سرعتي بالاتر از سرعت نور

سرعتي بالاتر از سرعت نور

آيا واقعا ممكن است كه سرعت هاي بالاتر از سرعت نور وجود داشته باشد؟

بر اساس نظريه نسبيت هيچ فرآيند فيزيكي نمي تواند در سرعت هاي بالاتر از سرعت نور در خلا انجام گيرد. بدون ترديد ، قابل قبول نبودن اين سرعت ها يكي از عجيب ترين فرضيات فيزيك جديد است.
ابر نور
در كنار دنيايي با سرعت هاي كمتر از سرعت نور (جهان تارديون ، مشتق از كلمه لاتين تاردوس به معناي آهسته) دنياي ديگري وجود دارد كه سرعت نور در آن از سرعت هاي ديگر كمتر است، نه بيشتر (جهان تاكيون مشتق از لغت يوناني تاخيس به معني سريع مي باشد). دنياي دوم كشف نشده است ، زيرا هيچ نقطه مشتركي با دنياي اول ندارد.

در سالهاي اخير ، تعدادي مقاله تحقيقاتي منتشر شده كه نويسندگان آنها احتمال وجود ذرات «ابر نور» را كه تا كنون ناميده اند، مورد بررسي قرار داده اند.

واقعيت عجيبي كه در مورد فرضيه ابر نور وجود دارد، آنست كه اين فرضيه ، نظريه نسبيت خاص را نقض نمي كند ، بلكه آن را با دنيايي كه در آن سوي محدوده سرعت نور قرار دارد سازگارتر و هماهنگ تر مي سازد.
اگر تاكيون‌ها وجود داشتند؟
عقايد متفاوتي در اين مورد وجود دارد. اگر تاكيون ها واقعا وجود داشته باشند، چه مي شود؟ در اين صورت آنها نوع سوم ذراتي مي باشند كه براي ما شناخته شده اند. اولين نوع شامل ذراتي است كه هيچگاه به سرعت نور نمي رسند. (يعني تقريبا تمام ذرات بنيادي شناخته شده) ، نوع دوم فوتون‌ها (كوانتاهاي تابش الكترومغناطيسي) و احتمالا نوترينوها مي باشند كه هر دو آنها با سرعت نور منتشر مي شوند. تاكيون ها همواره داراي سرعتي مي باشند كه از سرعت نور بيشتر است.
دنياي تاكيون ها و دنياي ما
دنياي تاكيون ها هيچ نقطه مشتركي با دنياي ما كه در آن سرعت ها كمتر از سرعت نور است ندارد. سه نوع ذره‌اي كه هم اكنون ذكر آنها به ميان آمد، داراي يك خاصيت مشترك مي‌باشند. ذرات يك گروه تحت هيچ شرايطي نمي توانند به ذرات گروه ديگر تبديل شوند. از سوي ديگر ، فقط بر اساس دانش جديد مي توانيم چنين اظهار نظري را به عمل آوريم. اگر اين مسئله را از ديدگاه اطلاعات علمي كامل‌تري كه هنوز ناشناخته است مورد بررسي قرار دهيم، ممكن است كه كاملا تغيير نمايد. در آن صورت مي توانيم فرض كنيم كه دنياي تاكيون ها با دنياي ما برخورد پيدا مي كند و اين بدان معني است كه فرآيندهايي در طبيعت وجود دارند كه در جهات نامشخص پيش مي روند.

اصل عليت كه بر اساس آن علت هميشه مقدم بر معلول است يك اصل اساسي فيزيكي است. به بيان ديگر ، هيچ رويدادي نمي تواند گذشته را تحت تاثير قرار دهد و موجب تغيير آن چيزي گردد كه اتفاق افتاده است، ولي در دنياي ذراتي كه با سرعت نور و يا بيشتر از آن حركت مي كنند ، اين اصل ممكن است تغيير نمايد و علت و معلول با توجه به چارچوب مرجع جاي خود را عوض كنند.

