Como seria a aparência da Terra para observadores viajando na velocidade da luz no vácuo?

Nada viaja mais rápido do que a luz. É um princípio físico que está arraigado no fundamento fundamental da teoria especial da relatividade de Einstein. Quanto mais algo se aproxima de sua perspectiva de parar o tempo, mais rápido ele se move. E se você se mover mais rapidamente, terá problemas com causalidade e reversão do tempo.

No entanto, pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura e da Universidade de Varsóvia, na Polônia, já ultrapassaram os limites da relatividade para desenvolver um sistema compatível com a física atual e talvez apontar o caminho para novas teorias.

Em vez das três dimensões de espaço e uma dimensão de tempo a que estamos acostumados, eles desenvolveram uma “extensão da relatividade especial” que mistura três dimensões de tempo com um único grau de espaço (1+3 espaço-tempo).

Este novo estudo oferece mais evidências para apoiar a noção de que os objetos podem viajar mais rápido que a luz sem desafiar totalmente nossas regras físicas atuais, em vez de introduzir erros lógicos significativos.

De acordo com o físico polonês Andrzej Dragan, da Universidade de Varsóvia, “não há razão fundamental para que observadores que viajam em relação a sistemas físicos descritos com velocidades maiores que a velocidade da luz não devam ser expostos a isso”.

A hipótese de que pontos de vista superluminais podem ajudar a conectar a mecânica quântica e a teoria especial da relatividade de Einstein – dois campos da física que atualmente não podem ser reconciliados em uma única teoria – baseia-se em trabalhos anteriores de alguns dos mesmos acadêmicos. que fornece uma explicação geral da gravidade da mesma maneira que fazemos para outras forças.

Sob essa estrutura, as partículas não podem mais ser representadas como objetos pontuais, como poderiam ser sob a perspectiva 3D (mais longa) convencional do universo.

Em vez disso, teríamos que nos voltar para os tipos de teorias de campo subjacentes à física quântica para compreender o que os observadores podem ver e como uma partícula superluminal pode se comportar.

Este novo modelo prevê que as partículas superluminais se assemelham a uma partícula que se expande como uma bolha no espaço, semelhante a uma onda através de um campo. Por outro lado, o item rápido “experimentaria” uma variedade de linhas de tempo.

No entanto, mesmo para observadores viajando mais rápido que a velocidade da luz, a velocidade da luz no vácuo permaneceria constante, mantendo um dos princípios fundamentais de Einstein, que antes se pensava ser aplicado apenas a observadores: eles viajavam mais devagar que a velocidade da luz. , assim como todos nós.

“Esta nova definição preserva o postulado de Einstein da constância da velocidade da luz no vácuo, mesmo para observadores superluminais”, observou Dragan. “Portanto, nossa relatividade especial estendida não parece uma ideia particularmente fantasiosa”.

Mas os pesquisadores estão cientes de que, embora a mudança para um modelo de espaço-tempo 1+3 resolva alguns problemas, também cria novos. Eles afirmam que a teoria da relatividade especial deve ser expandida para levar em conta os quadros de referência que viajam mais rápido que a velocidade da luz.

Para prever como os campos físicos iriam interagir uns com os outros, a teoria quântica de campos – uma teoria que combina ideias da relatividade especial, mecânica quântica e teoria clássica de campos – pode ser usada.

Cada partícula do universo teria características surpreendentes na relatividade especial estendida, se os físicos estiverem corretos.

Se algum dia seremos capazes de ver esse comportamento generalizado é um dos problemas levantados pela pesquisa, mas encontrar uma resposta para essa pergunta levará muito mais tempo e muito mais cientistas.

“A mera descoberta experimental de uma nova partícula fundamental é um feito digno do Prêmio Nobel e realizável por uma grande equipe de pesquisa usando as mais recentes técnicas experimentais”, disse o físico Krzysztof Turzyński, da Universidade de Varsóvia.

“No entanto, esperamos aplicar nossos resultados para uma melhor compreensão do fenômeno da quebra espontânea de simetria associada à massa da partícula de Higgs e outras partículas do Modelo Padrão, especialmente no início do universo”, concluiu.

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Este artigo foi originalmente publicado por Mystery Planet. Leia o artigo original aqui.