25મી માર્ચ, 2017

FTL મુસાફરી એ અવકાશ વિજ્ઞાન સાહિત્યના પાયામાંની એક છે. જો કે, કદાચ દરેક વ્યક્તિ - ભૌતિકશાસ્ત્રથી દૂરના લોકો પણ - જાણે છે કે ભૌતિક પદાર્થોની હિલચાલ અથવા કોઈપણ સંકેતોના પ્રસારની મહત્તમ શક્ય ઝડપ શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ છે. તે અક્ષર c દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે અને તે લગભગ 300 હજાર કિલોમીટર પ્રતિ સેકન્ડ છે; ચોક્કસ મૂલ્ય c = 299,792,458 m/s.

શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ એ મૂળભૂત બાબતોમાંની એક છે ભૌતિક સ્થિરાંકો. c થી વધુ ઝડપ હાંસલ કરવાની અશક્યતા નીચે મુજબ છે વિશેષ સિદ્ધાંતઆઈન્સ્ટાઈનની સાપેક્ષતા (SRT). જો તે સાબિત થઈ શકે કે સુપરલ્યુમિનલ ઝડપે સંકેતોનું પ્રસારણ શક્ય છે, તો સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત પડી જશે. સી કરતાં વધુ ઝડપના અસ્તિત્વ પરના પ્રતિબંધને નકારી કાઢવાના અસંખ્ય પ્રયાસો છતાં, અત્યાર સુધી આવું બન્યું નથી. જો કે, તાજેતરના પ્રાયોગિક અધ્યયનોએ કેટલીક ખૂબ જ રસપ્રદ ઘટનાઓ જાહેર કરી છે, જે દર્શાવે છે કે વિશિષ્ટ રીતે બનાવેલી પરિસ્થિતિઓમાં સાપેક્ષતા સિદ્ધાંતના સિદ્ધાંતોનું ઉલ્લંઘન કર્યા વિના સુપરલ્યુમિનલ ઝડપનું અવલોકન કરી શકાય છે.

શરૂ કરવા માટે, ચાલો પ્રકાશની ગતિની સમસ્યાથી સંબંધિત મુખ્ય પાસાઓને યાદ કરીએ.

સૌ પ્રથમ: પ્રકાશની મર્યાદા ઓળંગવી શા માટે અશક્ય છે (સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં)? કારણ કે પછી આપણા વિશ્વના મૂળભૂત કાયદાનું ઉલ્લંઘન થાય છે - કાર્યકારણનો નિયમ, જે મુજબ અસર કારણની આગળ વધી શકતી નથી. કોઈએ ક્યારેય જોયું નથી કે, ઉદાહરણ તરીકે, રીંછ પહેલા મૃત્યુ પામ્યું અને પછી શિકારીએ ગોળી મારી. c થી વધુ ઝડપે, ઘટનાઓનો ક્રમ પલટાઈ જાય છે, સમયની ટેપ પાછી રીવાઇન્ડ થાય છે. નીચેના સરળ તર્કથી આ ચકાસવું સરળ છે.

ચાલો ધારીએ કે આપણે અમુક પ્રકારના અવકાશ ચમત્કાર જહાજ પર છીએ, આગળ વધી રહ્યા છીએ પ્રકાશ કરતાં ઝડપી. પછી આપણે ધીમે ધીમે સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્સર્જિત પ્રકાશને પહેલા અને પહેલાના સમયે પકડી લઈશું. પ્રથમ, આપણે ઉત્સર્જિત થયેલા ફોટોનને પકડીશું, કહો કે ગઈકાલે, પછી તે ગઈકાલના આગલા દિવસે, પછી એક સપ્તાહ, એક મહિનો, એક વર્ષ પહેલા, વગેરે. જો પ્રકાશનો સ્ત્રોત જીવનને પ્રતિબિંબિત કરતો અરીસો હોત, તો આપણે સૌ પ્રથમ ગઈકાલની ઘટનાઓ જોઈશું, પછી ગઈકાલના આગલા દિવસે, વગેરે. આપણે જોઈ શકીએ છીએ, કહીએ છીએ, એક વૃદ્ધ માણસ જે ધીમે ધીમે આધેડ વ્યક્તિમાં ફેરવાય છે, પછી એક યુવાનમાં, યુવાનીમાં, બાળકમાં... એટલે કે, સમય પાછો ફરશે, આપણે વર્તમાનમાંથી આગળ વધીશું. ભૂતકાળ કારણો અને અસરો પછી સ્થાનો બદલશે.

જો કે આ ચર્ચા પ્રકાશનું અવલોકન કરવાની પ્રક્રિયાની તકનીકી વિગતોને સંપૂર્ણપણે અવગણે છે, મૂળભૂત દૃષ્ટિકોણથી તે સ્પષ્ટપણે દર્શાવે છે કે સુપરલ્યુમિનલ ઝડપે ચળવળ એવી પરિસ્થિતિ તરફ દોરી જાય છે જે આપણા વિશ્વમાં અશક્ય છે. જો કે, કુદરતે હજી વધુ કડક શરતો સેટ કરી છે: માત્ર સુપરલ્યુમિનલ ગતિએ જ નહીં, પણ પ્રકાશની ઝડપ જેટલી ઝડપે પણ હલનચલન અગમ્ય છે - વ્યક્તિ ફક્ત તેનો સંપર્ક કરી શકે છે. સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતમાંથી તે અનુસરે છે કે જ્યારે ચળવળની ગતિ વધે છે, ત્યારે ત્રણ સંજોગો ઉદ્ભવે છે: ગતિશીલ પદાર્થનો સમૂહ વધે છે, હલનચલનની દિશામાં તેનું કદ ઘટે છે, અને આ પદાર્થ પર સમયનો પ્રવાહ ધીમો પડી જાય છે (બિંદુથી બાહ્ય "વિશ્રામ" નિરીક્ષકની દૃષ્ટિએ). સામાન્ય ગતિએ, આ ફેરફારો નહિવત્ હોય છે, પરંતુ જેમ જેમ તેઓ પ્રકાશની ઝડપની નજીક આવે છે તેમ તેમ તેઓ વધુને વધુ ધ્યાનપાત્ર બને છે, અને મર્યાદામાં - c ની ઝડપે - સમૂહ અનંતપણે મોટો બને છે, પદાર્થ દિશામાં કદ ગુમાવે છે. ચળવળ અને સમય તેના પર અટકે છે. તેથી, કોઈપણ ભૌતિક શરીર પ્રકાશની ગતિ સુધી પહોંચી શકતું નથી. માત્ર પ્રકાશમાં જ આટલી ગતિ છે! (અને "ઓલ-પેનિટ્રેટિંગ" કણ પણ - એક ન્યુટ્રિનો, જે ફોટોનની જેમ, c કરતાં ઓછી ઝડપે આગળ વધી શકતો નથી.)

હવે સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન સ્પીડ વિશે. અહીં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના સ્વરૂપમાં પ્રકાશની રજૂઆતનો ઉપયોગ કરવો યોગ્ય છે. સિગ્નલ શું છે? આ કેટલીક માહિતી છે જેને પ્રસારિત કરવાની જરૂર છે. એક આદર્શ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ એ સખત રીતે એક આવર્તનનું અનંત સાઇનસૉઇડ છે, અને તે કોઈપણ માહિતી વહન કરી શકતું નથી, કારણ કે આવા સાઇનસૉઇડનો દરેક સમયગાળો અગાઉના એકને બરાબર પુનરાવર્તિત કરે છે. સાઈન વેવના તબક્કાની હિલચાલની ગતિ - કહેવાતા તબક્કાની ગતિ - અમુક પરિસ્થિતિઓમાં, માધ્યમમાં શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ કરતાં વધી શકે છે. અહીં કોઈ પ્રતિબંધો નથી, કારણ કે તબક્કાની ગતિ સિગ્નલની ગતિ નથી - તે હજી અસ્તિત્વમાં નથી. સિગ્નલ બનાવવા માટે, તમારે તરંગ પર અમુક પ્રકારનું "ચિહ્ન" બનાવવાની જરૂર છે. આવા ચિહ્ન, ઉદાહરણ તરીકે, કોઈપણ તરંગ પરિમાણોમાં ફેરફાર - કંપનવિસ્તાર, આવર્તન અથવા પ્રારંભિક તબક્કો હોઈ શકે છે. પરંતુ જલદી ચિહ્ન બનાવવામાં આવે છે, તરંગ તેની sinusoidality ગુમાવે છે. તે મોડ્યુલેટેડ બને છે, જેમાં વિવિધ કંપનવિસ્તાર, ફ્રીક્વન્સીઝ અને પ્રારંભિક તબક્કાઓ સાથે સરળ સાઈન તરંગોના સમૂહનો સમાવેશ થાય છે - તરંગોનો સમૂહ. મોડ્યુલેટેડ તરંગમાં ચિહ્ન જે ઝડપે ફરે છે તે સિગ્નલની ગતિ છે. માધ્યમમાં પ્રચાર કરતી વખતે, આ ગતિ સામાન્ય રીતે જૂથ ગતિ સાથે એકરુપ હોય છે, જે સમગ્ર તરંગોના ઉપરોક્ત જૂથના પ્રચારને લાક્ષણિકતા આપે છે (જુઓ "વિજ્ઞાન અને જીવન" નંબર 2, 2000). સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, જૂથ વેગ, અને તેથી સિગ્નલ ઝડપ, શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ઝડપ કરતાં ઓછી હોય છે. અહીં "સામાન્ય પરિસ્થિતિઓ હેઠળ" અભિવ્યક્તિનો ઉપયોગ સંયોગથી થતો નથી, કારણ કે કેટલાક કિસ્સાઓમાં જૂથ વેગ c કરતાં વધી શકે છે અથવા તેનો અર્થ પણ ગુમાવી શકે છે, પરંતુ તે પછી તે સિગ્નલ પ્રચારનો સંદર્ભ આપતો નથી. સર્વિસ સ્ટેશન સ્થાપિત કરે છે કે c કરતાં વધુ ઝડપે સિગ્નલ પ્રસારિત કરવું અશક્ય છે.

આવું કેમ છે? કારણ કે c કરતાં વધુ ઝડપે કોઈપણ સિગ્નલના પ્રસારણમાં અવરોધ એ કાર્યકારણનો સમાન નિયમ છે. ચાલો આવી પરિસ્થિતિની કલ્પના કરીએ. અમુક બિંદુએ, પ્રકાશ ફ્લેશ (ઇવેન્ટ 1) ચોક્કસ રેડિયો સિગ્નલ મોકલતા ઉપકરણને ચાલુ કરે છે, અને દૂરસ્થ બિંદુ B પર, આ રેડિયો સિગ્નલના પ્રભાવ હેઠળ, વિસ્ફોટ થાય છે (ઘટના 2). તે સ્પષ્ટ છે કે ઘટના 1 (જ્વાળા) એ કારણ છે, અને ઘટના 2 (વિસ્ફોટ) એ પરિણામ છે જે થાય છે પાછળથી કારણો. પરંતુ જો રેડિયો સિગ્નલ સુપરલ્યુમિનલ ઝડપે ફેલાય છે, તો બિંદુ B નજીકના નિરીક્ષકને પ્રથમ વિસ્ફોટ દેખાશે, અને તે પછી જ વિસ્ફોટનું કારણ પ્રકાશ ફ્લેશની ઝડપે તેની પાસે પહોંચ્યું હતું. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, આ નિરીક્ષક માટે, ઘટના 2 ઘટના 1 કરતા પહેલા આવી હશે, એટલે કે, અસર કારણની પહેલા હશે.

