Вселената може да е доминирана от частици, които се движат по-бързо от светлината, предполага нова статия

Ваня Милева Последна промяна на 19 април 2024 в 00:00 13501 0

Деликатна сфера от газ, създадена от взривна вълна на свръхнова на 160 000 светлинни години от Земята.

Кредит NASA Goddard
Деликатна сфера от газ, създадена от взривна вълна на свръхнова на 160 000 светлинни години от Земята.

Тъй като природата на двата най-неуловими компонента на Вселената - тъмната материя и тъмната енергия - е предмет на дебат, физиците предлагат радикална идея: невидими частици, наречени тахиони, които се движат по-бързо от светлината, може да доминират в космоса.

Може ли космосът да бъде доминиран от частици, които се движат по-бързо от скоростта на светлината? Този модел на Вселената се съгласува изненадващо добре с наблюденията, откриват двама физици.

В нова статия, която все още предстои да бъде рецензирана, физиците предполагат, че нашата вселена е доминирана от тахиони - хипотетичен вид частица, която винаги се движи по-бързо от светлината.

Тахионите

Скоростта на светлината, която във физиката се бележи с буквата с, е почти 300 000м/сек. или по-точно с = 299 792 458 м / сек. Скоростта на светлината във вакуум е фундаментална физична константа. Като следствие от Специалната теория на относителността (СТО) на Айнщайн скоростта на светлината не може да бъде надхвърлена. Ако някой опровергае това, теорията на относителността ще отпадне като валидна теория. Досега това не се е случило, въпреки многобройните опити. Но при специално създадени условия може да се наблюдават свръхсветлинни скорости без да се нарушават принципите на теорията на относителността.

До 60-те години на ХХ в. се е смятало за безсмислено да се обсъжда движение със свръхсветлинна скорост. Но във физиката няма "свещени крави" и един индийски учен, Джордж Сударшан (George Sudarshan) за първи път предположил възможността за съществуването на тахионите - частици, движещи се със скорост, по-голяма от скоростта на светлината и доказал, че това не противоречи на теорията на относителността.

Невъзможно е да се забави тахион до скоростта на светлината

Един лесен начин да се изведе тахиона от формулите на специалната теории на относителността е да се положи масата като имагинерна величина ( m = i.m0 или m2 < 0 ) във формулата за енергията, която за да бъде реална е необходимо v > c, т.е. получаваме тахион, частица, движеща се със скорост, по-голяма от скоростта на светлината.

Многомерност на времето

При забавяне на такава частица, се увеличава енергията й, а ако се забави до скоростта на светлината, енергията й ще се увеличава безкрайно. Това означава, че е невъзможно да се забави тахиона до скоростта на светлината, както е невъзможно обикновена масивна частица да достигне скоростта на светлината.

В новата статия изследователите предполагат, че тахионите може да са истинската идентичност на тъмната материя, загадъчната форма на материя, която съставлява по-голямата част от масата на почти всяка отделна галактика във Вселената, превъзхождайки нормалната материя 5 към 1. Астрономите и физиците в момента не знаят от какво се състои тъмната материя, така че те са свободни да измислят всякакви идеи – защото в края на краищата понякога една далечна идея е правилна и дори да е грешна, тя може да ни помогне по пътя към по-добро разбиране.

Изследователите изчисляват, че една разширяваща се вселена, пълна с тахиони, може първоначално да забави своето разширяване, преди да се ускори отново. Нашата вселена в момента е във фаза на ускоряване, движена от феномен, известен като тъмна енергия, така че този тахионен космологичен модел може потенциално да обясни както тъмната енергия, така и тъмната материя едновременно.

За да проверят тази идея, физиците прилагат модела си към наблюдения на свръхнови тип Ia, вид звездна експлозия, която позволява на космолозите да изградят връзка между разстоянието и скоростта на разширяване на Вселената. Именно чрез свръхнови от тип Ia астрономите в края на 90-те години за първи път откриват, че скоростта на разширяване на Вселената се ускорява.

Свръхнова тип Ia, наблюдавана в галактиката M82 от космическия телескоп Хъбъл.Свръхнова тип Ia, наблюдавана в галактиката M82 от космическия телескоп Хъбъл. Тези експлозии позволяват на астрономите да оценят скоростта на разширяване на Вселената. Кредит: NASA Goddard

Физиците установяват, че тахионният космологичен модел е също толкова добър в обяснението на данните за свръхновите, колкото и Стандартният космологичен модел, включващ тъмна материя и тъмна енергия. Това само по себе си е изненада, като се има предвид колко неортодоксална е тази идея.

Това обаче е само началото. Сега имаме достъп до множество данни за широкомащабната вселена, като космическия микровълнов фон (остатъчната радиация, освободена непосредствено след Големия взрив) и разположението на галактиките в най-големите мащаби. Следващата стъпка е да се продължи тестването на тази идея спрямо тези допълнителни наблюдения.

Тахионният космологичен модел е трудно да премине през строги експериментални тестове, заради самата природата на тахионите - ние няма как да имаме досег с тези частици . Но навлизането в нови, дори неортодоксални посоки в космологията е важно - никога не знаем кога може да се стигне до откритие. Учените се опитват да разберат тъмната материя от 50 години и тъмната енергия от четвърт век, без никакви убедителни резултати. Решенията на тези главоблъсканици вероятно ще дойдат от неочаквана посока.

Тахионите са завладяваща идея, защото всъщност не противоречат на физичните закони, но уви е невъзможно да се провери съществуването им - техният и нашият свят няма как да имат допирни точки пак според физичните закони.

Справка: Testing Tachyon-Dominated Cosmology with Type Ia Supernovae; Samuel H. Kramer, Ian H. Redmount; https://arxiv.org/abs/2403.13859

Източник: The universe may be dominated by particles that break causality and move faster than light, new paper suggests, Live Science

Виж още за:
Най-важното
Всички новини

Още от Космос

Коментари

За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !