Перетряхнуть основы основ - только так и можно назвать теорию Эйнштейна - взялись в университете Кобленц-Ландау. Немецкие ученые утверждают, что им экспериментальным путем удалось осуществить то, что классическая наука считает невозможным. Они разогнали фотоны света до скорости, превышающей скорость света (300 тысяч километров в секунду). Немцы якобы победили скоростной барьер при помощи эффекта, названного фотонным туннелированием. В этом случае квант света, коим по сути и является фотон, преодолевает, как утверждают физики, барьеры разных размеров - от нескольких миллиметров до метра - намного быстрее скорости света.
Суть эксперимента состояла в следующем. Исследователи пропускали луч лазера между двумя призмами, вначале сомкнутыми. Призмы находились в вакууме. Детекторы улавливали отражавшиеся от стенок фотоны. Потом ученые стали раздвигать призмы на различные расстояния, заполняя пространство барьерами с непроходимым для волн веществом. Каково же было удивление экспериментаторов, когда они увидели, что фотоны, пробивая барьер, доходили до второй призмы и отражались от нее, попадая на детекторы одновременно с фотонами, отраженными от первой призмы. Этот факт заставил немцев объявить о том, что скорость света в вакууме преодолена, а теория относительности бита.
Иллюзия скорости
Справедливости ради надо сказать, что немцы не первые предприняли попытку преодолеть скорость света. Еще в 60‑е годы в Советском Союзе, в ФИАНе, проводились очень интересные эксперименты, в ходе которых физики взрывали вещество и получали плазму, перемещающуюся с околосветовой скоростью. "На границы плазмы направлялся световой луч и отражался от них, - вспоминает Владимир Гладышев, генеральный директор НИИ гиперкомплексных систем в геометрии и физике МГТУ им. Н. Э. Баумана. - И если бы теория относительности была неверна, то скорость света складывалась бы со скоростью стенки плазмы и получались две скорости света. Однако этого не происходило".
Зато именно так электродинамика Максвелла и теория относительности Эйнштейна были впервые проверены. Это было фундаментальное и серьезное доказательство теории относительности на околосветовых скоростях. Но всегда найдутся те, кто желает шагнуть дальше, за горизонты возможного. Не случайно опыт физиков из Кобленца был одними учеными поставлен под сомнение, а другими - горячо поддержан. Действительно, как же получилось так, что в лаборатории скорость света преодолеть удалось, а в природе подобное не повторяется? Может быть, теория относительности описывает не все, что получено современными научными опытами, и ее пора расширить?
Такого мнения, в частности, придерживается заведующий Лабораторией детерминативных исследований Владимир Финогеев. Он считает, что "для критики специальной теории относительности были основания с момента ее появления. Естественно, они есть и сейчас". Например, серьезный "недочет" в теории относительности, по мнению Финогеева, в том, что она не объясняет, почему в разных направлениях свет может перемещаться с кажущейся различной скоростью. Попытку объяснить это предпринял в конце XIX века американский физик, специалист по точным измерительным приборам Альберт Майкельсон. Вместе с коллегой Эдвардом Морли он предполагал отправить световые сигналы поперечно и продольно движению Земли, чтобы измерить их скорости с помощью изобретенного им интерферометра. Поскольку продольное расстояние от точки А до точки Б превышало поперечное, Майкельсон ожидал, что и скорость прохождения их окажется различной. Но этого не произошло. Физик не мог взять в толк, каким образом свет проходит неравные расстояния за равное время.
Анализ опыта Майкельсона, который провел Владимир Финогеев, показывает: он не имеет никакого отношения к измерению скорости света. Майкельсон не учел, что источник света, так же как и интерферометр, находился вместе с Землей в движении, при этом непрерывно излучая фотоны. Скорее всего, с подобным столкнулись и ученые университета Кобленц-Ландау. Получается, что если измерять прохождение света по ходу движения, то мы получим кажущееся изменение скорости света. В действительности же она остается неизменной. Во встречном направлении световой сигнал преодолевает расстояния быстрее, чем в направлении по ходу движения, и это может создавать иллюзию превышения скорости света. Чтобы устранить это противоречие, "нужно ввести понятие абсолютного времени", - считает Владимир Финогеев. Тогда скорость света будет измеряться не часами, двигающимися внутри системы (в данном случае Земли), а независимым, вселенским временем. И это предложение как бы раздвигает рамки теории Эйнштейна.