તે ભારપૂર્વક જણાવવું યોગ્ય છે કે સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતની "સુપરલ્યુમિનલ પ્રતિબંધ" ફક્ત ભૌતિક સંસ્થાઓની હિલચાલ અને સંકેતોના પ્રસારણ પર લાદવામાં આવે છે. ઘણી પરિસ્થિતિઓમાં, કોઈપણ ગતિએ હલનચલન શક્ય છે, પરંતુ આ ભૌતિક પદાર્થો અથવા સંકેતોની હિલચાલ હશે નહીં. ઉદાહરણ તરીકે, એક જ પ્લેનમાં પડેલા બે એકદમ લાંબા શાસકોની કલ્પના કરો, જેમાંથી એક આડી સ્થિતિમાં છે અને બીજો તેને નાના ખૂણા પર છેદે છે. જો પ્રથમ શાસક નીચે ખસેડવામાં આવે છે (તીર દ્વારા દર્શાવેલ દિશામાં). ઊંચી ઝડપ, રેખાઓના આંતરછેદના બિંદુને તમને ગમે તેટલી ઝડપથી ચલાવવા માટે બનાવી શકાય છે, પરંતુ આ બિંદુ ભૌતિક શરીર નથી. બીજું ઉદાહરણ: જો તમે ફ્લેશલાઇટ લો (અથવા, કહો, લેસર જે સાંકડી બીમ બનાવે છે) અને ઝડપથી હવામાં ચાપનું વર્ણન કરો, તો પછી રેખીય ગતિપ્રકાશ કિરણ અંતર સાથે વધશે અને પૂરતા પ્રમાણમાં મોટા અંતરે તે c થી વધી જશે. લાઇટ સ્પોટ સુપરલ્યુમિનલ ઝડપે પોઇન્ટ A અને B વચ્ચે આગળ વધશે, પરંતુ આ A થી B સુધી સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન હશે નહીં, કારણ કે પ્રકાશનું આવું સ્થાન બિંદુ A વિશે કોઈ માહિતી ધરાવતું નથી.

એવું લાગે છે કે સુપરલ્યુમિનલ સ્પીડનો મુદ્દો ઉકેલાઈ ગયો છે. પરંતુ વીસમી સદીના 60 ના દાયકામાં, સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ ટેચીઓન્સ નામના સુપરલ્યુમિનલ કણોના અસ્તિત્વની પૂર્વધારણા આગળ મૂકી. આ ખૂબ જ વિચિત્ર કણો છે: સૈદ્ધાંતિક રીતે તેઓ શક્ય છે, પરંતુ સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત સાથેના વિરોધાભાસને ટાળવા માટે, તેમને કાલ્પનિક આરામ સમૂહ સોંપવો પડ્યો. ભૌતિક રીતે, કાલ્પનિક સમૂહ અસ્તિત્વમાં નથી; તે સંપૂર્ણ રીતે ગાણિતિક અમૂર્ત છે. જો કે, આનાથી વધુ અલાર્મ નથી, કારણ કે ટાચીઓન આરામ પર હોઈ શકતા નથી - તેઓ અસ્તિત્વમાં છે (જો તેઓ અસ્તિત્વમાં હોય તો!) માત્ર વેક્યૂમમાં પ્રકાશની ગતિ કરતાં વધુ ઝડપે, અને આ કિસ્સામાં ટેચીઓન માસ વાસ્તવિક હોવાનું બહાર આવે છે. ફોટોન સાથે અહીં કેટલીક સામ્યતા છે: ફોટોન પાસે શૂન્ય વિશ્રામ દળ છે, પરંતુ આનો સીધો અર્થ એ છે કે ફોટોન આરામ કરી શકતો નથી - પ્રકાશને રોકી શકાતો નથી.

સૌથી મુશ્કેલ બાબત, જેમ કે કોઈ અપેક્ષા રાખી શકે છે, તે કાર્યકારણના કાયદા સાથે ટેચીઓન પૂર્વધારણાને સમાધાન કરવા માટે બહાર આવ્યું. આ દિશામાં કરવામાં આવેલા પ્રયત્નો, તદ્દન બુદ્ધિશાળી હોવા છતાં, સ્પષ્ટ સફળતા તરફ દોરી ન શક્યા. કોઈ પણ વ્યક્તિ પ્રાયોગિક રીતે ટેચીઓન્સની નોંધણી કરવામાં સક્ષમ નથી. પરિણામે, સુપરલ્યુમિનલ એલિમેન્ટરી કણો તરીકે ટેચીઓન્સમાં રસ ધીમે ધીમે ઓછો થતો ગયો.

જો કે, 60 ના દાયકામાં, એક અસાધારણ ઘટના પ્રાયોગિક રીતે મળી આવી હતી જે શરૂઆતમાં ભૌતિકશાસ્ત્રીઓને મૂંઝવણમાં મૂકે છે. એ.એન. ઓરેવસ્કીના લેખમાં આનું વિગતવાર વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે “સુપર પ્રકાશ તરંગોએમ્પ્લીફાઈંગ મીડિયામાં" (યુએફએન નંબર 12, 1998). અહીં અમે સંક્ષિપ્તમાં બાબતના સારનો સારાંશ આપીશું, વિગતોમાં રસ ધરાવતા વાચકને દર્શાવેલ લેખમાં સંદર્ભ આપીશું.

લેસરોની શોધ પછી તરત જ - 60 ના દાયકાની શરૂઆતમાં - ટૂંકા (લગભગ 1 એનએસ = 10-9 સેકંડ સુધી ચાલતા) હાઇ-પાવર લાઇટ કઠોળ મેળવવાની સમસ્યા ઊભી થઈ. આ કરવા માટે, ઓપ્ટિકલ ક્વોન્ટમ એમ્પ્લીફાયરમાંથી ટૂંકા લેસર પલ્સ પસાર કરવામાં આવ્યા હતા. બીમ સ્પ્લિટિંગ મિરર દ્વારા પલ્સ બે ભાગમાં વિભાજિત કરવામાં આવી હતી. તેમાંથી એક, વધુ શક્તિશાળી, એમ્પ્લીફાયર પર મોકલવામાં આવ્યો હતો, અને અન્ય હવામાં પ્રસારિત થયો હતો અને સંદર્ભ પલ્સ તરીકે સેવા આપી હતી જેની સાથે એમ્પ્લીફાયરમાંથી પસાર થતી પલ્સ સાથે સરખામણી કરી શકાય છે. બંને કઠોળ ફોટોડિટેક્ટરને ખવડાવવામાં આવ્યા હતા, અને તેમના આઉટપુટ સિગ્નલો ઓસિલોસ્કોપ સ્ક્રીન પર દૃષ્ટિની રીતે જોઈ શકાય છે. એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવી હતી કે એમ્પ્લીફાયરમાંથી પસાર થતી પ્રકાશ પલ્સ સંદર્ભ પલ્સની તુલનામાં તેમાં થોડો વિલંબ અનુભવશે, એટલે કે, એમ્પ્લીફાયરમાં પ્રકાશના પ્રસારની ઝડપ હવા કરતાં ઓછી હશે. સંશોધકોના આશ્ચર્યની કલ્પના કરો જ્યારે તેઓએ શોધ્યું કે પલ્સ એમ્પ્લીફાયર દ્વારા માત્ર હવા કરતાં વધુ ઝડપે પ્રસરે છે, પણ શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ કરતાં અનેકગણી વધારે છે!

પ્રથમ આંચકામાંથી સ્વસ્થ થયા પછી, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ આવા અણધાર્યા પરિણામનું કારણ શોધવાનું શરૂ કર્યું. કોઈને સાપેક્ષતાના વિશેષ સિદ્ધાંતના સિદ્ધાંતો વિશે સહેજ પણ શંકા નહોતી, અને આ તે છે જેણે યોગ્ય સમજૂતી શોધવામાં મદદ કરી: જો SRT ના સિદ્ધાંતો સાચવવામાં આવે છે, તો જવાબ એમ્પ્લીફાઇંગ માધ્યમના ગુણધર્મોમાં શોધવો જોઈએ.

અહીં વિગતોમાં ગયા વિના, અમે ફક્ત તે જ નિર્દેશ કરીશું વિગતવાર વિશ્લેષણઉન્નત માધ્યમની ક્રિયાની પદ્ધતિએ પરિસ્થિતિને સંપૂર્ણપણે સ્પષ્ટ કરી. બિંદુ પલ્સના પ્રચાર દરમિયાન ફોટોનની સાંદ્રતામાં ફેરફાર હતો - પલ્સનો પાછળનો ભાગ પસાર થવા દરમિયાન માધ્યમના લાભમાં નકારાત્મક મૂલ્ય સુધીના ફેરફારને કારણે થતો ફેરફાર, જ્યારે માધ્યમ પહેલેથી જ શોષી લે છે. ઊર્જા, કારણ કે પ્રકાશ પલ્સ પર ટ્રાન્સફર થવાને કારણે તેની પોતાની અનામતનો ઉપયોગ થઈ ચૂક્યો છે. શોષણમાં વધારો થતો નથી, પરંતુ આવેગ નબળા પડે છે, અને આમ આવેગ આગળના ભાગમાં મજબૂત થાય છે અને પાછળના ભાગમાં નબળા પડે છે. ચાલો કલ્પના કરીએ કે એમ્પ્લીફાયર માધ્યમમાં પ્રકાશની ઝડપે આગળ વધતા ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને આપણે પલ્સનું અવલોકન કરી રહ્યા છીએ. જો માધ્યમ પારદર્શક હોત, તો આપણે ગતિહીનતામાં સ્થિર આવેગ જોશું. જે વાતાવરણમાં ઉપરોક્ત પ્રક્રિયા થાય છે, ત્યાં આગળની ધારનું મજબૂત થવું અને નાડીની પાછળની ધારનું નબળું પડવું નિરીક્ષકને એવી રીતે દેખાશે કે માધ્યમે નાડીને આગળ ખસેડી હોય તેવું લાગે છે. પરંતુ ઉપકરણ (નિરીક્ષક) પ્રકાશની ઝડપે આગળ વધે છે, અને આવેગ તેને ઓવરટેક કરે છે, પછી આવેગની ગતિ પ્રકાશની ગતિ કરતાં વધી જાય છે! તે આ અસર છે જે પ્રયોગકારો દ્વારા રેકોર્ડ કરવામાં આવી હતી. અને અહીં સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત સાથે ખરેખર કોઈ વિરોધાભાસ નથી: એમ્પ્લીફિકેશન પ્રક્રિયા ફક્ત એવી છે કે અગાઉ બહાર આવેલા ફોટોનની સાંદ્રતા પાછળથી બહાર આવેલા કરતાં વધુ હોવાનું બહાર આવ્યું છે. તે ફોટોન નથી કે જે સુપરલ્યુમિનલ ગતિએ આગળ વધે છે, પરંતુ પલ્સ પરબિડીયું, ખાસ કરીને તેની મહત્તમ, જે ઓસિલોસ્કોપ પર જોવા મળે છે.

