Cząstki szybszej niż światło nie da się wyprodukować. Zabraniają tego prawa fizyki – mówi fizyk prof. Grzegorz Wrochna. Naukowiec podpowiada jednak fanom science-fiction, jak – przynajmniej w teorii – obronić koncepcję pokonywania szybko kosmicznych odległości.
Podczas Pikniku Naukowego nasi goście mogli przekazywać naukowcom pytania. Część z tych pytań zadajemy teraz badaczom. Z pytaniem „Czy da się wyprodukować cząstkę szybszą niż światło?” zwróciliśmy się do fizyka cząstek elementarnych prof. Grzegorza Wrochny z Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku.
„Czy da się wyprodukować cząstkę szybszą niż światło? Odpowiedź jest krótka: nie da się. Zgodnie z zasadą Einsteina nie potrafimy rozpędzić niczego do prędkości większej niż prędkość światła. Taka cząstka osiągnęłaby nieskończoną energię. Prawa fizyki tego zabraniają” – odpowiada.
Pytany, czy może są jakieś dziury w prawach przyrody, przez która cząstka szybsza niż światło by się przecisnęła, zapewnił: „Nie ma. To akurat podstawowe prawo przyrody. Jesteśmy zupełnie pewni, że nie ma w nim dziur. Gdyby ono zostało zakwestionowane, cały gmach fizyki by runął”.
Naukowiec przyznaje, że wprawdzie pojawiła się koncepcja tachionów, a więc hipotetycznych cząstek szybszych od światła. „Ale nie dość, że koncepcja ta nie znalazła eksperymentalnego potwierdzenia, to jeszcze nie wiadomo, jakby ją można eksperymentalnie potwierdzić” – skomentował.
Prof. Wrochna dopytywany, czy taka hipotetyczna cząstka szybsza od światła cofałaby się w czasie, powiedział: „W miarę, gdy cząstkę przyspieszamy, dla niej czas płynie coraz wolniej. Dla fotonu, który się porusza z prędkością światła, czas stoi w miejscu. Gdybyśmy chcieli cząstkę jeszcze bardziej przyspieszyć, czas musiałby zacząć płynąć do tyłu” – porównuje.
Fizyk z NCBJ namawia, żeby przeprowadzić pewien eksperyment myślowy. Jeśli nawet okazałoby się, że prędkość światła nie jest największą możliwą prędkością, to musi istnieć we wszechświecie jakaś inna prędkość maksymalna, której nic już nie może przekroczyć. „Gdyby nie było prędkości maksymalnej, oznaczałoby to, że istnieje prędkość nieskończenie wielka. A wtedy nie wiedzielibyśmy, co jest we Wszechświecie przyczyną, a co skutkiem. Bo przecież przepływ informacji między wydarzeniami mógłby występować bez opóźnień. Nie dałoby się wtedy odróżnić przyczyn od skutków. A wtedy bez maksymalnej prędkości mielibyśmy problem ze stwierdzeniem, że istnieją jakiekolwiek prawa fizyki” – opowiada naukowiec.
Fizyk odpowiedział na pytanie, co sobie myśli, kiedy słyszy w filmach science-fiction sławne zdanie: „przechodzimy w prędkość nadświetlną”.
„Prędkość nadświetlna to bzdura. Ale pomysł szybkiego podróżowania na kosmiczne odległości można obronić” – zwraca uwagę. Według niego można sobie wyobrazić, że zakrzywiamy czasoprzestrzeń tak, że wcale nie pokonujemy jakiegoś dystansu z prędkością większą niż prędkość światła, tylko mamy krótszą drogę do pokonania.
„Wyobraźmy sobie, że musimy obejść jakiś obszar dookoła i zajmie nam to pół godziny. Ale możemy iść na przełaj i nam to zajmie 10 minut. Ale to nie znaczy, że szliśmy trzy razy szybciej” – porównuje.
„Być może kiedyś się okaże, że możemy sobie tak wygiąć czasoprzestrzeń, że można będzie przejść z jednej galaktyki do drugiej na skróty. Ale wtedy i tak nie będziemy podróżować z prędkością większą niż światło” – powiedział.
Dodał jednak, że takie gdybanie jest możliwe, dopóki jako ludzkość nie wypracujemy kwantowej teorii grawitacji. A więc teorii, która łączy mechanikę kwantową z ogólną teorią względności. Jeśli kwantowa teoria grawitacji zabroni takiego naginania czasoprzestrzeni – trzeba będzie wymyślić inny, zgodny z tą nową teorią pomysł na kosmiczne podróże.
Źródło: Serwis Nauka w Polsce – www.naukawpolsce.pap.pl Autor: Ludwika Tomala