Уходящая натура
Проблема преодоления скорости света не случайно вызывает такой интерес. Решение ее открывает фантастические горизонты, в частности позволяет совершать моментальные путешествия из точки А в точку Б - телепортацию. Понятно, что все теории на сей счет чрезвычайно увлекательны и обещают в целом изменить картину мироздания. Их немного, но время от времени возникают все новые. Одним из авторов теории, названной "Нелинейной квазиклассической спинорной электродинамикой", является наш соотечественник, доктор физико-математических наук, профессор Самарского государственного аэрокосмического университета Юрий Ратис. В его теории последовательно учтен тот факт, что электромагнитные волны в физическом вакууме самопроизвольно сворачиваются в сгустки электромагнитной материи - фотоны - за счет самостоятельного действия. "Утверждение о том, что скорость света в пустоте постоянна, неверно хотя бы потому, что пустота, в которой есть свет, уже не является пустотой, - объясняет автор теории. - Это среда, обладающая всеми атрибутами материи - энергией, импульсом, массой покоя и так далее. Другое дело, что масса покоя фотона невообразимо мала. Фотон во столько же раз легче электрона, во сколько раз электрон легче Солнца. Поэтому поправки к результатам существующих теоретических расчетов электродинамических процессов ничтожно малы". В научные статьи, посвященные анализу оптических и других электромагнитных явлений, даже не нужно вносить коррективы, просто меняется картина мироздания в целом. Из физики вслед за флогистоном, эфиром и другими неосязаемыми субстанциями уходит последняя невесомая материя - свет. Свет, конечно же, никуда не денется. Просто, как и предыдущая частица нейтрино, считавшаяся невесомой, фотоны приобретают массу покоя, исчезающе малую, но не равную нулю.
Удар по позициям
На днях в продолжение темы пришло любопытное сообщение из-за океана. Группе ученых из Стэнфордского университета удалось расшифровать данные, полученные орбитальным гамма-телескопом Ферми. Результаты исследования позволили астрофизикам заявить о том, что теория относительности Эйнштейна подверглась очередной проверке на практике. Еще 10 мая прибор зафиксировал гамма-вспышку GRB 090510, произошедшую во Вселенной на расстоянии в 7,3 миллиарда световых лет от Земли. Отголоски столкновения двух нейтронных звезд дошли до телескопа в виде двух фотонов. При этом частота и энергия этих двух микрочастиц оказались разными и отличались в миллионы раз! Однако оба фотона дошли до цели практически в одно и то же время. Разница составила лишь 0,9 секунды, что ученые сочли за обычную погрешность. Вывод был однозначным: скорость света в вакууме одинаковая, и ни разность в энергии, ни другие помехи не могут создать условия для ее преодоления. Это серьезный удар по позициям ученых, оспаривающих положения теории относительности и заявляющих, что скорость света все-таки может быть превышена. Конечно, споры с теорией относительности возможны. И вовсе не из-за того, что она неверна. Просто она является неполной. И потому неудивительно, что находятся те, кто решает посягнуть на "святое", дополнив труды Эйнштейна. Вписаться соавтором к великому физику - это не просто провести эксперимент и попытаться сенсационно опровергнуть общепринятые постулаты. Здесь ответственности побольше - потомки станут рассматривать идеи наряду с трудами гения. К этому тоже надо быть готовым.
Мнения
Олег Лойко, исполнительный директор Международного центра фундаментальной физики ФИАН:
- Любая теория верна в каких-то рамках. Естественно, что в каких-то случаях можно выходить за эти рамки. В том числе и при обсуждении теории относительности. Это нормальное последовательное развитие науки. Та же скорость света бывает групповой и фазовой и, кстати, фазовая может быть больше, чем скорость света как таковая. Однако это не противоречит теории относительности, потому что находится за ее рамками. Часто бывает так, что люди опровергают теорию относительности при исследовании того, что она не описывает. Они заявляют: "А вот такой-то эффект теория относительности не объясняет". Но серьезных аргументов не приводят. Вдобавок критики начинают нервничать, когда им предлагают укрепить знания в математике, физике. Поэтому в предлагаемых ими теориях всегда можно найти внутренние противоречия, которые они не могут объяснить.
Валерий Кувакин, член Комиссии РАН по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований:
- Люди опровергают очевидные вещи по двум причинам. Во-первых, потому, что они упрямы. Во-вторых, отрицание идет от людей, которые не могут смириться, что существует некое очевидное противоречие между тем, что мы наблюдаем невооруженным глазом, и тем, что говорит наука, вооруженная специальными приборами и математическим аппаратом. Существует определенная проблема, связанная с тем, что мы живем на втором этаже мира, на макроуровне. Ни на первый, ни на третий этажи, микро- и мегауровень, мы забраться без приборов не можем. А наше естество принять это не хочет. То же самое происходит и с теорией относительности, которая объясняет неосязаемые и невидимые законы природы. Однако сегодня она находит применение в практике, что уже является достаточным основанием для подтверждения. На нее опираются траектории полетов космических аппаратов и многие другие вещи. Может быть, появится какой-то новый фундаментальный физический закон или открытия, которые поставят границы теории относительности, но опровергнуть ее едва ли удастся. Скорее всего произойдет то же самое, что случилось с ньютоновской физикой после появления теории Эйнштейна. Ей просто очертят рамки применимости.
Автор Владимир Крючков
Источник: itogi
|