આમ, જ્યારે સામાન્ય માધ્યમોમાં પ્રકાશનું નબળું પડવું અને તેની ગતિમાં ઘટાડો, રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ દ્વારા નિર્ધારિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે સક્રિય લેસર મીડિયામાં માત્ર પ્રકાશનું એમ્પ્લીફિકેશન જ નથી, પણ સુપરલ્યુમિનલ ઝડપે પલ્સના પ્રસાર પણ થાય છે.

કેટલાક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ ટનલ અસર દરમિયાન સુપરલ્યુમિનલ ગતિની હાજરીને પ્રાયોગિક રીતે સાબિત કરવાનો પ્રયાસ કર્યો - સૌથી વધુ અદ્ભુત ઘટનાક્વોન્ટમ મિકેનિક્સમાં. આ અસર એ હકીકતમાં સમાવિષ્ટ છે કે માઇક્રોપાર્ટિકલ (વધુ સ્પષ્ટ રીતે, માઇક્રોઓબ્જેક્ટ, માં વિવિધ શરતોકણ અને તરંગ ગુણધર્મો બંનેનું પ્રદર્શન) કહેવાતા સંભવિત અવરોધને ભેદવામાં સક્ષમ છે - એક ઘટના જે સંપૂર્ણપણે અશક્ય છે શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સ(જેમાં સામ્યતા નીચેની પરિસ્થિતિ હશે: દિવાલ પર ફેંકવામાં આવેલો બોલ દિવાલની બીજી બાજુએ સમાપ્ત થશે, અથવા દિવાલ સાથે બંધાયેલા દોરડાને આપવામાં આવતી તરંગ જેવી ગતિને બાંધેલા દોરડામાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવશે. બીજી બાજુ દિવાલ). એસેન્સ ટનલ અસરક્વોન્ટમ મિકેનિક્સમાં નીચે મુજબ છે. જો કોઈ ચોક્કસ ઉર્જા ધરાવતો સૂક્ષ્મ પદાર્થ તેના માર્ગમાં સૂક્ષ્મ પદાર્થની ઉર્જા કરતાં સંભવિત ઉર્જા ધરાવતા વિસ્તારનો સામનો કરે છે, તો આ વિસ્તાર તેના માટે અવરોધરૂપ છે, જેની ઊંચાઈ ઊર્જા તફાવત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. પરંતુ માઇક્રો-ઓબ્જેક્ટ અવરોધ દ્વારા "લીક" થાય છે! આ શક્યતા તેમને જાણીતા હેઈઝનબર્ગ અનિશ્ચિતતા સંબંધ દ્વારા આપવામાં આવી છે, જે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના ઊર્જા અને સમય માટે લખાયેલ છે. જો અવરોધ સાથે માઇક્રોઓબ્જેક્ટની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એકદમ ચોક્કસ સમય પર થાય છે, તો માઇક્રોઓબ્જેક્ટની ઊર્જા, તેનાથી વિપરીત, અનિશ્ચિતતા દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવશે, અને જો આ અનિશ્ચિતતા અવરોધની ઊંચાઈના ક્રમની છે, તો પછી બાદમાં માઇક્રોઓબ્જેક્ટ માટે દુસ્તર અવરોધ બનવાનું બંધ કરે છે. તે સંભવિત અવરોધ દ્વારા ઘૂંસપેંઠની ગતિ છે જે સંખ્યાબંધ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ દ્વારા સંશોધનનો વિષય બની છે, જેઓ માને છે કે તે સી કરતાં વધી શકે છે.

જૂન 1998 માં, કોલોનમાં સુપરલ્યુમિનલ ગતિની સમસ્યાઓ પર આંતરરાષ્ટ્રીય પરિસંવાદ યોજાયો હતો, જ્યાં ચાર પ્રયોગશાળાઓમાં પ્રાપ્ત પરિણામોની ચર્ચા કરવામાં આવી હતી - બર્કલે, વિયેના, કોલોન અને ફ્લોરેન્સમાં.

અને છેવટે, 2000 માં, બે નવા પ્રયોગો વિશે અહેવાલો દેખાયા જેમાં સુપરલ્યુમિનલ પ્રચારની અસરો દેખાઈ. તેમાંથી એક પ્રિન્સટન રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ (યુએસએ) ખાતે લિજુન વોંગ અને તેના સાથીદારો દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું. તેનું પરિણામ એ છે કે સીઝિયમ વરાળથી ભરેલા ચેમ્બરમાં પ્રવેશતા પ્રકાશ પલ્સ તેની ગતિ 300 ગણી વધારે છે. તે બહાર આવ્યું છે કે પલ્સનો મુખ્ય ભાગ ચેમ્બરની દૂરની દિવાલમાંથી બહાર નીકળી ગયો હતો તે પહેલાં પલ્સ આગળની દિવાલ દ્વારા ચેમ્બરમાં પ્રવેશ કરે છે. આ પરિસ્થિતિ માત્ર વિરોધાભાસી નથી સામાન્ય જ્ઞાન, પરંતુ, સારમાં, સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત.

એલ. વોંગના સંદેશને કારણે ભૌતિકશાસ્ત્રીઓમાં ઉગ્ર ચર્ચા થઈ હતી, જેમાંથી મોટાભાગના પ્રાપ્ત પરિણામોમાં સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતોનું ઉલ્લંઘન જોવાનું વલણ ધરાવતા ન હતા. પડકાર, તેઓ માને છે, આ પ્રયોગને યોગ્ય રીતે સમજાવવાનો છે.

એલ. વોંગના પ્રયોગમાં, સીઝિયમ વરાળ સાથે ચેમ્બરમાં પ્રવેશતા પ્રકાશ પલ્સનો સમયગાળો લગભગ 3 μs હતો. સીઝિયમ પરમાણુ સોળ સંભવિત ક્વોન્ટમ યાંત્રિક અવસ્થામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જેને "ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટના અતિસુક્ષ્મ ચુંબકીય સબલેવલ" કહેવાય છે. ઓપ્ટિકલ લેસર પંમ્પિંગનો ઉપયોગ કરીને, લગભગ તમામ અણુઓને આ સોળ રાજ્યોમાંથી માત્ર એકમાં લાવવામાં આવ્યા હતા, જે કેલ્વિન સ્કેલ (-273.15 ° સે) પર લગભગ સંપૂર્ણ શૂન્ય તાપમાનને અનુરૂપ છે. સીઝિયમ ચેમ્બરની લંબાઈ 6 સેન્ટિમીટર હતી. શૂન્યાવકાશમાં, પ્રકાશ 0.2 એનએસમાં 6 સેન્ટિમીટર પ્રવાસ કરે છે. માપ દર્શાવે છે તેમ, પ્રકાશ પલ્સ સીઝિયમ સાથે ચેમ્બરમાંથી પસાર થાય છે તે સમયે વેક્યૂમ કરતાં 62 એનએસ ઓછો હતો. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સીઝિયમ માધ્યમમાંથી પલ્સ પસાર થવામાં જે સમય લાગે છે તે માઈનસ ચિહ્ન ધરાવે છે! ખરેખર, જો આપણે 0.2 એનએસમાંથી 62 એનએસ બાદ કરીએ, તો આપણને "નકારાત્મક" સમય મળે છે. માધ્યમમાં આ "નકારાત્મક વિલંબ" - એક અગમ્ય સમય જમ્પ - તે સમય જેટલો સમય છે જે દરમિયાન પલ્સ શૂન્યાવકાશમાં ચેમ્બરમાંથી 310 પસાર કરે છે. આ "કામચલાઉ રિવર્સલ" નું પરિણામ એ આવ્યું કે ઇનકમિંગ પલ્સ ચેમ્બરની નજીકની દિવાલ સુધી પહોંચે તે પહેલાં ચેમ્બરમાંથી બહાર નીકળતી પલ્સ તેનાથી 19 મીટર દૂર જવામાં સફળ રહી. કોઈ આવી રીતે કેવી રીતે સમજાવી શકે અકલ્પનીય પરિસ્થિતિ(જ્યાં સુધી, અલબત્ત, તમે પ્રયોગની શુદ્ધતા પર શંકા ન કરો)?

ચાલી રહેલી ચર્ચાને ધ્યાનમાં રાખીને, હજી સુધી ચોક્કસ સમજૂતી મળી નથી, પરંતુ તેમાં કોઈ શંકા નથી કે માધ્યમના અસામાન્ય વિક્ષેપ ગુણધર્મો અહીં ભૂમિકા ભજવે છે: સીઝિયમ વરાળ, જેમાં લેસર પ્રકાશ દ્વારા ઉત્તેજિત અણુઓનો સમાવેશ થાય છે, તે અસંગત વિખેરવાળું માધ્યમ છે. . ચાલો સંક્ષિપ્તમાં યાદ કરીએ કે તે શું છે.

પદાર્થનું વિક્ષેપ એ પ્રકાશ તરંગલંબાઇ l પર તબક્કા (સામાન્ય) રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ n ની અવલંબન છે. સામાન્ય વિક્ષેપ સાથે, પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંક ઘટતી તરંગલંબાઇ સાથે વધે છે, અને આ કાચ, પાણી, હવા અને પ્રકાશથી પારદર્શક અન્ય તમામ પદાર્થોમાં થાય છે. પદાર્થો કે જે પ્રકાશને મજબૂત રીતે શોષી લે છે, તરંગલંબાઇમાં ફેરફાર સાથે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સનો કોર્સ ઉલટાવી દેવામાં આવે છે અને તે વધુ તીવ્ર બને છે: ઘટતા l (વધતી આવર્તન w) સાથે, પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંક ઝડપથી ઘટે છે અને ચોક્કસ તરંગલંબાઇના પ્રદેશમાં એકતા કરતાં ઓછી થઈ જાય છે ( તબક્કા વેગ Vf > s). આ અસંગત વિક્ષેપ છે, જેમાં પદાર્થમાં પ્રકાશના પ્રસારની પેટર્ન ધરમૂળથી બદલાય છે. જૂથ વેગ Vgr તરંગોના તબક્કાના વેગ કરતાં વધુ બને છે અને શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ઝડપ કરતાં વધી શકે છે (અને નકારાત્મક પણ બને છે). એલ. વોંગ તેમના પ્રયોગના પરિણામોને સમજાવવાની સંભાવનાને અંતર્ગત કારણ તરીકે આ સંજોગો તરફ નિર્દેશ કરે છે. જો કે, એ નોંધવું જોઈએ કે Vgr > c શરત સંપૂર્ણપણે ઔપચારિક છે, કારણ કે જૂથ વેગનો ખ્યાલ નાના (સામાન્ય) વિક્ષેપના કિસ્સામાં, પારદર્શક માધ્યમો માટે રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો, જ્યારે તરંગોનું જૂથ લગભગ તેના આકારને બદલતું નથી. પ્રચાર દરમિયાન. વિસંગત વિક્ષેપના પ્રદેશોમાં, પ્રકાશ પલ્સ ઝડપથી વિકૃત થઈ જાય છે અને જૂથ વેગનો ખ્યાલ તેનો અર્થ ગુમાવે છે; આ કિસ્સામાં, સિગ્નલ સ્પીડ અને એનર્જી પ્રચારની ઝડપની વિભાવનાઓ રજૂ કરવામાં આવે છે, જે પારદર્શક મીડિયામાં જૂથ ગતિ સાથે સુસંગત હોય છે, અને શોષણ સાથેના માધ્યમોમાં શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ઝડપ કરતાં ઓછી રહે છે. પરંતુ અહીં વોંગના પ્રયોગ વિશે રસપ્રદ છે તે છે: એક પ્રકાશ પલ્સ, વિસંગત વિક્ષેપવાળા માધ્યમમાંથી પસાર થાય છે, તે વિકૃત નથી - તે તેના આકારને બરાબર જાળવી રાખે છે! અને આ ધારણાને અનુરૂપ છે કે આવેગ જૂથ વેગ સાથે પ્રચાર કરે છે. પરંતુ જો એમ હોય, તો તે તારણ આપે છે કે માધ્યમમાં કોઈ શોષણ નથી, જો કે માધ્યમનું વિસંગત વિક્ષેપ ચોક્કસ રીતે શોષણને કારણે છે! વોંગ પોતે, જ્યારે સ્વીકારે છે કે ઘણું અસ્પષ્ટ રહે છે, માને છે કે તેનામાં શું થઈ રહ્યું છે પ્રાયોગિક સેટઅપહોઈ શકે છે, પ્રથમ અંદાજ માટે, નીચે પ્રમાણે સ્પષ્ટ રીતે સમજાવ્યું.

