Меню Главная Случайная статья Настройки Сверхсветовое движение Материал из https://ru.wikipedia.org Сверхсветовое движение — движение со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Несмотря на то, что согласно специальной теории относительности скорость света в вакууме является максимально достижимой скоростью распространения сигналов, а энергия частицы положительной массы стремится к бесконечности при приближении её скорости к скорости света, объекты, движение которых не связано с переносом информации (например, фаза колебаний в волне, тень или солнечный зайчик), могут иметь сколь угодно большую скорость[1][2][3][4]. Содержание 1 Определение сверхсветовой скорости материальной точки 2 Классическая физика 2.1 Солнечный зайчик, ножницы 2.2 Неинерциальные системы отсчёта 2.3 Фазовая скорость 2.4 Движение со скоростью, превышающей скорость света в среде 3 Общая теория относительности 3.1 Расширение Вселенной 3.2 Кротовая нора 3.3 Пузырь Алькубьерре 3.4 Труба Красникова 4 Квантовая механика 4.1 Принцип неопределённости в квантовой теории 4.2 Квантовая нелокальность 5 Гипотезы 5.1 Сверхсветовые частицы 5.2 Эффект Шарнхорста 5.3 Теории с переменностью скорости света в вакууме 5.4 Сверхбрадион 6 В экспериментах 6.1 Коллаборация OPERA 6.2 Коллаборация ICARUS 6.3 Эксперименты с предельной скоростью световых импульсов 7 Сверхсветовое движение в фантастике 8 См. также 9 Примечания 10 Ссылки Определение сверхсветовой скорости материальной точки В (локально) инерциальной системе отсчёта с началом ${\displaystyle O}$ рассмотрим материальную точку, которая в момент времени ${\displaystyle t_{0}}$ находится в ${\displaystyle O}$. Скорость этой точки мы называем сверхсветовой в момент ${\displaystyle t_{0}}$, если выполняется неравенство: ${\displaystyle v(t_{0})>c}$ где: ${\displaystyle v(t)\equiv {\frac {d}{dt}}s(t)}$; ${\displaystyle c}$ — скорость света в вакууме; ${\displaystyle t}$ — время; ${\displaystyle s(t)}$ — расстояние от точки до ${\displaystyle O}$, измеряемое в упомянутой системе отсчёта. Специальная теория относительности (СТО) накладывает жёсткие ограничения на возможность сверхсветового движения тел: если для разгона тела с ненулевой массой покоя затрачена конечная энергия, то тело не сможет достичь сверхсветовой скорости (см., например, уравнение (9.9)[5]); если все инерциальные наблюдатели равноправны (то есть в отсутствие внешнего поля или искривления пространства), существование частиц (а также волн или каких-то других объектов, способных переносить информацию и энергию), движущихся со сверхсветовыми скоростями и взаимодействующих обычным образом с «досветовой» материей (то есть таких, что их можно по желанию испускать и принимать), влечет за собой парадокс нарушения принципа неопределенности, когда некий объект сможет произвести множество измерений (одно — измерение импульса, а второе — измерение энергии частицы). Существует множество ситуаций (как среди определённо реальных, так и среди гипотетических), которые не удовлетворяют условиям данного определения, и на которые, следовательно, не распространяются указанные ограничения. Классическая физика Солнечный зайчик, ножницы По поводу движения объектов со сверхсветовой скоростью академик В. Л. Гинзбург писал:[6] Тот факт, что в физике и астрономии возможны и фактически встречаются скорости, превосходящие скорость света в вакууме, конечно, давно и хорошо известен. Разумеется, В. Л. Гинзбург ни в коем случае не вёл речь о каких-либо нарушениях постулатов или выводов теории относительности. Световое пятно (т. н. «солнечный зайчик») или, например, точка пересечения лезвий гильотинных ножниц могут изменять положение со сверхсветовой скоростью[6][7][8] ${\displaystyle v}$. Однако при этом информация и энергия передаются в направлении, не совпадающем с направлением движения солнечного зайчика (со скоростью, меньшей или равной ${\displaystyle c}$), а на ${\displaystyle v}$ ограничения, упомянутые выше, не распространяются[8][9][10][11]. Попробуем передать какой-то сигнал из одной точки экрана, по которому бежит зайчик, в другую вместе с этим зайчиком. Это, очевидно, не удастся, так как, что бы мы ни делали с фотонами зайчика в первой точке, это никак не сможет повлиять (например, погасить или сделать ярче) на фотоны зайчика в другой точке, которую он пройдет (они, в отличие от самого зайчика, движутся ко второй точке не от первой, а от фонаря).