। - नहीं, विचार जादुई है, मुझे यह पसंद है, मैंने इसे स्वयं लिखा है। लेकिन इसमें कुछ गंभीर खामियां हैं जो मैं पहले से ही वर्षों से देख रहा हूं, और मुझे उन्हें ठीक करने का एक भी तरीका नहीं पता है। ”

सुपरस्पीड का भविष्य

जॉनसन साइंस सेंटर के मुख्य द्वार के बाईं ओर, एक सैटर्न-बी रॉकेट इसके किनारे पर स्थित है, इसकी सामग्री को प्रकट करने के लिए इसके चरण अलग हो गए हैं। यह विशाल है - कई इंजनों में से एक का आकार एक छोटी कार के आकार का है, और रॉकेट अपने आप में एक फुटबॉल मैदान से दो फीट लंबा है। यह, निश्चित रूप से, अंतरिक्ष नेविगेशन की ख़ासियत का काफी स्पष्ट प्रमाण है। इसके अलावा, वह 40 साल की है और वह जिस समय का प्रतिनिधित्व करती है - जब नासा एक आदमी को चंद्रमा पर भेजने की एक बड़ी राष्ट्रीय योजना का हिस्सा था - लंबे समय से चला गया है। जेएससी आज सिर्फ एक ऐसी जगह है जो कभी महान थी लेकिन तब से अंतरिक्ष को छोड़ दिया है।

यातायात में एक सफलता का मतलब जेएससी और नासा के लिए एक नया युग हो सकता है, और कुछ हद तक उस युग का हिस्सा पहले ही शुरू हो चुका है। 2007 में शुरू की गई डॉन जांच, आयन थ्रस्टर्स का उपयोग करके क्षुद्रग्रहों की अंगूठी का अध्ययन करती है। 2010 में, जापानी ने इकारस को चालू किया, जो सौर सेल द्वारा संचालित पहला इंटरप्लेनेटरी स्टारशिप, एक अन्य प्रकार का प्रायोगिक प्रणोदन था। और 2016 में, वैज्ञानिकों ने आईएसएस में उच्च प्रणोदन के लिए विशेष रूप से बनाई गई प्लाज्मा-संचालित प्रणाली, वीएएसएमआईआर का परीक्षण करने की योजना बनाई है। लेकिन जब ये सिस्टम संभवतः अंतरिक्ष यात्रियों को मंगल ग्रह पर ले जाएंगे, तब भी वे उन्हें सौर मंडल से बाहर नहीं ले जा सकेंगे। इसे प्राप्त करने के लिए, व्हाइट ने कहा, नासा को और अधिक जोखिम भरी परियोजनाओं को लेने की आवश्यकता होगी।

ताना ड्राइव शायद नासा के गति डिजाइन प्रयासों में सबसे दूर की कौड़ी है। वैज्ञानिक समुदाय का कहना है कि व्हाइट इसे नहीं बना सकता। विशेषज्ञों का कहना है कि यह प्रकृति और भौतिकी के नियमों के खिलाफ काम करता है। इसके बावजूद इस प्रोजेक्ट के पीछे नासा का हाथ है। "यह उच्च सरकारी स्तर पर सब्सिडी नहीं दी जा रही है, " Applewhite कहते हैं। - मुझे लगता है कि प्रबंधन को अपना काम जारी रखने में कुछ खास दिलचस्पी है; यह उन सैद्धांतिक अवधारणाओं में से एक है, जो सफल होने पर खेल को पूरी तरह से बदल देती है।"

जनवरी में, व्हाइट ने अपने ताना इंटरफेरोमीटर को इकट्ठा किया और अपने अगले लक्ष्य की ओर बढ़ गया। ईगलवर्क्स ने अपने ही घर को पछाड़ दिया है। नई प्रयोगशाला बड़ी है और, जैसा कि वह उत्साहपूर्वक कहता है, "भूकंपीय रूप से पृथक," जिसका अर्थ है कि यह कंपन से सुरक्षित है। लेकिन शायद नई लैब (और सबसे प्रभावशाली) के बारे में सबसे अच्छी बात यह है कि नासा ने व्हाइट को वही शर्तें दीं जो नील आर्मस्ट्रांग और बज़ एल्ड्रिन ने चंद्रमा पर रखी थीं। अच्छा चलो देखते हैं।

क्या तेज गतिप्रकाश या ध्वनि की गति?