در فرآيندهايي كه پيام ها با سرعت بيشتر از سرعت نور حركت مي نمايند، تسلسل وقايع (وقايعي كه پيش از وقايع ديگر رخ مي دهند) به انتخاب دستگاه مختصات بستگي پيدا مي كند، در عين حال ، جهت جريان اطلاعات يعني اساس بستگي علت و معلول تغيير نمي نمايد. اين مسئله موجب نقص عليت مي گردد.
بازگشت به گذشته
گمان مي‌رود چنين جرياني بتواند براي ايجاد ارتباط تلفني با گذشته كمك كند يا ممكن است شخصي خود را به ساعت 11 صبح روز قبل انتقال دهد … . چنين چيزي مادامي كه دنياي سرعتهاي كوچك‌تر از سرعت نور با دنياي سرعتهاي بزرگ‌تر از سرعت نور برخورد پيدا كند، تناقض مي‌باشد. اگر فقط محدوده سرعت‌هاي بالاتر از سرعت نور را مورد توجه قرار دهيم، چين تناقضاتي به‌وجود نمي‌آيد. تاكنون هيچ يك از اطلاعات تجربي به دست آمده وجود تاكيون‌ها را به اثبات نرسانيده‌اند.
دنياي ريز ذره‌ها
پيشرف جهان كوچك عقايد و تصورات خارق‌العاده‌اي پديد مي‌آورد كه نظريه‌هاي دانش عادي را نقض مي‌كند و آشكارا نشان مي‌دهد. چنين عقيده‌اي كه معلومات امروزي علمي مفاهيم مطلق و غير قابل تغييري هستند، پوچ مي‌باشد. به نظر نمي‌آيد كه هيچگاه پيشرفت فيزيك و اختر فيزيك به انتها برسد.

فرضيه ذرات بنيادي كه همواره وقايع عجيب‌تري را آشكار مي‌سازد. دائما با مفاهيم پيچيده رياضي و ساير مفاهيم پيچيده به‌ وجود مي‌آيد كه با دنيايي كه ما را احاطه كرده هيچ گونه مشابهتي ندراد. بايد گفت كه اين فرضيه روز به روز بيشتر با فرضيه كيهاني آميخته مي‌شود. به عبارت ديگر قوانين طبيعي حاكم بود و نقطه نهايي و متضاد ابعاد جهاني يعني دنياي ريز ذره‌ها و دنياي وقايع كيهاني هيچگاه با يكديگر متناقض نيستند.
بيان ريز ذره‌ها بوسيله پديده گرانشي
با نفوذ بيشتر در دنياي ريز ذره‌ها ، اثرات گرانشي بطور قابل توجهي كمتر مي‌شوند. ولي اين مساله تا نقطه معيني صادق است و نقش آنها بطور مشخصي افزايش مي‌يابد. و آنها مانند وضعيتي كه در جهان بزرگ وجود دارد به صورت پديده‌هاي فيزيكي غالب در مي‌آيند. در دنياي ريز ذره‌ها كه وجه مشخصه آن فواصل كوچك است، مقادير انرژي و در نتيجه جرم به اندازه‌اي افزايش مي‌يابد كه از اين نظر دنياي ريز ذره‌ها مشابه پديده‌هاي دنياي بزرگ و فوق‌العاده بزرگ مي‌گردد و دو جهان مانند گذشته يكي مي‌شوند و به همين دليل آنها برخي از قوانين طبيعت مشترك هستند.

سياهچاله‌ها كه نشان‌دهنده چگالي فوق‌العاده زياد ماده هستند، ناحيه ديگري مي‌باشند كه در آن وقايع جهاني و ميكروسكوپيك باهم يكي مي‌شوند. در اينجا پديده گرانشي در هر دو حالت عظيم است كه در حالت اول بصورت هندسه تغيير يافته فضا و در حالت دوم به صورت اثرات مكانيك كوانتومي بيان مي‌شود.

