janeiro 30, 2023

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ScienceAlert: Estudo mostra como seria o universo se você quebrasse a velocidade da luz, estranho: ScienceAlert

Nada pode ser mais rápido que a luz. É uma regra da física tecida no tecido da teoria da relatividade especial de Einstein. Quanto mais rápido algo acontece, mais próxima a perspectiva congelada no tempo está de uma paralisação.

Vá mais rápido e você terá problemas com a reversão do tempo, bagunçando as noções de causalidade.

Mas pesquisadores da Universidade de Varsóvia, na Polônia, e da Universidade Nacional de Cingapura já ultrapassaram os limites da relatividade para criar um sistema que não contradiz a física atual e pode apontar o caminho para novas teorias.

O que eles inventaram é uma “extensão relatividade especial“que combina três dimensões de tempo e uma dimensão de espaço (“1 + 3 espaço-tempo”), ao contrário das três dimensões espaciais e uma dimensão de tempo a que estamos acostumados.

Em vez de criar grandes contradições lógicas, este novo estudo acrescenta mais evidências para apoiar a ideia de que os objetos podem se mover mais rápido que a luz sem quebrar completamente as leis existentes da física.

“Não há razão fundamental para que observadores que se movem em relação aos sistemas físicos descritos em velocidades superiores à velocidade da luz não devam estar sujeitos a isso”, disse. diz o físico Andrei Draganpela Universidade de Varsóvia, na Polônia.

Este novo estudo é baseado em trabalho anterior por alguns dos mesmos pesquisadores que postulam que as perspectivas ultraluminosas podem ajudar a conectar a mecânica quântica à mecânica de Einstein A teoria especial da relatividade Dois ramos da física que atualmente não podem ser conciliados em uma teoria abrangente que descreve a gravidade da mesma forma que explicamos outras forças.

As partículas não podem mais ser modeladas como objetos pontuais nesta estrutura, como podem na perspectiva tridimensional (mais tempo) mais mundana do universo.

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Em vez disso, para entender o que os observadores podem ver e como uma partícula superluminosa pode se comportar, precisamos nos voltar para os tipos de teorias de campo que sustentam a física quântica.

Com base nesse novo modelo, os objetos ultraluminosos pareceriam uma partícula se expandindo como uma bolha no espaço – não muito diferente de uma onda em um campo. Por outro lado, um corpo em alta velocidade experimentará várias escalas de tempo diferentes.

No entanto, a velocidade da luz no vácuo permanecerá constante mesmo para os observadores que viajam mais rápido do que ela, o que mantém um dos princípios básicos de Einstein – um princípio antes pensado apenas em relação aos observadores que viajam mais devagar que a velocidade da luz. (como todos nós).

“Esta nova definição mantém a suposição de Einstein sobre a constância da velocidade da luz no vácuo, mesmo para superobservadores”. Dragan diz.

“Portanto, nossa proporção especial estendida não parece uma ideia particularmente extravagante.”

No entanto, os pesquisadores reconhecem que mudar para um modelo 1+3 de espaço-tempo levanta algumas novas questões, ao mesmo tempo em que responde a outras. Eles sugerem que é necessário estender a teoria da relatividade especial para incorporar referenciais mais rápidos que a luz.

Isso pode incluir empréstimos de teoria quântica de campos: uma combinação de conceitos da relatividade especial, mecânica quântica e teoria clássica de campos (que visa prever como os campos físicos interagem uns com os outros).

Se os físicos estiverem certos, todas as partículas do universo teriam propriedades incomuns na relatividade especial estendida.

Uma das questões levantadas pela pesquisa é se seremos ou não capazes de observar esse comportamento estendido – mas responder a isso levará muito tempo e muitos cientistas.

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“A descoberta experimental abstrata de uma nova partícula fundamental é uma conquista digna do Prêmio Nobel que pode ser alcançada por uma grande equipe de pesquisa usando as mais recentes técnicas experimentais”, disse. diz o físico Krzysztof Torzynskida 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 em forma padrãoespecialmente no início do universo.

Pesquisa publicada em Gravidade clássica e quantitativa.