القائمة الأخيرة لـ أهم 10 قصص من Universe Today لعام 2010 شملت القصة اكتشاف أسرع من النجوم النابضة الخفيفة - والتي أوضحت بعد مزيد من القراءة أن الظاهرة التي تتم دراستها لم تكن بالضبطمتحركأسرع من الضوء.
على أي حال ، دفعني هذا إلى البحث عن طرق مختلفة واضحة حركة فائقة اللمعان قد يتم إنشاؤها ، جزئيًا لطمأنة نفسي بأن القاع لم يسقط من فيزياء النسبية وجزئيًا لمعرفة ما إذا كان يمكن تفسير هذه الأشياء بشكل مناسب بلغة إنجليزية بسيطة. هنا يذهب ...
1) أوهام السبب والنتيجة
تدور قصة الأسرع من النجم النابض بشكل أساسي حول حواجز الضوء الافتراضية - والتي تشبه إلى حد ما دوي حاجز الصوت ، حيث لا تكون الدفعة الصوتية ، ولكن مصدر الصوت ، الذي يتجاوز سرعة الصوت - بحيث تندمج نبضات الصوت الفردية لتشكل موجة صدمة واحدة تتحرك بسرعة الصوت.
الآن ، ما إذا كان أي شيء من هذا القبيل يحدث بالفعل مع الضوء المنبعث من النجوم النابضة يظل موضع نقاش ، لكن أحد مؤيدي النموذج قد أظهر التأثير في المختبر - انظر هذا مشاركة مدونة Scientific American .
ما تفعله هو ترتيب مجموعة من المصابيح التي يتم تشغيلها بشكل مستقل. من السهل جعلها تنطلق بالتسلسل - الأول 1 ، ثم 2 ، ثم 3 ، إلخ - ويمكنك الاستمرار في تقليل التأخير الزمني بين كل إطلاق حتى يكون لديك موقف ينطلق فيه المصباح 2 بعد اللمبة 1 في وقت أقل من سيحتاج الضوء إلى قطع المسافة بين المصباحين 1 و 2. إنها مجرد خدعة حقًا - لا توجد علاقة سببية بين المصابيح المشتعلة - ولكن يبدو كما لو أن سلسلة من الإجراءات (الأولى 1 ، ثم 2 ، ثم 3 إلخ) قد تحركت أسرع من الضوء عبر صف المصابيح. هذا الوهم هو مثال على الحركة الفائقة الظاهرة.
هناك مجموعة من السيناريوهات المحتملة لسبب الإضاءة الفائقة موجة المكسيكية من إشعاع السنكروترون قد ينبعث من مصادر نقطية مختلفة حول نجم نيوتروني سريع الدوران داخل مجال مغناطيسي شديد. طالما أن الانبعاث من هذه المصادر النقطية ليست مرتبطة سببيًا ، فإن هذه النتيجة لا تنتهك فيزياء النسبية.
2) جعل الضوء أسرع من الضوء
يمكنك إنتاج حركة فائقة الوضوح للضوء نفسه عن طريق التلاعب بطول موجته. إذا اعتبرنا الفوتون حزمة موجية ، فيمكن شد حزمة الموجة هذه خطيًا بحيث تصل الحافة الأمامية للموجة إلى وجهتها بشكل أسرع ، حيث يتم دفعها قبل باقي الموجة - مما يعني أنها تنتقل أسرع من الضوء .
ومع ذلك ، فإن الطبيعة الفيزيائية لـ 'الحافة الأمامية لحزمة الموجة' غير واضحة. حزمة الموجة بأكملها تعادل فوتونًا واحدًا - ولا يمكن أن تحمل الحافة الأمامية لحزمة الموجة الممتدة أي معلومات مهمة. في الواقع ، من خلال التمدد والتخفيف ، قد يتعذر تمييزه عن ضوضاء الخلفية.
تتطلب هذه الحيلة أيضًا أن يتحرك الضوء عبر وسط انكساري ، وليس فراغ. إذا كنت حريصًا على التفاصيل الفنية ، فيمكنك إجراؤها سرعة المرحلة أو سرعة المجموعة اسرع من ج (سرعة الضوء في الفراغ) - لكن لا سرعة الإشارة . على أي حال ، نظرًا لأن المعلومات (أو الفوتون كوحدة كاملة) لا تتحرك أسرع من الضوء ، فلا يتم انتهاك فيزياء النسبية.