પ્રકાશ પલ્સ વિવિધ તરંગલંબાઇ (આવર્તન) સાથે ઘણા ઘટકો ધરાવે છે. આકૃતિ આમાંથી ત્રણ ઘટકો (તરંગો 1-3) દર્શાવે છે. અમુક સમયે, ત્રણેય તરંગો તબક્કામાં હોય છે (તેમની મહત્તમ એકરૂપતા હોય છે); અહીં તેઓ, ઉમેરીને, એકબીજાને મજબૂત બનાવે છે અને આવેગ બનાવે છે. જેમ જેમ મોજા અવકાશમાં પ્રચાર કરવાનું ચાલુ રાખે છે, તેમ તેમ તેઓ ક્ષીણ થઈ જાય છે અને તેથી એકબીજાને "રદ" કરે છે.

વિસંગત વિક્ષેપના પ્રદેશમાં (સીઝિયમ કોષની અંદર), જે તરંગ ટૂંકી હતી (તરંગ 1) લાંબી બને છે. તેનાથી વિપરીત, ત્રણ (તરંગ 3) માંથી સૌથી લાંબી તરંગ સૌથી ટૂંકી બને છે.

પરિણામે, તરંગોના તબક્કાઓ તે મુજબ બદલાય છે. એકવાર તરંગો સીઝિયમ કોષમાંથી પસાર થઈ ગયા પછી, તેમના વેવફ્રન્ટ્સ પુનઃસ્થાપિત થાય છે. અસામાન્ય વિક્ષેપ સાથે પદાર્થમાં અસામાન્ય તબક્કાના મોડ્યુલેશનમાંથી પસાર થયા પછી, પ્રશ્નમાં રહેલા ત્રણ તરંગો ફરીથી કોઈક સમયે પોતાને તબક્કામાં શોધે છે. અહીં તેઓ ફરીથી ઉમેરે છે અને સીઝિયમ માધ્યમમાં પ્રવેશતા બરાબર સમાન આકારની પલ્સ બનાવે છે.

સામાન્ય રીતે હવામાં અને હકીકતમાં સાથે કોઈપણ પારદર્શક વાતાવરણમાં સામાન્ય વિક્ષેપદૂરસ્થ અંતર પર પ્રચાર કરતી વખતે પ્રકાશ પલ્સ તેના આકારને ચોક્કસ રીતે જાળવી શકતી નથી, એટલે કે, તેના તમામ ઘટકોને પ્રચાર માર્ગ સાથે કોઈપણ દૂરના બિંદુએ તબક્કાવાર કરી શકાતા નથી. અને સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, થોડા સમય પછી આવા દૂરના બિંદુએ પ્રકાશ પલ્સ દેખાય છે. જો કે, પ્રયોગમાં વપરાતા માધ્યમના વિસંગત ગુણધર્મોને લીધે, દૂરસ્થ બિંદુ પર પલ્સ આ માધ્યમમાં પ્રવેશતી વખતે તે જ રીતે તબક્કાવાર હોવાનું બહાર આવ્યું. આમ, પ્રકાશ પલ્સ એવી રીતે વર્તે છે કે જાણે તેને દૂરના બિંદુ તરફ જવાના માર્ગમાં નકારાત્મક સમય વિલંબ થયો હોય, એટલે કે, તે તેના પર પાછળથી નહીં, પરંતુ તે માધ્યમમાંથી પસાર થયા કરતાં વહેલું પહોંચશે!

મોટાભાગના ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ આ પરિણામને ચેમ્બરના વિખરાયેલા માધ્યમમાં ઓછી-તીવ્રતાના અગ્રદૂતના દેખાવ સાથે સાંકળવા માટે વલણ ધરાવે છે. મુદ્દો એ છે કે જ્યારે સ્પેક્ટ્રલ વિઘટનસ્પેક્ટ્રમમાં પલ્સ નજીવી રીતે નાના કંપનવિસ્તાર સાથે મનસ્વી રીતે ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝના ઘટકો હોય છે, જે પલ્સના "મુખ્ય ભાગ" કરતા આગળ વધે છે. સ્થાપનાની પ્રકૃતિ અને અગ્રદૂતનો આકાર પર્યાવરણમાં વિખેરવાના કાયદા પર આધાર રાખે છે. આને ધ્યાનમાં રાખીને, વોંગના પ્રયોગમાં ઘટનાઓનો ક્રમ નીચે પ્રમાણે અર્થઘટન કરવાનો પ્રસ્તાવ છે. આવનારી તરંગ, હાર્બિંગરને પોતાની આગળ "ખેંચીને", કેમેરાની નજીક આવે છે. આવનારી તરંગની ટોચ ચેમ્બરની નજીકની દિવાલને અથડાવે તે પહેલાં, પુરોગામી ચેમ્બરમાં પલ્સનો દેખાવ શરૂ કરે છે, જે દૂરની દિવાલ સુધી પહોંચે છે અને તેમાંથી પ્રતિબિંબિત થાય છે, "વિપરીત તરંગ" બનાવે છે. આ તરંગ, c કરતા 300 ગણી વધુ ઝડપથી પ્રસરે છે, નજીકની દિવાલ સુધી પહોંચે છે અને આવનારા તરંગને મળે છે. એક તરંગના શિખરો બીજા તરંગો સાથે મળે છે, જેથી તેઓ એકબીજાનો નાશ કરે છે અને પરિણામે કંઈ બાકી રહેતું નથી. તે તારણ આપે છે કે આવનારી તરંગ સીઝિયમ અણુઓને "દેવું ચૂકવે છે", જે ચેમ્બરના બીજા છેડે તેને "ઉર્જા" આપે છે. કોઈપણ જેણે પ્રયોગની માત્ર શરૂઆત અને અંત જોયો છે તે માત્ર પ્રકાશનો એક ધબકાર જોશે જે સમયસર આગળ "કૂદ્યો" છે, c કરતાં વધુ ઝડપથી આગળ વધી રહ્યો છે.

એલ. વોંગ માને છે કે તેમનો પ્રયોગ સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત સાથે સુસંગત નથી. તે માને છે કે સુપરલ્યુમિનલ સ્પીડની અપ્રાપ્યતા વિશેનું નિવેદન ફક્ત બાકીના સમૂહ સાથેના પદાર્થોને જ લાગુ પડે છે. પ્રકાશને કાં તો તરંગોના સ્વરૂપમાં રજૂ કરી શકાય છે, જેમાં દળનો ખ્યાલ સામાન્ય રીતે લાગુ પડતો નથી, અથવા શૂન્યની બરાબર, બાકીના દળ સાથે ફોટોનના સ્વરૂપમાં. તેથી, વેક્યૂમમાં પ્રકાશની ગતિ, વોંગ અનુસાર, મર્યાદા નથી. જો કે, વોંગ સ્વીકારે છે કે તેણે શોધેલી અસર c કરતાં વધુ ઝડપે માહિતીનું પ્રસારણ શક્ય બનાવતી નથી.

યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં લોસ એલામોસ નેશનલ લેબોરેટરીના ભૌતિકશાસ્ત્રી પી. મિલોની કહે છે, "અહીંની માહિતી પહેલાથી જ નાડીની અગ્રણી ધારમાં સમાયેલ છે." અને તે તમને પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી માહિતી મોકલવાની છાપ આપી શકે છે મોકલી રહ્યા નથી.”

મોટા ભાગના ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ માને છે કે નવું કાર્ય કારણ નથી કારમી ફટકોમૂળભૂત સિદ્ધાંતો અનુસાર. પરંતુ બધા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ માને છે કે સમસ્યાનું સમાધાન થઈ ગયું છે. ઇટાલિયનમાંથી પ્રોફેસર એ. રેનફાગ્ની સંશોધન જૂથ, જેમણે 2000 માં અન્ય એક રસપ્રદ પ્રયોગ હાથ ધર્યો હતો, માને છે કે પ્રશ્ન હજુ પણ ખુલ્લો છે. ડેનિયલ મુગ્નાઈ, એનિડિયો રેનફાગ્ની અને રોકો રુગેરી દ્વારા હાથ ધરવામાં આવેલા આ પ્રયોગમાં જાણવા મળ્યું કે સામાન્ય હવાઈ મુસાફરીમાં સેન્ટીમીટર-વેવ રેડિયો તરંગો c કરતા 25% વધુ ઝડપે છે.

સારાંશ માટે, અમે નીચે મુજબ કહી શકીએ.

તાજેતરના વર્ષોમાં કામ દર્શાવે છે કે, અમુક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, સુપરલ્યુમિનલ ઝડપ ખરેખર થઈ શકે છે. પરંતુ સુપરલ્યુમિનલ ઝડપે બરાબર શું આગળ વધી રહ્યું છે? સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત, પહેલેથી જ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, ભૌતિક સંસ્થાઓ અને માહિતી વહન કરતા સંકેતો માટે આવી ગતિને પ્રતિબંધિત કરે છે. તેમ છતાં, કેટલાક સંશોધકો ખાસ કરીને સંકેતો માટે પ્રકાશ અવરોધને દૂર કરવા માટે ખૂબ જ સતત પ્રયાસ કરી રહ્યા છે. આનું કારણ એ હકીકતમાં રહેલું છે કે સાપેક્ષતાના વિશેષ સિદ્ધાંતમાં કડક ગાણિતિક સમર્થન નથી (આધારિત, કહો, મેક્સવેલના સમીકરણો પર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર) c કરતાં વધુ ઝડપે સિગ્નલ ટ્રાન્સમિટ કરવાની અશક્યતા. STR માં આવી અશક્યતા સ્થાપિત થઈ છે, કોઈ કહી શકે છે, કેવળ અંકગણિતની રીતે, વેગ ઉમેરવા માટે આઈન્સ્ટાઈનના સૂત્રના આધારે, પરંતુ આ કાર્યકારણના સિદ્ધાંત દ્વારા મૂળભૂત રીતે પુષ્ટિ થયેલ છે. આઈન્સ્ટાઈને પોતે, સુપરલ્યુમિનલ સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશનના મુદ્દાને ધ્યાનમાં લેતા, લખ્યું હતું કે આ કિસ્સામાં "... અમને સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન મિકેનિઝમને ધ્યાનમાં લેવાની ફરજ પાડવામાં આવે છે, જેમાં પ્રાપ્ત ક્રિયા કારણની આગળ હોય છે, જો કે આ પરિણામ સંપૂર્ણ તાર્કિક બિંદુથી છે દૃષ્ટિકોણ પોતે સમાવિષ્ટ નથી, મારા મતે, ત્યાં કોઈ વિરોધાભાસ નથી, તેમ છતાં તે આપણા સમગ્ર અનુભવની પ્રકૃતિનો વિરોધાભાસ કરે છે કે ધારણા V > c ની અશક્યતા પૂરતા પ્રમાણમાં સાબિત થાય છે." કાર્યકારણનો સિદ્ધાંત એ પાયાનો પથ્થર છે જે સુપરલ્યુમિનલ સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશનની અશક્યતાને નીચે આપે છે. અને, દેખીતી રીતે, અપવાદ વિના સુપરલ્યુમિનલ સિગ્નલો માટેની બધી શોધ આ પથ્થર પર ઠોકર ખાશે, પછી ભલેને પ્રયોગકર્તાઓ આવા સંકેતો શોધવાનું ગમે તેટલા ઇચ્છતા હોય, કારણ કે આપણા વિશ્વની પ્રકૃતિ આવી છે.

