Ну а теперь уместно спросить. Знаете какой самый популярный вопрос при ознакомлении с теорией физики? Верно. Почему ничто не может превысить скорость света в вакууме! Эта идея и правда интригует.
Удивительно тут то, что скорость света была постулирована как максимальная, а вокруг этого родилась целая система. Последствия превышения скорости света будут печальными для физики, потому что множество теорий содержат подход о максимальности скорости света. По факту саму скорость света Эйнштейн взял ещё из работ Максвелла, а вот идеи о её максимальности уже принадлежат ему самому.
Так как без длинных и сложных объяснений понять, почему скорость света не может быть превышена?
Есть объяснения, где всё сводится к бесконечной энергии. Массивное тело будет постоянно увеличивать свою массу при увеличении скорости движения, а потому потребуется бесконечная энергия для его разгона. Это объяснение сегодня считается устаревшим и не очень правильным. И, опять-таки, как быть с фотоном, который тоже не сможет опередить скорость света, но не имеет массы? Верно, никак. Нужно более правильное и, желательно, понятное объяснение.
Ответ в какой-то мере будет прост - это не просто правило физики, это следствие того, что пространство, масса и энергия есть одна и та же фундаментальная сущность, квантованная в ткани самой реальности.
Представьте себе поезд в двух вариантах его сборки:
Система 1: Один двигатель (энергия), тянущий две тележки (масса).
Система 2: Два двигателя (энергия), тянущие одну тележку (массу).
Добавление большего количества двигателей увеличивает скорость, но есть предел - она никогда не может превысить импульс самих двигателей. Если вам сложно представлять тут поезд и не ясно что такое импульс двигателей, то представьте два гипотетических автомобиля. Один автомобиль способен ехать с прицепом с максимальной скоростью 100 км/ч. Второй автомобиль тоже имеет максимальную конструктивную скорость в 100 км/ч. Будут ли два связанных автомобиля с максимальной конструктивной скоростью в 100 км/ч тащить один общий прицеп быстрее? Нет! Это технически невозможно. Само собой, мы рассматриваем, что ни один автомобиль конструктивно не способен ехать быстрее по отдельности, чтобы заведомом исключить ситуации, что двигателя "не хватает".
То же самое относится и к системам массы-энергии. Независимо от того, сколько энергии вы добавляете, скорость остается ограниченной структурой пространства-времени.
Релятивистское уравнение энергии показывает, что по мере приближения объекта к скорости света его импульс растет нелинейно, требуя бесконечной энергии для достижения скорости света. Это следует из фактора Лоренца. И да, не "масса", как часто говорят, а импульс. Это важно. Системе потребуется бесконечная энергия, что невозможно в конечной Вселенной.
На квантовом уровне то, что мы называем пространством, массой и энергией, не является отдельными сущностями, а становится различными состояниями одного и того же фундаментального поля. Это естественным образом возникает в релятивистской квантовой теории поля, где ожидаемое значение вакуума квантовых полей диктует, как проявляются энергия и масса.
В физике планковских масштабов структура пространства-времени сама по себе квантуется с минимальной длиной, предполагая, что пространство-время не является непрерывным, а возникает из квантовых флуктуаций.
Пространство и время не являются пассивными фонами - они возникают в результате взаимодействия энергии и импульса. Масса - это локализованная кривизна пространства-времени, тогда как энергия движется по геодезическим линиям, определяемым метрикой. Свет движется со скоростью "с" поскольку она представляет собой чистую форму энергии, не ограниченную массой и она следует фундаментальной структуре реальности.
Именно поэтому изменение этих показателей подразумевает переворот всей физики с ног на голову. Ведь это как полностью переделать аквариум для рыбок. Что, если бы структура пространства-времени могла быть изменена? Можем ли мы спроектировать саму реальность, чтобы обойти это ограничение? Это вопросы, на которые стандартная физика, считающаяся правильной, ответить пока не может.
Я провожу дополнительные занятия, готовлю к экзаменам по физике или консультирую по интересным вопросам - подробности.
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!