3) الحصول على طرد من كسب الوسائط
يمكنك تقليد حركة أكثر دراماتيكية فائقة اللمعان من خلال a كسب المتوسطة حيث تحفز الحافة الأمامية لنبضة ضوئية انبعاث نبضة جديدة في النهاية البعيدة لوسط الكسب - كما لو أن نبضة ضوئية تصل إلى أحد طرفي مهد نيوتن ويتم إسقاط نبضة جديدة من الطرف الآخر. إذا كنت ترغب في رؤية إعداد المختبر ، فجرّب هنا. على الرغم من أن الضوء يبدو وكأنه يقفز من الفجوة الفائقة اللمعان ، إلا أنه في الواقع نبضة ضوئية جديدة تنبثق من الطرف الآخر - ولا تزال تتحرك بسرعة الضوء القياسية.
ضوء أسرع من الضوء. إلى اليسار: يمكن أن يؤدي تمديد شكل موجة الضوء إلى جعل الحافة الأمامية للموجة تبدو وكأنها تتحرك أسرع من الضوء. يمينًا: يمكن لوسائط الكسب أن تتصرف مثل مهد نيوتن ، مما يجعل الضوء يبدو وكأنه يقفز على الفجوة بشكل مذهل.
4) الوهم النفاث النسبي
إذا كانت المجرة النشطة ، مثل M87 ، هو دفع نفاثة من البلازما شديدة الحرارة تتحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء - وتتوافق الطائرة تقريبًا مع خط رؤيتك من الأرض - يمكنك أن تنخدع بالاعتقاد أن محتوياتها تتحرك أسرع من الضوء.
إذا كان طول تلك الطائرة 5000 سنة ضوئية ، فينبغي أن يستغرق أي شيء بداخلها 5000 سنة على الأقل لعبور تلك المسافة البالغة 5000 سنة ضوئية. سوف يستغرق الفوتون المنبعث من جسيم من مادة نفاثة عند النقطة A بالقرب من بداية الطائرة 5000 عام للوصول إليك. لكن في غضون ذلك ، يستمر جسيم المادة النفاثة في التحرك نحوك تقريبًا بنفس سرعة ذلك الفوتون. لذلك عندما يصدر الجسيم فوتونًا آخر عند النقطة B ، فإن نقطة بالقرب من طرف الطائرة - سيصل هذا الفوتون الثاني إلى عينك في أقل من 5000 سنة بعد الفوتون الأول ، من النقطة A. عبر الجسيم 5000 سنة ضوئية من النقطتين أ إلى ب في أقل من 5000 سنة. لكنها مجرد خداع بصري - تظل فيزياء النسبية سليمة.
5) حركة فائقة اللمعان غير معروفة
من الممكن تمامًا أن تتحرك الأجسام الموجودة خارج أفق الكون المرئي بعيدًا عن موقعنا أسرع من سرعة الضوء - كنتيجة للتوسع التراكمي للكون ، مما يجعل المجرات البعيدة تبدو وكأنها تتحرك بعيدًا أسرع من المجرات القريبة. ولكن نظرًا لأن الضوء المنبعث من الأجسام الافتراضية خارج الأفق المرئي لن يصل أبدًا إلى الأرض ، فإن وجودها غير معروف من خلال الملاحظة المباشرة من الأرض - ولا يمثل انتهاكًا لفيزياء النسبية.
وأخيرًا ، ليست فكرة المبكر غير معروفة بقدر ما هي نظرية التضخم الكوني ، والذي يتضمن أيضًا توسيعًا للزمكان بدلاً من الحركة داخل الزمكان - لذلك لا يوجد انتهاك هناك أيضًا.
اشياء اخرى…
لست متأكدًا من أن ما ورد أعلاه هو قائمة شاملة وقد تركت عمداً مقترحات نظرية أخرى مثل تشابك الكم و ال محرك الاعوجاج Alcubierre . أي من هؤلاء ، إذاحقيقة، يمكن القول إنه ينتهك فيزياء النسبية - لذلك ربما تحتاج إلى النظر فيها بمستوى أعلى من الشك.