પરંતુ તેમ છતાં, ચાલો કલ્પના કરીએ કે સાપેક્ષતાનું ગણિત હજુ પણ સુપરલ્યુમિનલ ઝડપે કામ કરશે. આનો અર્થ એ છે કે સૈદ્ધાંતિક રીતે આપણે હજી પણ શોધી શકીએ છીએ કે જો કોઈ શરીર પ્રકાશની ગતિ કરતાં વધી જાય તો શું થશે.

ચાલો કલ્પના કરીએ કે બે સ્પેસશીપ પૃથ્વી પરથી તારા તરફ જઈ રહ્યા છે જે આપણા ગ્રહથી 100 પ્રકાશવર્ષ દૂર છે. પહેલું જહાજ પૃથ્વી પરથી પ્રકાશની 50% ઝડપે નીકળે છે, તેથી તેને આ યાત્રા પૂર્ણ કરવામાં 200 વર્ષ લાગશે. કાલ્પનિક વાર્પ ડ્રાઇવથી સજ્જ બીજું જહાજ પ્રકાશની 200% ઝડપે મુસાફરી કરશે, પરંતુ પ્રથમ 100 વર્ષ પછી. શું થશે?

સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત મુજબ, સાચો જવાબ મોટાભાગે નિરીક્ષકના પરિપ્રેક્ષ્ય પર આધાર રાખે છે. પૃથ્વી પરથી, એવું દેખાશે કે પ્રથમ જહાજ બીજા જહાજથી આગળ નીકળી જતાં પહેલા જ નોંધપાત્ર અંતર કાપી ચૂક્યું છે, જે ચાર ગણું વધુ ઝડપથી આગળ વધી રહ્યું છે. પરંતુ પ્રથમ જહાજ પરના લોકોના દૃષ્ટિકોણથી, બધું થોડું અલગ છે.

જહાજ નંબર 2 પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી આગળ વધે છે, જેનો અર્થ છે કે તે પોતે જે પ્રકાશ ફેંકે છે તેનાથી પણ તે આગળ વધી શકે છે. આ એક પ્રકારનું "પ્રકાશ તરંગ" તરફ દોરી જાય છે (ધ્વનિ તરંગને અનુરૂપ, માત્ર હવાના સ્પંદનોને બદલે, પ્રકાશ તરંગો અહીં વાઇબ્રેટ થાય છે), જે અનેક પેદા કરે છે. રસપ્રદ અસરો. યાદ કરો કે જહાજ #2 માંથી પ્રકાશ જહાજ કરતાં ધીમો ચાલે છે. પરિણામ દ્રશ્ય બમણું હશે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, પ્રથમ જહાજ નંબર 1 ના ક્રૂ જોશે કે બીજું જહાજ તેમની બાજુમાં દેખાય છે જાણે ક્યાંય બહાર નથી. પછી, બીજા જહાજમાંથી પ્રકાશ થોડો વિલંબ સાથે પ્રથમ એક પર પહોંચશે, અને પરિણામ એક દૃશ્યમાન નકલ હશે જે સહેજ વિલંબ સાથે સમાન દિશામાં આગળ વધશે.

માં પણ કંઈક આવું જ જોઈ શકાય છે કમ્પ્યુટર રમતોજ્યારે, સિસ્ટમની નિષ્ફળતાના પરિણામે, એન્જીન મોડલ અને તેના અલ્ગોરિધમ્સને ચળવળના અંતિમ બિંદુએ ચળવળ એનિમેશન પોતે સમાપ્ત થાય તેના કરતાં વધુ ઝડપથી લોડ કરે છે, જેથી મલ્ટિપલ ટેક થાય. કદાચ આ જ કારણ છે કે આપણી ચેતના બ્રહ્માંડના તે અનુમાનિત પાસાને સમજી શકતી નથી જેમાં શરીર સુપરલ્યુમિનલ ગતિએ આગળ વધે છે - કદાચ આ શ્રેષ્ઠ માટે છે.

પી.એસ. ... પરંતુ છેલ્લા ઉદાહરણમાં મને કંઈક સમજાયું નહીં, શા માટે વહાણની વાસ્તવિક સ્થિતિ "તેના દ્વારા ઉત્સર્જિત પ્રકાશ" સાથે સંકળાયેલ છે? ઠીક છે, ભલે તેઓ તેને ખોટી જગ્યાએ જુએ, વાસ્તવમાં તે પ્રથમ વહાણથી આગળ નીકળી જશે!

સ્ત્રોતો

પડછાયાઓ પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી મુસાફરી કરી શકે છે, પરંતુ પદાર્થ અથવા માહિતીનું પરિવહન કરી શકતા નથી

શું સુપરલ્યુમિનલ ફ્લાઇટ શક્ય છે?

આ લેખના વિભાગો સબટાઈટલ છે અને દરેક વિભાગનો અલગથી સંદર્ભ લઈ શકાય છે.

સુપરલ્યુમિનલ મુસાફરીના સરળ ઉદાહરણો

1. ચેરેનકોવ અસર

જ્યારે આપણે સુપરલ્યુમિનલ ઝડપે આગળ વધવાની વાત કરીએ છીએ, ત્યારે અમારો મતલબ વેક્યૂમમાં પ્રકાશની ગતિ છે c(299,792,458 m/s). તેથી, ચેરેનકોવ અસરને સુપરલ્યુમિનલ ગતિએ ચળવળના ઉદાહરણ તરીકે ગણી શકાય નહીં.

2. ત્રીજા નિરીક્ષક

જો રોકેટ એઝડપે મારાથી દૂર ઉડે છે 0.6cપશ્ચિમમાં, અને રોકેટ બીઝડપે મારાથી દૂર ઉડે છે 0.6cપૂર્વમાં, પછી હું જોઉં છું કે વચ્ચેનું અંતર એઅને બીઝડપ સાથે વધે છે 1.2c. રોકેટની ઉડાન જોવી એઅને બીબહારથી, ત્રીજા નિરીક્ષક જુએ છે કે મિસાઇલ દૂર કરવાની કુલ ઝડપ કરતાં વધુ છે c .

જોકે સંબંધિત ગતિ ઝડપના સરવાળા સમાન નથી. એરોકેટ ઝડપ બીરોકેટની તુલનામાં એએ દર છે કે જેનાથી રોકેટનું અંતર વધે છે બી, જે રોકેટ પર ઉડતા નિરીક્ષક દ્વારા જોવામાં આવે છે . ઝડપ ઉમેરવા માટે સંબંધિત સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને સંબંધિત ગતિની ગણતરી કરવી આવશ્યક છે. (જુઓ તમે વિશેષ સાપેક્ષતામાં વેગ કેવી રીતે ઉમેરશો?) આ ઉદાહરણમાં, સંબંધિત વેગ લગભગ સમાન છે 0.88c

. તેથી આ ઉદાહરણમાં આપણને સુપરલ્યુમિનલ સ્પીડ મળી નથી.

3. પ્રકાશ અને પડછાયો પડછાયો કેટલી ઝડપથી આગળ વધી શકે તે વિશે વિચારો. જો દીવો નજીક છે, તો દૂર દિવાલ પર તમારી આંગળીનો પડછાયો તમારી આંગળીના હલનચલન કરતા વધુ ઝડપથી આગળ વધે છે. જ્યારે તમે તમારી આંગળીને દિવાલની સમાંતર ખસેડો છો, ત્યારે પડછાયાની ગતિ છેડી/ડી તમારી આંગળીની ઝડપ કરતાં ગણી ઝડપી.અહીં ડી- દીવાથી આંગળી સુધીનું અંતર, અને

ડી

- દીવાથી દિવાલ સુધી. જો દિવાલ એક ખૂણા પર સ્થિત હોય તો ઝડપ પણ વધુ હશે. જો દિવાલ ખૂબ દૂર હોય, તો પડછાયાની હિલચાલ આંગળીના હલનચલનથી પાછળ રહેશે, કારણ કે પ્રકાશને દિવાલ સુધી પહોંચવામાં સમય લાગે છે, પરંતુ દિવાલ સાથે આગળ વધતા પડછાયાની ગતિ વધુ વધી જશે. પડછાયાની ગતિ પ્રકાશની ગતિ દ્વારા મર્યાદિત નથી. અન્ય પદાર્થ જે પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી મુસાફરી કરી શકે છે તે લેસરથી ચંદ્રને લક્ષ્યમાં રાખીને પ્રકાશ સ્થળ છે. ચંદ્રનું અંતર 385,000 કિમી છે. તમારા હાથમાં રહેલા લેસર પોઇન્ટરના સહેજ સ્પંદનો સાથે તમે તમારી જાતે ચંદ્રની સપાટી પર પ્રકાશ સ્પોટ જે ગતિએ ફરે છે તેની ગણતરી કરી શકો છો. તમને સહેજ ખૂણા પર બીચની સીધી રેખાને અથડાતા તરંગનું ઉદાહરણ પણ ગમશે. તરંગ અને કિનારાના આંતરછેદનું બિંદુ દરિયાકિનારે કઈ ઝડપે આગળ વધી શકે છે?આ બધી વસ્તુઓ પ્રકૃતિમાં થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પલ્સરમાંથી પ્રકાશનો કિરણ ધૂળના વાદળ સાથે મુસાફરી કરી શકે છે. એક શક્તિશાળી વિસ્ફોટ પ્રકાશ અથવા કિરણોત્સર્ગના ગોળાકાર તરંગો બનાવી શકે છે. જ્યારે આ તરંગો કોઈપણ સપાટી સાથે છેદે છે, ત્યારે તે સપાટી પર પ્રકાશ વર્તુળો દેખાય છે અને પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી વિસ્તરે છે. આ ઘટના જોવા મળે છે, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પલ્સ

વીજળીના ચમકારા ઉપરના વાતાવરણમાંથી પસાર થાય છે.

4. ઘન જો તમારી પાસે લાંબો કઠોર સળિયો હોય અને તમે સળિયાના એક છેડે અથડાશો, તો શું બીજો છેડો તરત જ ખસે નહીં? શું આ માહિતીના સુપરલ્યુમિનલ ટ્રાન્સમિશનનો માર્ગ નથી?તે સાચું હશે c .

