РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Может ли различаться скорость света во Вселенной: наследие Эйнштейна

Физики доказали, что теория относительности Эйнштейна применима ко всем известным источникам светового излучения во Вселенной.
Может ли различаться скорость света во Вселенной: наследие Эйнштейна

Наследие Альберта Эйнштейна сыграло ключевую роль в формировании института современной физики. Его постулаты постоянно подвергаются практическим испытаниям по мере того, как развивается наука и человечество получает все больше инструментов для изучения Вселенной. Например, все мы со школьной доски помним, что свет всегда движется с одной и той же скоростью — в вакууме она составляет примерно 300 000 000 м/с. Но недавно физики решили провести еще один эксперимент, испытывающий теорию на прочность.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Свет из глубин космоса

Лоренц-инвариативность является фундаментальным принципом специальной теории относительности. Она выражает то, что, независимо от того, в какой  области Вселенной вы находитесь, законы физики — включая скорость света — остаются неизменными. Однако существуют теории, предполагающие, что инвариантность Лоренца может быть нарушена при очень высоких энергиях.

Если это правда — нам понадобятся новые законы физики.

Как узнать, нарушается ли лоренц-инвариативность? Все просто: в таком случае при очень высокой энергии будут наблюдаться феномены, несовместимые с относительностью. Например, свет начнет распространяться с разной скоростью!

Вот здесь на сцену и выходят гамма-лучи. Они представляют собой тип света с наименьшей длиной волны, обладающий наибольшей энергией в электромагнитном спектре, создаваемом радиоактивным распадом атомных ядер. Гамма-радиацию излучают сверхновые, нейтронные звезды, звездные вспышки и области вокруг черных дыр — иными словами, крайне экстремальные космические явления.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Если бы гамма-лучи ускорились при нарушении лоренц-инвариантности, фотоны гамма-лучей распались бы на частицы с более низкой энергией, прежде чем достигнут Земли. Собственно, эти частицы больше не будут гамма-лучами.

Современные исследования

Обсерватория HAWC, расположенная высоко в горах, оснащена детектором Черенкова. Это детектор гамма-излучения, предназначенный для обнаружения гамма-лучей с самой высокой энергией, от 100 миллиардов до 100 триллионов электронвольт (от 100 гигаэлектронвольт, или ГэВ, до 100 тераэлектронвольт, или ТэВ). Это примерно в 100-100 триллионов раз больше энергии видимого света — если бы мы могли ее видеть, она бы ослепила.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сам же детектор состоит из множества резервуаров, заполненных водой, с фотоумножителями, которые могут обнаруживать свет. Когда гамма-луч попадает в верхние слои атмосферы, он теряет энергию из-за взаимодействия с атмосферными молекулами, создавая каскадный поток частиц, движущихся со скоростью света.

Обсерватория HAWC предназначена для обнаружения именно этих частиц. Когда они входят в воду на высоких скоростях, то движутся сквозь нее быстрее, чем свет. Это создает «люминальный бум» , который производит ультрафиолетовое свечение. Оно называется «черенковским излучением», и именно его улавливают фотоумножители.

Чем выше энергия гамма-лучей – тем больше частиц. Недавно HAWC обнаружила в космосе излучение с энергией выше 100 ТэВ. Однако даже при таком высоком пороге оно не демонстрирует никаких признаков распада фотонов.

Что это значит? Для ученых это хорошие новости: лоренц-инвариативность не нарушена, а значит специальная теория относительности все еще валидна и нам не нужно изобретать новые физические законы. В будущем исследователи надеются изучить еще более высокоэнергетическое излучение и узнать, не наблюдаются ли отклонения при куда большей энергии.

Чем выше энергия гамма-лучей, тем больше частиц в получающемся ливне. Вот как физики могут различать энергии гамма-лучей.

valery rubakov
valery rubakov 19 Мая 2020, 18:46
"Это примерно в 100−100 триллионов раз больше энергии видимого света — если бы мы могли ее видеть, она бы ослепила." *** Интересно было бы взглянуть на "ослепившегося" пучком э/м излучения с энергией в 100 ТэВ!
Eduard Magaram
Eduard Magaram 22 Апреля 2020, 11:53
Время-лишь виртуальный параметр,придуманный человеком для процесса,в какой-то степени, описания Вселенной.Во Вселенной не может существовать никакая субстанция,не являющаяся энергией.Время-не энергия,и этот параметр не имеет никакого отношения ни к возникновению,ни к существованию событий-мгновенно фиксируемых состояний энергии. Введение параметра"время" в теории и законы, действующие всегда(!) только в соответствующих постулированных "пространствах",не существующих во Вселенной, позволяет прогнозировать события, но всегда только вероятностно,т.к реальные события происходят во Вселенной,неограниченной никакими постулатами.  Человечество,в силу своих исходных возможностей, вынуждено описывать Вселенную из "пространств моделей",но любая модель бесконечно отличается от реального события.Поэтому все законы и теории описывают Вселенную лишь фрагментарно.И Вселенная не пространство-время,а энергия-пространство.
Николай Угрин
Николай Угрин 22 Апреля 2020, 00:07
Скорость света напрямую привязано к скорости течения времени во вселенной. Скорость течения времени во всей вселенной едина. Всё вещество, в любой точке вселенной, движется во времени с одной скоростью. А вот кванты света и остального эл.магнитного излучения, имеют нулевую скорость течения времени.Так вот разница в скорости течения времени у вещества и у э/м излучения, проявляется в пространстве скоростью света, относительно всех объектов из вещества, и не зависит от системы координат.
странник2019
странник2019 18 Апреля 2020, 17:38
Скорость перемещения конкретного вида  энергии в пространстве является постоянной величиной,  но это только в том случае когда структурная решетка СПС находится в спокойном состоянии, но такое возможно на большом удалении от галактик.В близь окружающем нас пространстве такого не наблюдается. Из сего следует,  что дистанции до объектов в нашем пространстве мы точно определить не можем, как и их истинного положения на конкретный момент. Возможно , что расстояние до ближайших звездных систем на порядок меньше. Соответственно получится, что для нас, находящихся в определенной точке пространства относительно другой , перемещение энергии будет идти не по прямой и соответственно не соответствовать вычисленному нами шаблону.
Eduard Magaram
Eduard Magaram 13 Апреля 2020, 10:09
Скорость света во Вселенной всегда различна,т.к. реальное пространство,в котором существует свет, всегда и везде анизотропно.Оценивая в экспериментах скорость света,мы всегда получаем некую усредненную скорость.Эйнштейн постулировал максимальную скорость света в вакууме,предполагая,что этот вакуум-пустота. Но там существуют огромные энергии и,возможно,в формах и взаимодействиях,недоступных для идентификации человеком.
SergA
SergA 06 Апреля 2020, 18:32
“специальная теория относительности все еще валидна” Удивительно.
SergA
SergA 06 Апреля 2020, 18:31
«люминальный бум» Феерический бред.
SergA
SergA 06 Апреля 2020, 18:26
«Лоренц-инвариативность» «лоренц-инвариантности» Макаровщина.
Загрузка статьи...