Niente può andare più veloce della luce. È una regola fisica intessuta nel tessuto della teoria della relatività ristretta di Einstein. Più velocemente qualcosa va, più la prospettiva congelata nel tempo si avvicina a un punto morto.
Vai più veloce e ti imbatterai in problemi con il tempo di inversione, scherzando con le nozioni di causalità.
Ma i ricercatori dell’Università di Varsavia in Polonia e dell’Università Nazionale di Singapore hanno ora spinto i confini della relatività per trovare un sistema che non contraddica la fisica attuale e potrebbe indicare la strada a nuove teorie.
Quello che hanno escogitato è un “extension relatività ristrettaChe combina tre dimensioni del tempo e una dimensione dello spazio (“1 + 3 spazio-tempo”), a differenza delle tre dimensioni spaziali e una dimensione temporale a cui tutti siamo abituati.
Piuttosto che creare grandi contraddizioni logiche, questo nuovo studio aggiunge ulteriori prove a sostegno dell’idea che gli oggetti potrebbero essere in grado di muoversi più velocemente della luce senza infrangere completamente le leggi esistenti della fisica.
“Non c’è alcuna ragione fondamentale per cui gli osservatori che si muovono in relazione ai sistemi fisici descritti a velocità superiori alla velocità della luce non dovrebbero esserne soggetti”, dice il fisico Andrei Dragandell’Università di Varsavia in Polonia.
Questo nuovo studio si basa su lavoro precedente da alcuni degli stessi ricercatori che ipotizzano che le prospettive ultraluminose possano aiutare a collegare la meccanica quantistica alla meccanica di Einstein La teoria della relatività ristretta Due rami della fisica che attualmente non possono essere riconciliati in un’unica teoria completa che descrive la gravità nello stesso modo in cui spieghiamo altre forze.
Le particelle non possono più essere modellate come oggetti puntiformi in questo quadro, come possono invece nella prospettiva di un normale universo tridimensionale (oltre al tempo).
Invece, per capire cosa potrebbero vedere gli osservatori e come potrebbe comportarsi una particella superluminosa, dobbiamo rivolgerci ai tipi di teorie di campo che sono alla base della fisica quantistica.
Sulla base di questo nuovo modello, gli oggetti ultraluminosi sembrerebbero una particella che si espande come una bolla nello spazio, non diversamente da un’onda attraverso un campo. D’altra parte, un oggetto ad alta velocità sperimenterà diverse scale temporali.
Tuttavia, la velocità della luce nel vuoto rimarrà costante anche per quegli osservatori che viaggiano più velocemente di essa, preservando uno dei principi di base di Einstein, un principio che in precedenza era stato pensato solo in relazione agli osservatori che viaggiano più lentamente della velocità della luce. (come tutti noi).
“Questa nuova definizione mantiene l’ipotesi di Einstein di una costanza della velocità della luce nel vuoto anche per i super-osservatori”, dice Dragan.
“Quindi il nostro rapporto speciale esteso non sembra un’idea particolarmente stravagante.”
Tuttavia, i ricercatori riconoscono che il passaggio al modello spazio-temporale 1+3 solleva alcune nuove domande, anche se risponde ad altre. Suggeriscono che è necessario estendere la teoria della relatività ristretta per incorporare sistemi di riferimento più veloci della luce.
Ciò può includere il prestito da Teoria quantistica dei campi: una combinazione di concetti della relatività ristretta, della meccanica quantistica e della teoria dei campi classica (che mira a prevedere come i campi fisici interagiscono tra loro).
Se i fisici hanno ragione, le particelle dell’universo avranno tutte proprietà insolite nella relatività ristretta estesa.
Una delle domande sollevate dalla ricerca è se saremo in grado o meno di osservare questo comportamento esteso, ma rispondere richiederà molto tempo e molti scienziati.
“La scoperta sperimentale astratta di una nuova particella fondamentale è un risultato degno del Premio Nobel che può essere raggiunto in un grande gruppo di ricerca utilizzando le più recenti tecniche sperimentali”, afferma il fisico Krzysztof Torzynskidall’Università di Varsavia.
“Tuttavia, speriamo di applicare i nostri risultati a una migliore comprensione del fenomeno della rottura spontanea della simmetria associata alla massa della particella di Higgs e di altre particelle in modulo standardspecialmente nell’universo primordiale.
Ricerca pubblicata in Gravità classica e quantitativa.
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