1. प्रकाश की गति। उदाहरण: पहले बिजली, फिर गरज।
2. ऐसा लगता है कि हमारे स्कूलों में भौतिकी नहीं पढ़ाई जाती है! बेशक, लाइट बेबी की गति अधिक होती है।
3. बेशक प्रकाश
4. ईमानदारी से, मुझे सही उत्तर नहीं पता है, लेकिन अगर आपको लगता है कि यह अधिक तार्किक है कि प्रकाश की गति तेज है।
5. दस्तक गति। एक छोर पर वह पाद गया, दूसरे पर वे पहले से ही कहते हैं कि उसने गड़बड़ कर दी।
6. प्रकाश की गति। क्योंकि गरज के साथ हम पहले बिजली देखते हैं, उसके बाद ही हमें गड़गड़ाहट सुनाई देती है
7. ध्वनि की गति (निर्वात में)
   और इसलिए प्रकाश की गति ... सूर्य से हमारे पास, प्रकाश 8 मिनट में पहुंच जाता है
8. स्वेता
9. भोर में एक सूर्य की किरण 17 सेकंड में पृथ्वी की दूरी तय करती है, और ध्वनि की गति 300 किमी प्रति सेकंड है, तो गणना करें
10. जैसी आपकी इच्छा
11. कछुए ....
12. स्वेता...
    उदाहरण के लिए, जब एक गरज होती है ... पहले बिजली थी, और फिर गरज के बाद .. ठीक है, उन्होंने मुझे इस तरह समझाया ...: ^^
13. इसके लिए एक मजाक है - आप टीवी चालू करते हैं - पहले ध्वनि दिखाई देती है, और फिर चित्र।
    (जिन लोगों ने ऊपर उत्तर दिया, उन्होंने शायद इसे सुना भी नहीं)

    पृथ्वी के वायुमंडल में, निश्चित रूप से, प्रकाश की गति ध्वनि की गति से अधिक होती है।

    लेकिन सामान्यतया, ये दोनों मात्राएँ उस माध्यम पर निर्भर करती हैं जिसमें तरंगें फैलती हैं - पहले मामले में, विद्युत चुम्बकीय, और दूसरे में - कणों की संपीड़न तरंगें (ध्वनिक)।

    तो - कुछ वातावरणों में, प्रकाश निर्वात या वायु की तुलना में बहुत अधिक धीरे-धीरे फैल सकता है। और कुछ सामग्रियों में, ध्वनि हवा की तुलना में बहुत तेजी से यात्रा करती है।

    ऐसा होता है कि कण प्रकाश की गति से अधिक गति से माध्यम में फैलते हैं। और फिर भी वे विकिरण करते हैं। (वाविलोव-चेरेनकोव प्रभाव)। लेकिन वे आमतौर पर प्राथमिक कणों पर ध्वनि तरंगों के बारे में बात नहीं करते हैं ...

    अभी तक मुझे किसी ऐसे पदार्थ के बारे में जानकारी नहीं मिली है जिसमें ध्वनि की गति प्रकाश की गति से अधिक हो, लेकिन ऐसी कोई जानकारी नहीं है कि यह सैद्धांतिक रूप से असंभव है।

    तो आम तौर पर प्रकाश की गति तेज होती है, लेकिन हो सकता है कि इसके बहुत विशिष्ट अपवाद हों।

14. प्रकाश की गति, एक सामान्य उदाहरण एक आंधी है: पहले बिजली, और फिर गड़गड़ाहट।
15. हंसने की गति सहन करें।
16. प्रकाश कि गति
17. खैर, मुझे लगता है कि 100 वीं बार एक साधारण जवाब दोहराने का कोई मतलब नहीं है, लेकिन मैं अलेक्जेंडर कोरोटीव के प्रति अपना सम्मान व्यक्त करना चाहता हूं। जब मैंने आपका उत्तर पढ़ा, तो एक उदाहरण दिमाग में आया। सूर्य के अंदर (हीलियम कोर के क्षेत्र में और विकिरण संतुलन के क्षेत्र में), पदार्थ का घनत्व इतना अधिक है कि इसमें प्रकाश कई सेंटीमीटर प्रति सेकंड की गति से फैलता है ... खैर, ध्वनि तरंग के प्रसार की गति में समुद्र का पानी 1500 मी/से से थोड़ा कम...
18. प्रकाश की गति 300,000,000 मी/से
    हवा में ध्वनि की गति 340 m/s
    प्रकाश की गति लाख गुना तेज है और यह प्रकृति में अधिकतम गति है।
    प्रकाश निर्वात (वायुहीन स्थान) में फैल सकता है, लेकिन ध्वनि को एक माध्यम की आवश्यकता होती है - माध्यम जितना सघन होगा, ध्वनि की गति उतनी ही तेज होगी। तो उदाहरण के लिए, बारिश के बाद, ध्वनियां बेहतर और अधिक स्पष्ट रूप से श्रव्य होती हैं। प्राचीन काल में शत्रु सेना कितनी दूर थी यह सुनने के लिए वे अपना कान जमीन पर लगाते थे।
    आ रही रेलगाड़ी की आवाज सुनने के लिए रेल की पटरी पर कान लगाएं - क्योंकि सघन वातावरण में ध्वनि की गति अधिक होती है
19. प्रकाश की गति। मेरी याददाश्त को कुछ हुआ ....
20. प्रकाश कि गति