આ જ સિદ્ધાંત લાગુ પડે છે જો તમે સ્ટ્રિંગ અથવા સળિયાને ઊભી રીતે પકડી રાખો, તેને છોડો, અને તે ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ આવવાનું શરૂ કરે છે. તમે જે ઉપરનો છેડો છોડો છો તે તરત જ પડવાનું શરૂ કરે છે, પરંતુ નીચેનો છેડો થોડા સમય પછી જ ખસવાનું શરૂ કરશે, કારણ કે હોલ્ડિંગ ફોર્સ અદ્રશ્ય થઈ જવાથી સામગ્રીમાં અવાજની ઝડપે સળિયા નીચે પ્રસારિત થાય છે.

સ્થિતિસ્થાપકતાના સાપેક્ષ સિદ્ધાંતની રચના તદ્દન જટિલ છે, પરંતુ સામાન્ય વિચારન્યુટોનિયન મિકેનિક્સનો ઉપયોગ કરીને ચિત્રિત કરી શકાય છે. આદર્શ સ્થિતિસ્થાપક શરીરની રેખાંશ ગતિ માટેનું સમીકરણ હૂકના નિયમમાંથી મેળવી શકાય છે. ચાલો સળિયાની રેખીય ઘનતા દર્શાવીએ ρ , યંગનું સ્થિતિસ્થાપકતાનું મોડ્યુલસ વાય. રેખાંશ વિસ્થાપન એક્સતરંગ સમીકરણને સંતોષે છે

ρ d 2 X/dt 2 - Y d 2 X/dx 2 = 0

પ્લેન વેવ સોલ્યુશન અવાજની ઝડપે આગળ વધે છે s, જે સૂત્રમાંથી નક્કી થાય છે s 2 = Y/ρ. તરંગ સમીકરણ માધ્યમમાં વિક્ષેપને ગતિ કરતાં વધુ ઝડપથી આગળ વધવા દેતું નથી s. વધુમાં, સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત સ્થિતિસ્થાપકતાની તીવ્રતાની મર્યાદા આપે છે: વાય< ρc 2 . વ્યવહારમાં, કોઈ જાણીતી સામગ્રી આ મર્યાદાની નજીક આવતી નથી. મહેરબાની કરીને એ પણ ધ્યાન રાખો કે અવાજની ઝડપ નજીક હોય તો પણ c, તો પછી બાબત પોતે જ સાપેક્ષ ગતિએ આગળ વધે તે જરૂરી નથી.

તેમ છતાં પ્રકૃતિમાં કોઈ નક્કર શરીર નથી, ત્યાં છે કઠોર શરીરની ગતિ, જેનો ઉપયોગ પ્રકાશની ગતિને દૂર કરવા માટે થઈ શકે છે. આ વિષય પડછાયાઓ અને હાઇલાઇટ્સના પહેલાથી વર્ણવેલ વિભાગ સાથે સંબંધિત છે. (જુઓ સુપરલ્યુમિનલ સિઝર્સ, સાપેક્ષતામાં સખત ફરતી ડિસ્ક).

5. તબક્કાની ઝડપ

તરંગ સમીકરણ
d 2 u/dt 2 - c 2 d 2 u/dx 2 + w 2 u = 0

ફોર્મમાં ઉકેલ છે
u = A cos(ax - bt), c 2 a 2 - b 2 + w 2 = 0

આ સાઈન વેવ્સ છે જે v ઝડપે પ્રસરે છે
v = b/a = sqrt(c 2 + w 2 /a 2)

પરંતુ તે સી કરતાં વધુ છે. કદાચ આ tachyons માટે સમીકરણ છે? (વધુ વિભાગ જુઓ). ના, આ દળવાળા કણ માટેનું સામાન્ય સાપેક્ષવાદી સમીકરણ છે.

વિરોધાભાસને દૂર કરવા માટે, તમારે "તબક્કાની ઝડપ" વચ્ચે તફાવત કરવાની જરૂર છે. વિ ph, અને "જૂથ વેગ" વિ gr , અને
v ph ·v gr = c 2

વેવ સોલ્યુશનમાં આવર્તન વિક્ષેપ હોઈ શકે છે. આ કિસ્સામાં, તરંગ પેકેટ જૂથ વેગ સાથે ફરે છે, જે કરતાં ઓછું છે c. વેવ પેકેટનો ઉપયોગ કરીને, માહિતી ફક્ત જૂથ ગતિએ જ પ્રસારિત કરી શકાય છે. વેવ પેકેટમાં તરંગો તબક્કાના વેગ સાથે આગળ વધે છે. તબક્કાની ઝડપ- સુપરલ્યુમિનલ ચળવળનું બીજું ઉદાહરણ, જેનો ઉપયોગ સંદેશા પ્રસારિત કરવા માટે કરી શકાતો નથી.

6. સુપરલ્યુમિનલ તારાવિશ્વો

7. રિલેટિવિસ્ટિક રોકેટ

પૃથ્વી પરના નિરીક્ષકને એક સ્પેસશીપને ઝડપે દૂર જતા જોવા દો 0.8cસાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત મુજબ, તે જોશે કે સ્પેસશીપ પરની ઘડિયાળ 5/3 ગણી ધીમી ચાલે છે. જો આપણે ઓનબોર્ડ ઘડિયાળ અનુસાર ફ્લાઇટના સમય દ્વારા વહાણના અંતરને વિભાજીત કરીએ, તો આપણને ઝડપ મળે છે 4/3c. નિરીક્ષક તારણ આપે છે કે, તેની ઓન-બોર્ડ ઘડિયાળનો ઉપયોગ કરીને, વહાણનો પાયલોટ એ પણ નિર્ધારિત કરશે કે તે સુપરલ્યુમિનલ ઝડપે ઉડી રહ્યો છે. પાયલોટના દૃષ્ટિકોણથી, તેની ઘડિયાળ સામાન્ય રીતે ચાલી રહી છે, પરંતુ ઇન્ટરસ્ટેલર સ્પેસ 5/3 ગણી સંકોચાઈ છે. તેથી જ તે ઉડે છે જાણીતા અંતરતારાઓ વચ્ચે ઝડપી, ઝડપ સાથે 4/3c .

પરંતુ આ હજુ પણ સુપરલ્યુમિનલ ફ્લાઇટ નથી. તમે વિવિધ સંદર્ભ પ્રણાલીઓમાં નિર્ધારિત અંતર અને સમયનો ઉપયોગ કરીને ઝડપની ગણતરી કરી શકતા નથી.

8. ગુરુત્વાકર્ષણની ગતિ

કેટલાક ભારપૂર્વક કહે છે કે ગુરુત્વાકર્ષણની ગતિ ઘણી વધારે છે cઅથવા તો અનંત. તપાસો શું ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રકાશની ઝડપે પ્રવાસ કરે છે? અને ગુરુત્વાકર્ષણ વિકિરણ શું છે? ગુરુત્વાકર્ષણ વિક્ષેપ અને ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગોઝડપે ફેલાવો c .

9. EPR વિરોધાભાસ

10. વર્ચ્યુઅલ ફોટોન

11. ક્વોન્ટમ ટનલ અસર

ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સમાં, ટનલિંગ અસર કણને અવરોધને દૂર કરવાની મંજૂરી આપે છે, ભલે તેની પાસે આમ કરવા માટે પૂરતી ઊર્જા ન હોય. આવા અવરોધ દ્વારા ટનલિંગ સમયની ગણતરી કરવી શક્ય છે. અને તે ઝડપે સમાન અંતરને આવરી લેવા માટે પ્રકાશ માટે જરૂરી છે તેના કરતા ઓછું હોઈ શકે છે c. શું આનો ઉપયોગ પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી સંદેશા પ્રસારિત કરવા માટે થઈ શકે છે?

ક્વોન્ટમ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સકહે છે "ના!" જો કે, એક પ્રયોગ કરવામાં આવ્યો હતો જેણે ટનલ અસરનો ઉપયોગ કરીને માહિતીના સુપરલ્યુમિનલ ટ્રાન્સમિશનનું નિદર્શન કર્યું હતું. 4.7 ની ઝડપે 11.4 સેમી પહોળા અવરોધ દ્વારા cમોઝાર્ટની ફોર્ટીએથ સિમ્ફની ટ્રાન્સફર કરવામાં આવી હતી. આ પ્રયોગ માટેનો ખુલાસો ખૂબ જ વિવાદાસ્પદ છે. મોટાભાગના ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ માને છે કે ટનલ અસરનો ઉપયોગ ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે કરી શકાતો નથીમાહિતી

પ્રકાશ કરતાં ઝડપી. જો આ શક્ય હતું, તો શા માટે સાધનસામગ્રીને ઝડપથી આગળ વધતા સંદર્ભ ફ્રેમમાં મૂકીને ભૂતકાળમાં સિગ્નલ ટ્રાન્સમિટ ન કરો.

ગુરુત્વાકર્ષણના અપવાદ સાથે, તમામ અવલોકન કરેલ ભૌતિક ઘટનાઓ સ્ટાન્ડર્ડ મોડલને અનુરૂપ છે. સ્ટાન્ડર્ડ મોડલ એ સાપેક્ષવાદી ક્વોન્ટમ ફિલ્ડ થિયરી છે જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અને પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ તેમજ તમામ જાણીતા કણોને સમજાવે છે. આ સિદ્ધાંતમાં, ભૌતિક અવલોકનોને અનુરૂપ ઓપરેટરોની કોઈપણ જોડી ઘટનાઓના અવકાશ જેવા અંતરાલ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે "સફર" (એટલે ​​​​કે, આ ઓપરેટરોનો ક્રમ બદલી શકાય છે). સૈદ્ધાંતિક રીતે, આ સૂચવે છે કે પ્રમાણભૂત મોડેલમાં અસર પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી મુસાફરી કરી શકતી નથી, અને આને અનંત ઊર્જા દલીલના ક્વોન્ટમ ક્ષેત્ર સમકક્ષ ગણી શકાય.

જો કે, માં ક્વોન્ટમ થિયરીકોઈ પ્રમાણભૂત મોડલ ક્ષેત્ર દોષરહિત નથી સખત પુરાવા. હજુ સુધી કોઈએ સાબિત કર્યું નથી કે આ સિદ્ધાંત આંતરિક રીતે સુસંગત છે. મોટે ભાગે આ કેસ નથી. કોઈ પણ સંજોગોમાં, ત્યાં કોઈ ગેરેંટી નથી કે ત્યાં હજુ સુધી શોધાયેલા કણો અથવા દળો નથી કે જે સુપરલ્યુમિનલ મુસાફરી પરના પ્રતિબંધનું પાલન ન કરે. આ સિદ્ધાંતનું કોઈ સામાન્યીકરણ પણ નથી જેમાં ગુરુત્વાકર્ષણ અને સામાન્ય સાપેક્ષતાનો સમાવેશ થાય છે. ક્વોન્ટમ ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં કામ કરતા ઘણા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ શંકા કરે છે સરળ રજૂઆતોકારણ અને સ્થાન વિશે સારાંશ આપવામાં આવશે. ભવિષ્યમાં વધુ હશે તેની કોઈ ખાતરી નથી સંપૂર્ણ સિદ્ધાંતપ્રકાશની ગતિ અંતિમ ગતિનો અર્થ જાળવી રાખશે.

18. ધ ગ્રાન્ડફાધર પેરાડોક્સ

વિશેષ સાપેક્ષતામાં, સંદર્ભની એક ફ્રેમમાં પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપે મુસાફરી કરતો કણ સંદર્ભની બીજી ફ્રેમમાં સમય જતાં પાછળ જાય છે. FTL મુસાફરી અથવા માહિતી ટ્રાન્સફર ભૂતકાળમાં મુસાફરી અથવા સંદેશ મોકલવાનું શક્ય બનાવશે.

