من المعروف أنه لا توجد سرعة يمكن أن تتجاوز سرعة الضوء، وهي إحدى قواعد الفيزياء التي تعتمد على النظرية النسبية لآينشتاين، فكلما سار جسم بصورة أسرع اقترب إلى طريق مسدود بحسب مفهوم إيقاف الوقت.
ما تزال مسائل انعكاس الوقت تعارض مفاهيم السببية لكن باحثين من جامعة وارسو في بولندا وجامعة سنغافورة الوطنية توصلوا إلى نظام لا يتعارض مع الفيزياء الحالية وقد يكشف عن نظريات جديدة.
ما توصل إليه الباحثون هو امتداد النسبية الخاصة التي تجمع بين ثلاثة أبعاد زمنية وبعد واحد فضائي (1+3 الزمكان)، على عكس البعد الزمني الواحد والأبعاد المكانية الثلاثة المعروفة.
تضيف هذه الدراسة المزيد من الأدلة؛ لإثبات أن الأشياء قد تقدر على الحركة بسرعة أكبر من سرعة الضوء دون خرق قوانين الفيزياء الحالية وأي تناقضات منطقية كبيرة.
أوضح الفيزيائي أندريه دراغان من جامعة وارسو في بولندا: «لا يوجد سبب أساسي لعدم إخضاع الأجسام المدروسة التي تتحرك فيما يتعلق بالأنظمة الفيزيائية الموصوفة لسرعات أكبر من سرعة الضوء لها».
تعتمد هذه الدراسة الجديدة على دراسة سابقة لنفس الباحثين التي من المفترض أن تساعد على ربط ميكانيكا الكم بنظرية النسبية الخاصة لآينشتاين معًا، فرعان من الفيزياء لا يمكن الجمع بينهما في الوقت الحالي في نظرية واحدة تصف الجاذبية بنفس الطريقة التي نشرح بها القوى الأخرى.
لم يعد من الممكن تصور الجسيمات على كونها تشبه النقطة في ظل هذا المنظور كما قد نفعل في المنظور ثلاثي الأبعاد إضافة إلى الزمن.
لفهم ما قد يراه المراقبون لسلوك الجسيم فوق اللمعي (مصطلح يطلق على الحركة التي تكون ذات سرعة أسرع من الضوء) سيستعينون بنظريات التي تدعم فيزياء الكم.
ستبدو الأجسام فائقة اللمعان بناءً على النموذج الجديد كأنها جسيم يتمدد مثل فقاعة عبر الفضاء، لا تختلف عن موجة تتمدد عبر مجال، وسيختبر الجسم عالي السرعة عدة جداول زمنية مختلفة من ناحية أخرى.
ستظل سرعة الضوء في الفراغ ثابتة حتى بالنسبة لمراقبين يتحركون بسرعة أكبر منه ما يحافظ على أحد المبادئ الأساسية لآينشتاين- وهو مبدأ سابق يتعلق بالمراقبين الذين يتحركون تحركًا أبطأ من سرعة الضوء.
أشار دراغان إلى أن: «التعريف الجديد يحافظ على افتراض آينشتاين لثبات سرعة الضوء في الفراغ حتى بالنسبة للمراقبين فائقي اللمعان، لذلك لا تبدو نسبيتنا الخاصة الممتدة فكرة مبالغ فيها».
يعترف الباحثون بأن التحول إلى نموذج زمكان 1+3 قد يطرح أسئلة جديدة حتى خلال الإجابة على أسئلة أخرى، ويقترحون أن توسيع نظرية النسبية الخاصة لدمج إطارات مرجعية أسرع من سرعة الضوء أمر ضروري، يتضمن الأخذ من مفاهيم نظرية المجال الكمي: مزيج من المفاهيم من النسبية الخاصة، وميكانيكا الكم، ونظرية المجال الكلاسيكية (التي تسعى إلى التنبؤ بكيفية تفاعل المجالات الفيزيائية مع بعضها بعضًا). وإذا ثبت ما يقوله الفيزيائيون؛ فإنه سيكون لجسيمات الكون جميعها خصائص غير عادية في النسبية الخاصة الممتدة.
أحد الأسئلة التي طرحها البحث هو ما إذا كنا قادرين على ملاحظة هذا السلوك الممتد أم لا لكن الإجابة ستتطلب الكثير من الوقت والمزيد من العلماء.
قال الفيزيائي كرزيستوف تورزينسكي من جامعة وارسو: «مجرد الاكتشاف التجريبي لجسيم أساسي جديد هو إنجاز يستحق جائزة نوبل ويتطلب فريقًا بحثيًا كبيرًا باستخدام أحدث التقنيات التجريبية، ومع ذلك نأمل بتطبيق نتائجنا على فهم أفضل لظاهرة كسر التناظر التلقائي المرتبطة بكتلة جسيم هيجز والجسيمات الأخرى في النموذج القياسي خاصة في الكون المبكر».
اقرأ أيضًا:
تدفق طاقة ينتقل في الفضاء بسرعة تقارب سبعة أضعاف سرعة الضوء
كسر سرعة الضوء باستعمال نبضات ضوئية داخل بلازما ذات حرارة عالية
ترجمة: عمرو أحمد حمدان
تدقيق: تسبيح علي
