en frekvent fråga jag får är om vi kan bryta ljusbarriären—för om vi inte kan bryta ljusbarriären kommer de avlägsna stjärnorna alltid att vara oåtkomliga.
de flesta läroböcker säger att ingenting kan gå snabbare än ljuset, men det uttalandet borde faktiskt vara kvalificerat: svaret är ja, du kan bryta ljusbarriären, men inte på det sätt vi ser i filmerna. Det finns faktiskt flera sätt att resa snabbare än ljus:
1. Big Bang själv expanderade mycket snabbare än ljusets hastighet., Men det betyder bara att ” ingenting kan gå snabbare än ljus.”Eftersom ingenting bara är tomt utrymme eller vakuum kan det expandera snabbare än ljushastigheten eftersom inget materialobjekt bryter ljusbarriären. Därför kan tomt utrymme säkert expandera snabbare än ljus.
2. Om du vinkar en ficklampa över natthimlen, kan dess bild i princip färdas snabbare än ljushastigheten (eftersom ljusstrålen går från en del av universum till en annan del på motsatt sida, vilket i princip är många ljusår bort)., Problemet här är att inget materiellt objekt faktiskt rör sig snabbare än ljuset. (Föreställ dig att du är omgiven av en jätte sfär ett ljusår över. Bilden från ljusstrålen kommer så småningom att slå sfären ett år senare. Den här bilden som träffar sfären tävlar sedan över hela sfären inom några sekunder, även om sfären är ett ljusår över.) Bara bilden av strålen som den tävlar över natthimlen rör sig snabbare än ljuset, men det finns inget meddelande, ingen nettoinformation, inget materiellt objekt som faktiskt rör sig längs den här bilden.,
3. Quantum entanglement rör sig snabbare än ljus. Om jag har två elektroner nära varandra, kan de vibrera i unisont, enligt kvantteorin. Om jag sedan separerar dem, framträder en osynlig navelsträng som förbinder de två elektronerna, även om de kan separeras med många ljusår. Om jag jiggle en elektron, den andra elektronen ”känner” denna vibration direkt, snabbare än ljusets hastighet. Einstein trodde att detta därför motbevisade kvantteorin, eftersom ingenting kan gå snabbare än ljuset.,
men faktiskt detta experiment (EPR-experimentet) har gjorts många gånger, och varje gång Einstein hade fel. Informationen går snabbare än ljuset, men Einstein har det sista skrattet. Detta beror på att informationen som bryter ljusbarriären är slumpmässig och därmed värdelös. (Till exempel, låt oss säga att en vän alltid bär en röd socka och en grön socka. Du vet inte vilket ben som bär vilken strumpa. Om du plötsligt ser att en fot har en röd socka, vet du omedelbart, snabbare än ljusets hastighet, att den andra strumpan är grön. Men denna information är värdelös., Du kan inte skicka Morse-kod eller användbar information via röda och gröna strumpor.)
4. Negativ Materia. Det mest trovärdiga sättet att skicka signaler snabbare än ljuset är via negativ Materia. Du kan göra det antingen genom att:
a) komprimera utrymmet framför din och utöka utrymmet bakom dig, så att du surfar på en tidvattenvåg av skev utrymme. Du kan beräkna att denna tidvattenvåg färdas snabbare än ljus om den drivs av negativ materia (en exotisk form av materia som aldrig har sett.,)
b) med hjälp av ett maskhål, som är en portal eller genväg genom rymdtid, som Alice.
Sammanfattningsvis kan det enda livskraftiga sättet att bryta ljusbarriären vara genom allmän relativitet och skevning av rymdtiden. Det är dock inte känt om negativ Materia existerar, och om maskhålet kommer att vara stabilt. För att lösa frågan om stabilitet behöver du en helt kvantgravitationsteori, och den enda sådan teori som kan förena gravitation med kvantteorin är strängteori (vilket är vad jag gör för en levande)., Tyvärr är teorin så komplex att ingen har kunnat lösa det fullt ut och ge ett definitivt anwer till alla dessa frågor. Kanske kommer någon som läser den här bloggen att inspireras till sovle strängteori och svara på frågan om vi verkligen kan bryta ljusbarriären.