28 1 月, 2023

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ScienceAlert:研究表明如果你打破光速,宇宙会是什么样子,奇怪:ScienceAlert

没有什么能比光速更快。 这是一条融入爱因斯坦狭义相对论结构的物理规则。 事情进展得越快,时间凝固的视角就越接近静止。

走得更快,你会遇到时间倒流的问题,搞乱因果关系的概念。

但来自波兰华沙大学和新加坡国立大学的研究人员现在已经突破了相对论的界限,提出了一个与当前物理学不矛盾的系统,并可能为新理论指明道路。

他们想出的是一个“扩展 狭义相对论它结合了时间的三个维度和空间的一个维度(“1 + 3时空”),不像我们都习惯的空间三个维度和时间一个维度。

这项新研究并没有制造任何重大的逻辑矛盾,而是增加了更多证据来支持这样一种观点,即物体可能能够比光速移动得更快,而不会完全违反现有的物理定律。

“没有根本原因可以解释为什么观察者以大于光速的速度相对于所描述的物理系统移动不应该受到它的影响,” 物理学家 Andrei Dragan 说来自波兰华沙大学。

这项新研究基于 之前的工作 由一些相同的研究人员提出,他们认为超发光的观点可以帮助将量子力学与爱因斯坦的力学联系起来 狭义相对论 目前无法将物理学的两个分支调和成一个以我们解释其他力的相同方式描述引力的综合理论。

在这个框架中,粒子不能再被建模为点状物体,就像它们在普通三维宇宙(除了时间)的视角中那样。

相反,要了解观察者可能会看到什么以及超光粒子的行为方式,我们需要求助于支持量子物理学的各种场论。

基于这个新模型,超发光物体看起来就像一个像气泡一样在空间中膨胀的粒子——与穿过场的波浪没有什么不同。 另一方面,高速运动的物体会经历几个不同的时间尺度。

然而,即使对于那些行进速度比光速快的观察者来说,真空中的光速也将保持恒定,从而保留了爱因斯坦的一项基本原理——这一原理以前只被认为与行进速度比光速慢的观察者有关。 (就像我们所有人一样)。

“这个新定义维持了爱因斯坦关于真空中光速恒定的假设,即使对于超级观察者也是如此,” 德拉甘说.

“所以我们扩大私人比率听起来并不是一个特别奢侈的想法。”

然而,研究人员承认,切换到 1+3 时空模型会引发一些新问题,即使它回答了其他问题。 他们认为有必要扩展狭义相对论以纳入超光速参考系。

这可能包括从 量子场论:狭义相对论、量子力学和经典场论(旨在预测物理场如何相互作用)的概念组合。

如果物理学家是对的,那么在广义狭义相对论中,宇宙的粒子都将具有不寻常的特性。

研究提出的问题之一是我们是否能够观察到这种扩展行为——但要回答这个问题需要大量时间和大量科学家。

“新基本粒子的抽象实验发现是一项值得诺贝尔奖的成就,可以在一个大型研究团队中使用最新的实验技术来实现,” 物理学家 Krzysztof Torzynski 说来自华沙大学。

“然而,我们希望将我们的结果应用于更好地理解与希格斯粒子和其他粒子的质量相关的自发对称性破缺现象。 标准格式,尤其是在早期宇宙中。

研究发表于 经典引力和定量引力.

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