જો આવી સમયની મુસાફરી શક્ય હોત, તો તમે સમયસર પાછા જઈ શકો અને તમારા દાદાની હત્યા કરીને ઇતિહાસનો માર્ગ બદલી શકો.

વિપરીત પણ સાચું છે. જો આપણે સમયસર પાછા ફરી શકીએ, તો આપણે પ્રકાશની ગતિને પાર કરી શકીશું. તમે સમયસર પાછા જઈ શકો છો, ઓછી ઝડપે ક્યાંક ઉડી શકો છો અને સામાન્ય રીતે મોકલેલ પ્રકાશ આવે તે પહેલાં ત્યાં પહોંચી શકો છો. આ વિષય પર વિગતો માટે ટાઈમ ટ્રાવેલ જુઓ.

પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપી મુસાફરી વિશે પ્રશ્નો ખોલો

આ અંતિમ વિભાગમાં, હું પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપી મુસાફરી વિશે કેટલાક ગંભીર વિચારોનું વર્ણન કરીશ. આ વિષયો વારંવાર FAQ માં સમાવવામાં આવતા નથી કારણ કે તે જવાબોને બદલે ઘણા નવા પ્રશ્નો હોય તેવું લાગે છે. આ દિશામાં ગંભીર સંશોધન થઈ રહ્યું છે તે દર્શાવવા માટે તેઓનો અહીં સમાવેશ કરવામાં આવ્યો છે. ફક્ત વિષયનો ટૂંકો પરિચય આપવામાં આવ્યો છે. તમે ઇન્ટરનેટ પર વિગતો શોધી શકો છો. ઇન્ટરનેટ પરની દરેક વસ્તુની જેમ, તેમની ટીકા કરો.

19. ટેચીઓન્સ

Tachyons કાલ્પનિક કણો છે જે સ્થાનિક રીતે પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી મુસાફરી કરે છે. આ કરવા માટે, તેમની પાસે કાલ્પનિક સમૂહ હોવો આવશ્યક છે.

તદુપરાંત, ટેચીઓનની ઉર્જા અને વેગ એ વાસ્તવિક માત્રા છે. એવું માનવાનું કોઈ કારણ નથી કે સુપરલ્યુમિનલ કણો શોધી શકાતા નથી. પડછાયાઓ અને હાઇલાઇટ્સ પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી મુસાફરી કરી શકે છે અને શોધી શકાય છે.

અત્યાર સુધી, ટાચીયોન્સ મળ્યા નથી, અને ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ તેમના અસ્તિત્વ પર શંકા કરે છે.

એવા દાવા કરવામાં આવ્યા છે કે ટ્રીટિયમના બીટા સડો દ્વારા ઉત્પાદિત ન્યુટ્રિનોના જથ્થાને માપવા માટેના પ્રયોગોમાં, ન્યુટ્રિનો ટેચીઓન હતા.

આ શંકાસ્પદ છે, પરંતુ હજુ સુધી નિશ્ચિતપણે રદિયો આપવામાં આવ્યો નથી.

ટેચીઓન થિયરીમાં સમસ્યાઓ છે. સંભવતઃ કાર્યકારણને વિક્ષેપિત કરવા ઉપરાંત, ટેચીઓન્સ શૂન્યાવકાશને અસ્થિર પણ બનાવે છે. આ મુશ્કેલીઓને દૂર કરવી શક્ય બની શકે છે, પરંતુ તેમ છતાં આપણે સુપરલ્યુમિનલ સંદેશા પ્રસારણ માટે ટેચીઓન્સનો ઉપયોગ કરી શકીશું નહીં. મોટાભાગના ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ માને છે કે સિદ્ધાંતમાં ટાચીઓન્સનો દેખાવ આ સિદ્ધાંતમાં કેટલીક સમસ્યાઓનો સંકેત છે. ટાચ્યોન્સનો વિચાર લોકોમાં એટલો લોકપ્રિય છે કારણ કે તેનો વારંવાર વિજ્ઞાન સાહિત્ય સાહિત્યમાં ઉલ્લેખ કરવામાં આવે છે. Tachyons જુઓ. 20. વોર્મહોલ્સ

વૈશ્વિક સુપરલ્યુમિનલ મુસાફરીની સૌથી પ્રસિદ્ધ પદ્ધતિ વર્મહોલ્સનો ઉપયોગ છે. વર્મહોલ એ બ્રહ્માંડના એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધીના અવકાશ-સમયમાં કાપ છે, જે તમને છિદ્રના એક છેડાથી બીજા છેડા સુધી વધુ ઝડપથી જવા દે છે. સામાન્ય રીતખુલ્લું, આપણને નકારાત્મક ઉર્જાવાળા જગ્યાના વિસ્તારોની જરૂર છે.

C.W.Misner અને K.S. Thorne એ નકારાત્મક ઉર્જા બનાવવા માટે મોટા પાયે કેસિમિર અસરનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો.

વિઝરે આ માટે કોસ્મિક સ્ટ્રીંગ્સનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો. આ ખૂબ જ સટ્ટાકીય વિચારો છે અને શક્ય નથી. કદાચ નકારાત્મક ઊર્જા સાથેના વિદેશી પદાર્થનું જરૂરી સ્વરૂપ અસ્તિત્વમાં નથી.

સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત તેના વિરોધાભાસો સાથે આકર્ષિત કરે છે. આપણે બધા જોડિયા વિશે જાણીએ છીએ, લાંબા પ્લેનને ટૂંકા બૉક્સમાં ફિટ કરવાની ક્ષમતા વિશે. આજે, દરેક શાળાના સ્નાતક આ ક્લાસિક કોયડાઓના જવાબો જાણે છે, અને ભૌતિકશાસ્ત્રના વિદ્યાર્થીઓ પણ વધુ માને છે કે સાપેક્ષતાના વિશેષ સિદ્ધાંતમાં તેમના માટે કોઈ રહસ્યો બાકી નથી.

જો તે નિરાશાજનક સંજોગો માટે ન હોત તો બધું સારું રહેશે - સુપરલ્યુમિનલ ગતિની અશક્યતા. શું ખરેખર ઝડપી જવાનો કોઈ રસ્તો નથી?! - મેં એક બાળક તરીકે વિચાર્યું. કદાચ તે શક્ય છે ?! તેથી, હું તમને આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈનના નામના કાળા કે સફેદ જાદુના, મને ખબર નથી, ના સત્ર માટે આમંત્રિત કરું છું અને અંતે એક સાક્ષાત્કાર છે. જો કે, જેમને તે પૂરતું નથી, તેમના માટે મેં એક પઝલ પણ તૈયાર કરી છે.

આલ્ફા સેંટૌરી તરફ

હું તમને અમારા ઇન્ટરસ્ટેલર જહાજમાં બેસવા માટે આમંત્રિત કરું છું, જે આલ્ફા સેંટૌરી તરફ જઈ રહ્યું છે. અમે રૂટના અંતિમ બિંદુથી 4 પ્રકાશ વર્ષ દૂર છીએ. ધ્યાન આપો, અમે એન્જિન શરૂ કરી રહ્યા છીએ. ચાલો જઈએ! મુસાફરોની સગવડતા માટે, અમારા કેપ્ટને થ્રસ્ટ સેટ કર્યો જેથી અમે ઝડપ સાથે ગતિ વધારી અને પૃથ્વી પર અમને પરિચિત ગુરુત્વાકર્ષણ બળનો અનુભવ કર્યો.

પ્રકાશની અડધી ગતિ હોવા છતાં, હવે આપણે પહેલાથી જ યોગ્ય રીતે વેગ આપ્યો છે. ચાલો પૂછીએ કે એક સરળ પ્રશ્ન જેવો લાગતો હતો: આપણે આપણા પોતાના (જહાજના) સંદર્ભના ફ્રેમમાં આલ્ફા સેંટૌરીનો કઈ ઝડપે સંપર્ક કરીશું. એવું લાગે છે કે બધું સરળ છે, જો આપણે પૃથ્વી અને આલ્ફા સેંટૌરીના સંદર્ભના સ્થિર ફ્રેમમાં ઝડપે ઉડીએ, તો આપણા દૃષ્ટિકોણથી આપણે ની ઝડપે લક્ષ્યની નજીક પહોંચીએ છીએ.

અને હવે, જો પ્રકાશની અડધી ઝડપે આપણે પૃથ્વીથી આલ્ફા સેંટૌરીનું અંતર માપીએ, તો આપણને 4 પ્રકાશ મળ્યો નથી. વર્ષ, પરંતુ માત્ર 3.46 પવિત્ર વર્ષ.

તે તારણ આપે છે કે માત્ર એ હકીકતને કારણે કે અમે વેગ આપ્યો છે અમે પહેલાથી જ મુસાફરીના અંતિમ બિંદુ સુધીનું અંતર લગભગ 0.54 પ્રકાશ વર્ષ ઘટાડી દીધું છે. અને જો આપણે માત્ર ઊંચી ઝડપે જ નહીં, પણ વેગ પણ આપીએ, તો સ્કેલ પરિબળ સમયના સંદર્ભમાં વ્યુત્પન્ન હશે, જે સારમાં અભિગમની ગતિ પણ છે અને તેમાં ઉમેરવામાં આવે છે.

આમ, આપણા સામાન્ય ઉપરાંત, હું કહીશ કે ક્લાસિકલ, સ્પીડ, બીજો શબ્દ ઉમેરવામાં આવ્યો છે - બાકીના પાથની લંબાઈમાં ગતિશીલ ઘટાડો, જે શૂન્ય સિવાયના પ્રવેગક હોય તો જ અને માત્ર ત્યારે જ થાય છે. સારું, ચાલો પેન્સિલ લઈએ અને ગણતરી કરીએ.

અને હું એવા લોકોને મળું છું જેઓ બગાડનારની બીજી બાજુની ગણતરીઓને અનુસરવામાં ખૂબ આળસુ છે

વહાણના કપ્તાનના શાસક અનુસાર તારાનું વર્તમાન અંતર, - વોર્ડરૂમમાં ઘડિયાળ પરનો સમય, - ઝડપ.

પહેલેથી જ અહીં આપણે જોઈએ છીએ કે પ્રથમ આંશિક વ્યુત્પન્ન ગતિ છે, માત્ર એક બાદબાકી ચિહ્ન સાથે ઝડપ, જેમ જેમ આપણે આલ્ફા સેંટૌરીનો સંપર્ક કરીએ છીએ. પરંતુ બીજી મુદત એ ખૂબ જ કેચ છે કે, મને શંકા છે, દરેક વ્યક્તિએ તેના વિશે વિચાર્યું નથી.

બીજા ટર્મમાં સમયના સંદર્ભમાં ઝડપનું વ્યુત્પન્ન શોધવા માટે, તમારે સાવચેત રહેવાની જરૂર છે, કારણ કે અમે સંદર્ભના ફરતા ફ્રેમમાં છીએ. તમારી આંગળીઓ પર તેની ગણતરી કરવાનો સૌથી સહેલો રસ્તો એ ઉમેરણ સૂત્રમાંથી છે સાપેક્ષ ગતિ. ધારો કે સમયની એક ક્ષણે આપણે ઝડપ સાથે આગળ વધી રહ્યા છીએ, અને અમુક સમય પછી આપણે આપણી ઝડપ વધારીએ છીએ. સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતના સૂત્ર અનુસાર પરિણામી ગતિ હશે

હવે ચાલો (2) અને (3) એકસાથે મૂકીએ, અને (3) નું વ્યુત્પન્ન હોવું જોઈએ, કારણ કે અમે નાની વૃદ્ધિ જોઈ રહ્યા છીએ.

