Physiker Beweisen Die Unmöglichkeit Von Zeitreisen

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Anonim

Die Möglichkeit von Zeitreisen mit optischen Methoden wurde von Wissenschaftlern aus Hongkong widerlegt. Es gibt jedoch immer noch eine hypothetische Möglichkeit, eine Zeitmaschine mit Supergravitationsregionen wie Schwarzen Löchern oder "Wurmlöchern" zu erstellen.

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Eine hypothetische Art der Zeitreise besteht darin, mit Geschwindigkeiten in der Größenordnung von oder sogar noch schneller als Lichtgeschwindigkeit zu reisen. Trotz einer der Grundaussagen der Einsteinschen Relativitätstheorie, dass es unmöglich ist, eine höhere Geschwindigkeit als die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, hat sich in den letzten zehn Jahren in der wissenschaftlichen Gemeinschaft eine Diskussion entwickelt, deren Kern darin besteht, die Tatsache, dass einzelne Photonen "überlicht" sein können.

Der Nachweis der Existenz solcher Photonen würde die theoretische Möglichkeit einer Zeitreise bedeuten, da diese Photonen das Kausalitätsprinzip verletzen würden.

Dieses Prinzip in der klassischen Physik bedeutet Folgendes: Jedes Ereignis, das zum Zeitpunkt t. eintritt1, kann das Ereignis beeinflussen, das zum Zeitpunkt t. eingetreten ist2, nur unter der Bedingung, dass t1 weniger als t2… In der Relativitätstheorie wird dieses Prinzip ähnlich formuliert, es werden nur Bedingungen hinzugefügt, die mit relativistischen Effekten verbunden sind, wodurch die Zeit vom gewählten Bezugssystem abhängt.

Der Grund für die Wiederaufnahme der Diskussion um die Existenz "superluminaler" Photonen wurde im Januar 2010 veröffentlicht. Dann wurde ein Artikel amerikanischer Wissenschaftler im Magazin Optic Express veröffentlicht, über den das Wissenschaftsministerium von Gazeta.Ru berichtete. In ihrem Experiment schickten die Forscher Photonen durch einen Stapel von Materialien unterschiedlicher Natur.

Durch den Wechsel von Schichten mit hohem und niedrigem Brechungsindex haben Wissenschaftler festgestellt, dass einzelne Photonen eine 2,5 Mikrometer dicke Platte mit einer Geschwindigkeit passieren, die überluminal erscheint.

Die Autoren der Arbeit versuchten, dieses Phänomen vom Standpunkt der Welle-Teilchen-Natur des Lichts zu erklären (schließlich ist Licht gleichzeitig eine Welle und ein Strom von Teilchen-Photonen), ohne die Relativitätstheorie zu verletzen, argumentierten dass die beobachtete Geschwindigkeit eine Art Illusion ist. In diesem Experiment beginnt und endet Licht als Photon. Wenn eines dieser Photonen die Grenze zwischen Materialschichten überquert, erzeugt es auf jeder Oberfläche eine Welle - einen optischen Vorläufer-Vorläufer (der Klarheit halber können Sie einen optischen Vorläufer mit einer Luftwelle vergleichen, die vor einem fahrenden Zug auftritt). Diese Wellen interagieren miteinander und erzeugen ein Interferenzmuster: Das heißt, die Intensitäten der Wellen werden neu verteilt, wodurch ein Muster aus klaren Maxima und Minima entsteht, so wie sich im Ozean mit entgegengesetzten Wellen eine Gezeitenschicht bildet - ein Wasserstoß. An einer bestimmten Stelle der H- und L-Schichten bewirkt die Interferenz von Wellen den Effekt der "frühen Ankunft" eines Teils der Photonen. Andere Photonen hingegen kommen aufgrund des Auftretens von Interferenzminima im Bild viel später als üblich an. Für die korrekte Geschwindigkeitserkennung ist es notwendig, alle Photonen zu registrieren, die durch die Schichten gehen, dann ergibt die Mittelung die übliche Lichtgeschwindigkeit.

Um diese Erklärung zu bestätigen, mussten Beobachtungen eines einzelnen Photons und seines optischen Vorgängers durchgeführt werden.

Das entsprechende Experiment wurde von einer Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Du Chengwang von der Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) durchgeführt.

In ihrem Experiment erzeugten die Forscher ein Photonenpaar, von denen eines in ein Medium aus auf niedrige Temperaturen abgekühlten Rubidiumatomen gelenkt wurde. Durch die Erzeugung des Effekts der elektromagnetisch induzierten Transparenz (bei der ein Medium, das Strahlung absorbiert, durch Anlegen eines geeigneten Felds transparent wird) haben Du und Kollegen erfolgreich die Geschwindigkeiten sowohl des Photons selbst als auch seiner optischen Vorstufe gemessen: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Kausalitätsprinzip gilt für einzelne Photonen", - heißt es in der Zusammenfassung Artikel veröffentlicht in Physical Review Letters.

Damit beendet diese Arbeit die wissenschaftliche Diskussion darüber, ob es getrennte "superluminale" Photonen geben kann.

Darüber hinaus ist das Experiment der Hongkonger Wissenschaftler wichtig für die Entwicklung der Quantenoptik, ein besseres Verständnis des Mechanismus von Quantenübergängen und allgemein einiger Prinzipien der Physik.

Nun, Menschen, die von einer Zeitreise träumen, sollten nicht verzweifeln.

Die Verletzung des Kausalitätsprinzips durch einzelne Photonen war nicht die einzige hypothetische Möglichkeit, eine Zeitmaschine zu schaffen.

In einem Interview Toronto-Star Du Chengwang sagte:

„Zeitreisen basierend auf Photonen oder optischen Methoden sind nicht möglich, aber wir können andere Möglichkeiten wie Schwarze Löcher oder. nicht ausschließen Wurmlöcher.

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