سراب كيهاني

سراب كيهاني

با وجود پيشرفت‌هاي زيادي در زمينه كيهان شناسي ، معمايي كه هنوز هم حل نشده ، مقدار چگالي ماده موجود در جهان است. چون قسمت نامشخصي از ماده بصورت نامرئي است، امكان دستيابي به مقدار آن براي اخترشناسان تقريبا غير ممكن است. ولي اخيرا آنها پديده تازه‌اي كشف كرده‌اند كه نويد روشن كردن بسياري پرسشها را پيرامون مقدار تام ماده مرئي و نامرئي در كائنات و پراكندگي آن را در فضا به ما مي‌دهد. اين كشف عبارتست از پديده سرابهاي جاذبه‌اي.
سرابهاي گرانشي
"سرابهاي جاذبه‌اي" زماني حاصل مي‌شوند كه دو ستاره يا بيشتر كه در فاصله‌هاي متفاوتي از زمين واقع شده‌اند، بصورت كامل با كره زمين روي يك خط قرار گيرند و بنظر برسد كه در آسمان باهم برخورد كرده‌اند. روشنايي دورترين ستاره براي رسيدن به ما بايد از ميدان گرانشي نزديكترين ستاره بگذرد و در اين عبور منحرف مي‌شود. اين انحراف روشنايي يك تغيير شكل و حتي نوعي تكثير تصوير از ستاره پديد مي‌آورد.
پيش بيني سراب جاذبه‌اي
آلبرت انيشتين در سال 1936 با استفاده از نسبيت عمومي نشان داد كه اگر از ديد ناظر رصد كننده ، دو ستاره با كره زمين روي يك خط قرار گيرند، دورترين ستاره علاوه بر تصوير عادي خود كه يك نقطه است، تصوير ديگري به شكل يك حلقه نوراني در اطراف آن نقطه روشن ، پيدا خواهد كرد. اين حلقه نوراني ، نوعي سراب كيهاني و نوعي توهم بصري است زيرا در عالم حقيقت وجود ندارد. آلبرت انيشتين همخط شدن دو ستاره با زمين را امري بسيار غير محتمل مي‌دانست و اين پديده را فقط بصورت تئوري ارايه داده بود.
عدسي گرانشي
در پديده سراب كيهاني ، ستاره نزديكتر كه قوه جاذبه آن ، روشنايي ستاره دورتر را منحرف مي‌كند، "عدسي جاذبه‌اي" ناميده مي‌شود. اين ستاره مانند عدسي عينك ، روشنايي ستاره را منحرف مي‌كند تا سراب جاذبه‌اي را پديد آورد. يك سال بعد از ارايه نظريه آلبرت انيشتين ، "فريتز زوايكي" همان كسي كه موضوع ماده نامرئي را مطرح كرد با قبول تئوري آلبرت انيشتين ، به جاي ستاره‌ها ، كهكشانها و انبوه‌هاي كهكشاني را به عنوان عدسي گرانشي پيشنهاد كرد.
كشف سراب كيهاني
42سال بعد از ارائه اين نظريات ، در سال 1979 يك جفت كويزار اجسام ستاره مانند بسيار دور كشف شد كه خيلي به هم نزديك و شبيه بودند. فيزيكدانان بر اين اعتقاد شدند كه اين شباهت حيرت انگيز حاصل تصادف نيست، يكي از اين كويزارها مي‌تواند سراب گرانشي كويزار ديگر باشد، ولي در اين مورد بايد عدسي گرانشي آنرا هم كشف مي‌كردند.
پس از رصدهاي دقيق ، كهكشاني كشف شد كه روي يكي از كويزارها قرار گرفته بود. بدين ترتيب نخستين سراب كيهاني كشف شد. در واقع آنچه ديده مي‌شد يك كويزار بيش نبود، و كهكشاني كه بين اين كويزار و زمين بصورت هم خط واقع شده بود، به عنوان عدسي گرانشي عمل كرده و دومين كويزار را بصورت سراب پديد آورده بود. پس از آن سرابهاي ديگري نيز كشف شد. حتي حلقه‌هاي نوراني كه آلبرت انيشتين پيش بيني كرده بود در جهت انبوه‌هاي كهكشاني ديده شدند.
رابطه بين سراب كيهاني و ماده نامرئي
يك سراب كيهاني ، حاصل و نتيجه تداخل عمل پيچيده ميان روشنايي يك جسم نوراني سماوي «ستاره ، كويزار ، كهكشان يا انبوه كهكشانها) و ميدان گرانشي يك عدسي گرانشي است. ميدان جاذبه به توده تمام ماده (مرئي يا نامرئي) و تقسيم پراكندگي فضايي آن در عدسي بستگي دارد. از طرف ديگر ، مسير روشنايي نيز تحت تاثير ميدان جاذبه گرانشي تمام مواد بين كهكشاني (مرئي يا نامرئي) است كه مي‌تواند ميان جسم نوراني و عدسي و ميان عدسي و زمين وجود داشته باشد.
بنابراين سرابهاي كيهاني قادرند مارا نه تنها در مورد توده نامرئي در عدسيها ، بلكه درباره فضاي ميان كهكشاني نيز آگاه سازند. ولي يافتن سرابهاي كيهاني كار آساني نيست و مقدار سرابهايي كه تا كنون يافته شده‌اند، انگشت شمار مي‌باشند. اين كميابي دليل آنست كه فضاي ميان كهكشاني نمي‌تواند پر از سياهچاله‌هاي يك تكه توده‌دار (حدود يك ميليارد برابر توده خورشيد) باشد، زيرا اين سياهچاله‌ها عدسيهاي گرانشي بسيار خوبي هستند. فيزيكدانها اميدوارند با كشف سرابهاي كيهاني ، بيشتر اسرار توده نامرئي كائنات را آشكار كنند.