Kosmoseajakirja 2010. aasta kümne parima loo hiljutises loendis oli lugu Kiirem kui avastatud kerged pulsaarid - mis edasisel lugemisel tegi selgeks, et uuritav nähtus polnud päris liigub kiiremini kui valgus.
Igatahes ajendas see mind otsima erinevaid võimalusi, kuidas ilmne pealiskaudne liikumine tekkida, osalt selleks, et kinnitada endale, et põhi pole relatiivsuse füüsikast välja kukkunud, ja osaliselt uurida, kas neid asju saab lihtsas inglise keeles piisavalt selgitada. Siin läheb…
1) Põhjused ja tagajärjed illusioonid
Kiirem kui kerge pulsari lugu räägib sisuliselt hüpoteetilistest kergetest poomidest - mis on natuke nagu helilised poomid, kus heli kiirust ületav pole mitte heliline poom, vaid heliallikas - nii et üksikud helipulsid sulanduvad, moodustades heli kiirusel liikuv üksik lööklaine.
Nüüd, kas midagi sellist pulseerivast valgusest tõesti juhtub, jääb endiselt aruteluks, kuid üks mudeli pooldajatest on seda toimet laboris näidanud - vaadake seda Scientific Americani blogipostitust.
Mis sa teed, on korraldada iseseisvalt käivitatavate lambipirnide rida. See on piisavalt lihtne, et panna need järjestikuselt kustutama - esmalt 1, siis 2, siis 3 jne - ja võite vähendada iga süütamise vahelist viivitust, kuni teil on olukord, kus pirn 2 süttib pärast 1. pirni vähem kui aja jooksul kui valgus peaks läbima sibulate 1 ja 2 vahelise kauguse. See on lihtsalt trikk - sibulate süütamise vahel pole põhjuslikku seost - kuid näib, nagu liiguks toimingute jada (esimene 1, siis 2, siis 3 jne) kiiremini kui valgus kogu sibulareas. See illusioon on näide näivast superluminaalsest liikumisest.
On mitmeid erinevaid stsenaariume, miks Mehhiko sünkrotroni kiirguse laine võib tekkida erinevatest punktallikatest kiiresti pöörleva neutronitähe ümber intensiivses magnetväljas. Kuni nende punktide allikad ei ole põhjuslikult seotud, ei riku see tulemus relatiivsusteaduste füüsikat.
2) Valgust kiiremaks muutmine
Valguse nähtava superluminaalse liikumise saate ise tekitada, manipuleerides selle lainepikkusega. Kui arvestada footonit lainepaketina, saab seda lainepaketti sirgjooneliselt venitada, nii et laine esiserv jõuab sihtkohta kiiremini, kuna see lükatakse ülejäänud laine ees - see tähendab, et see liigub kiiremini kui valgus .
Lainepaketi esiserva füüsiline olemus pole siiski selge. Terve lainepakett võrdub ühe footoniga - ja sirutatud lainepaketi esiserv ei saa kanda olulist teavet. Tõepoolest, sirutades ja nõrgendades võib see eristada taustmürast.
Ka see trikk nõuab, et valgus liiguks läbi murdumiskeskkonna, mitte vaakumi kaudu. Kui soovite tehnilisi üksikasju, saate faasikiiruse või rühmakiiruse muuta kiiremaks kui c (valguse kiirus vaakumis), kuid mitte signaali kiirust. Igal juhul, kuna teave (või footon tervikliku üksusena) ei liigu kiiremini kui valgus, relatiivsuse füüsikat ei rikuta.
3) Meediumitest kasu saamine
Saate jäljendada dramaatilisemaid superluminaalseid liikumisi läbi võimendusmeediumi, kus valguse impulsi esiserv stimuleerib võimendusmeediumi otsas uue impulsi väljastamist - justkui kerge impulss tabaks Newtoni hälli ja uue impulsi ühte otsa on teisest otsast välja suunatud. Kui soovite näha labori seadistusi, proovige siin. Ehkki paistab, et valgus hüppab pilu ülevalguselt, on tegelikult tegemist uue valgusimpulsiga, mis kerkib teise otsa - ja liigub endiselt ainult tavalise valguse kiirusega.
4) relativistlik reaktiivlennundus
Kui aktiivne galaktika, nagu M87, tõukab valguse kiiruse lähedal liikuva ülekuumendatud plasmajoa välja - ja reaktiivjoon on laias laastus joondatud teie vaatega Maast -, võite end petta, arvates, et selle sisu liigub kiiremini kui valgus.
Kui see joa pikkus on 5000 valgusaastat, peaks selle 5000-aastase vahemaa läbimiseks kuluma vähemalt 5000 aastat. Jetimaterjali osakeste poolt A-st reaktiivjoa alguse lähedal eralduv footon võtab sinuni jõudmiseks 5000 aastat. Kuid vahepeal jätkub reaktiivmaterjalide osakeste liikumine teie poole peaaegu sama kiiresti kui see footon. Nii et kui osake eraldab punktis B, joa tipu lähedal olevas punktis, teise footoni, jõuab teine footon teie silma palju vähem kui 5000 aasta jooksul pärast esimest footoni, punktist A. See jätab teile mulje, et Osake läbis punktidest A punkti B 5000 valgusaastat palju vähem kui 5000 aasta pärast. Kuid see on lihtsalt optiline illusioon - suhtelisusfüüsika jääb rahuldamata.
5) Tundmatu pealiskaudne liikumine
On täiesti võimalik, et vaadeldava universumi silmapiirist kaugemal olevad objektid liiguvad meie positsioonist kiiremini kui valguse kiirus - universumi kumulatiivse laienemise tagajärjel, mis paneb kauged galaktikad kaugenema kiiremini kui lähedased galaktikad. Kuid kuna vaadeldavast horisondist kaugemal olevate hüpoteetiliste objektide valgus ei jõua kunagi Maale, on nende olemasolu Maalt otsese vaatluse teel teadmatu - ega kujuta see relatiivsustehnoloogia rikkumist.
Ja viimaks, mitte niivõrd teadmatuses kui teoreetiline on varajase kosmilise inflatsiooni mõiste, mis hõlmab ka pigem ruumi-aja laienemist kui liikumist ruumis-ajas - nii et ka seal pole mingit rikkumist.
Teised asjad…
Ma ei ole kindel, et ülaltoodud loetelu on ammendav, ja jätsin teadlikult välja muud teoreetilised ettepanekud, näiteks kvantraku ja Alcubierre'i lõime ajami. Kumbki neist, kui päris, rikuks väidetavalt relatiivsusteaduste füüsikat - nii et võib-olla tuleb sellesse suhtuda kõrgema skeptitsismiga.