તેણી અદ્ભુત છે! જો પ્રથમ શબ્દ - ઝડપ - પ્રકાશની ગતિ દ્વારા મર્યાદિત હોય, તો બીજી અવધિ કંઈપણ દ્વારા મર્યાદિત નથી! વધુ લો અને... બીજી મુદત સરળતાથી ઓળંગી શકે છે.

શું-શું! - કેટલાક તે માનશે નહીં.
"હા, હા, બરાબર તે," હું જવાબ આપીશ. - તે પ્રકાશની ગતિ કરતાં વધુ, પ્રકાશની બે ગતિથી વધુ, પ્રકાશની 10 ગતિથી વધુ હોઈ શકે છે. આર્કિમિડીઝને સમજાવવા માટે, હું કહી શકું છું: "મને યોગ્ય આપો, અને હું તમને ગમે તેટલી ઝડપ આપીશ."

સારું, ચાલો સંખ્યાઓને બદલીએ, સંખ્યાઓ હંમેશા વધુ રસપ્રદ હોય છે. અમને યાદ છે તેમ, કેપ્ટને પ્રવેગક સેટ કર્યો, અને ઝડપ પહેલેથી જ પહોંચી ગઈ હતી. પછી આપણે જોશું કે પ્રકાશ વર્ષમાં, આપણી અભિગમની ગતિ પ્રકાશની ઝડપ જેટલી હશે. જો આપણે પ્રકાશ વર્ષ બદલીએ, તો પછી

શબ્દોમાં: "ત્રણ બિંદુ ત્રણ, પ્રકાશની ઝડપનો ત્રણ દશમો ભાગ."

અમે આશ્ચર્ય પામવાનું ચાલુ રાખીએ છીએ

તેથી હું કારમાં ચડી ગયો અને ગેસ દબાવ્યો. મારી પાસે ઝડપ અને પ્રવેગક છે. અને આ જ ક્ષણે હું ખાતરી આપી શકું છું કે મારાથી લગભગ સો કે બે મિલિયન પ્રકાશ વર્ષ આગળ ક્યાંક એવી વસ્તુઓ છે જે હવે પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી મારી નજીક આવી રહી છે. સરળતા માટે, મેં હજી સુધી પૃથ્વીની સૂર્યની આસપાસ તેની ભ્રમણકક્ષામાં અને આકાશગંગાના કેન્દ્રની આસપાસ સૂર્યની ગતિની ગતિને ધ્યાનમાં લીધી નથી. તેમને ધ્યાનમાં લેતા, અભિગમની સુપરલ્યુમિનલ ગતિ ધરાવતા પદાર્થો પહેલેથી જ ખૂબ નજીક હશે - કોસ્મોલોજિકલ સ્કેલ પર નહીં, પરંતુ આપણી ગેલેક્સીની પરિઘ પર ક્યાંક.

તે તારણ આપે છે કે અનૈચ્છિક રીતે, ન્યૂનતમ પ્રવેગકતા સાથે પણ, ઉદાહરણ તરીકે, ખુરશી પરથી ઉઠીને, અમે સુપરલ્યુમિનલ ચળવળમાં ભાગ લઈએ છીએ.

અમે હજી પણ આશ્ચર્યચકિત છીએ

અન્ય આશ્ચર્યજનક અસર સમજવા માટે સરળ છે. છેવટે, જલદી તમે પ્રવેગકની દિશા બદલો છો, (5) માં બીજી મુદત તરત જ ચિહ્ન બદલે છે. તે. અભિગમ ઝડપ સરળતાથી શૂન્ય બની શકે છે, અથવા તો નકારાત્મક પણ. જો કે અમારી સામાન્ય ગતિ હજુ પણ આલ્ફા સેંટૌરી તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવશે.

સંપર્કમાં આવું છું

બિન-જડતી સંદર્ભ ફ્રેમમાં, આઈન્સ્ટાઈન આપણને કંઈપણ ખાતરી આપતા નથી. આવી વસ્તુઓ!

તે જ વસ્તુ, થોડી વધુ વિગતવાર અને થોડી વધુ જટિલ

ફોર્મ્યુલા (5) અંતર સમાવે છે. જ્યારે તે શૂન્યની બરાબર હોય, એટલે કે. જ્યારે આપણે નજીકના પદાર્થોની તુલનામાં સ્થાનિક રીતે ઝડપ નક્કી કરવાનો પ્રયાસ કરીએ છીએ, ત્યારે માત્ર પ્રથમ શબ્દ જ રહેશે, જે, અલબત્ત, ઓળંગતો નથી. પ્રકાશ ગતિ. કોઈ સમસ્યા નથી. અને માત્ર પર લાંબા અંતર, એટલે કે સ્થાનિક રીતે નહીં, આપણે સુપરલ્યુમિનલ ઝડપ મેળવી શકીએ છીએ.

એવું કહેવું આવશ્યક છે કે, સામાન્ય રીતે કહીએ તો, એકબીજાથી દૂરના પદાર્થોની સંબંધિત ગતિ એ નબળી રીતે વ્યાખ્યાયિત ખ્યાલ છે. સંદર્ભની ત્વરિત ફ્રેમમાં આપણો ફ્લેટ સ્પેસ-ટાઇમ વક્ર દેખાય છે. આ પ્રખ્યાત "આઈન્સ્ટાઈન એલિવેટર" સમકક્ષ છે ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર. અને બેની સરખામણી કરો વેક્ટર જથ્થોવક્ર જગ્યામાં જ્યારે તેઓ એક જ બિંદુ પર હોય ત્યારે જ યોગ્ય હોય છે (અનુરૂપ વેક્ટર બંડલમાંથી સમાન સ્પર્શક જગ્યામાં).

માર્ગ દ્વારા, સુપરલ્યુમિનલ ઝડપના અમારા વિરોધાભાસની અલગ રીતે ચર્ચા કરી શકાય છે, હું અભિન્ન રીતે કહીશ. છેવટે, અવકાશયાત્રીની પોતાની ઘડિયાળ અનુસાર આલ્ફા સેંટૌરીની સાપેક્ષતાની મુસાફરીમાં 4 વર્ષથી ઘણો ઓછો સમય લાગશે, તેથી પ્રારંભિક અંતરને વીતેલા સમય દ્વારા વિભાજિત કરવાથી, આપણને પ્રકાશની ગતિ કરતાં વધુ અસરકારક ગતિ મળે છે. સારમાં, આ જોડિયાનો સમાન વિરોધાભાસ છે. જેઓ આરામદાયક છે તેઓ આ રીતે સુપરલ્યુમિનલ મુસાફરીને સમજી શકે છે.

તે યુક્તિ છે. તમારો કેપ્ટન સ્પષ્ટ છે.

સમસ્યા

પ્રક્ષેપણની ક્ષણે અર્થલિંગ જહાજના સંદર્ભ ફ્રેમમાં જહાજો વચ્ચેનું અંતર શું છે, જ્યારે તેઓ અનુક્રમે પૃથ્વી અને આલ્ફા સેંટૌરીની નજીક હતા? તમારો જવાબ કોમેન્ટમાં લખો.

UPD: ઉકેલ

ચાલો સંમત થઈએ કે આલ્ફા, પૃથ્વી, રોકેટ અને રકાબી પરની ઘડિયાળો સમન્વયિત છે (આ અગાઉથી કરવામાં આવ્યું હતું), અને ચારેય ઘડિયાળો પર પ્રક્ષેપણ 12:00 વાગ્યે થયું હતું.

ચાલો સ્થિર કોઓર્ડિનેટ્સમાં અવકાશ સમયને ગ્રાફિકલી ધ્યાનમાં લઈએ. પૃથ્વી શૂન્ય પર છે, આલ્ફા ધરી સાથે અંતરે છે. વિશ્વ રેખાઆલ્ફા સેંટૌરી દેખીતી રીતે જ સીધી ઉપર જાય છે. પ્લેટની વિશ્વ રેખા ડાબી તરફ વળેલી છે, કારણ કે તે પૃથ્વીની દિશામાં એક બિંદુ પરથી ઉડાન ભરી.

હવે આ ગ્રાફ પર આપણે પૃથ્વી પરથી છોડવામાં આવેલા રોકેટની સંદર્ભ પ્રણાલીના સંકલન અક્ષો દોરીશું. જેમ જાણીતું છે, આવા કોઓર્ડિનેટ સિસ્ટમ ટ્રાન્સફોર્મેશન (CS) ને બુસ્ટ કહેવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, અક્ષો ત્રાંસા રેખાની તુલનામાં સમપ્રમાણરીતે નમેલી હોય છે, જે પ્રકાશ બીમ દર્શાવે છે.

મને લાગે છે કે આ ક્ષણે તમારા માટે બધું પહેલેથી જ સ્પષ્ટ થઈ ગયું છે. જુઓ, અક્ષ વિવિધ બિંદુઓ પર આલ્ફા અને ઉડતી રકાબીની વિશ્વ રેખાઓને છેદે છે. શું થયું?

અમેઝિંગ વસ્તુ. પ્રક્ષેપણ પહેલા, રોકેટના દૃષ્ટિકોણથી, રકાબી અને આલ્ફા બંને એક જ બિંદુ પર હતા, અને ઝડપ મેળવ્યા પછી તે તારણ આપે છે કે ફરતા અવકાશયાનમાં રોકેટ અને રકાબીનું પ્રક્ષેપણ એક સાથે નહોતું. પ્લેટ, અચાનક તે બહાર આવ્યું, તે પહેલાથી શરૂ થઈ અને અમારી થોડી નજીક જવા માટે વ્યવસ્થાપિત થઈ. તેથી, હવે ઘડિયાળ અનુસાર 12:00:01 વાગ્યે, રોકેટ પહેલેથી જ આલ્ફા કરતાં રકાબીની નજીક છે.

અને જો રોકેટ વધુ વેગ આપે છે, તો તે આગામી SC પર "કૂદશે", જ્યાં પ્લેટ વધુ નજીક છે. તદુપરાંત, પ્લેટનો આવો અભિગમ ફક્ત રેખાંશ સ્કેલના પ્રવેગક અને ગતિશીલ સંકોચનને કારણે થાય છે (જેના વિશે મારી આખી પોસ્ટ છે), અને અવકાશમાં રોકેટની પ્રગતિને કારણે નહીં, કારણ કે રોકેટ પાસે વાસ્તવમાં હજી સુધી કોઈ પણ વસ્તુમાંથી ઉડવાનો સમય નથી. પ્લેટનો આ અંદાજ ચોક્કસપણે સૂત્ર (5) માં બીજો શબ્દ છે.

ઠીક છે, અન્ય બાબતોની સાથે, આપણે અંતરના સામાન્ય લોરેન્ટ્ઝ ઘટાડાને ધ્યાનમાં લેવો જોઈએ. હું તમને તરત જ જવાબ કહીશ: રોકેટ અને રકાબીની ઝડપે, દરેક અંતરે

• રોકેટ અને આલ્ફા વચ્ચે: 3.46 sv. વર્ષ (સામાન્ય લોરેન્ટ્ઝ સંકોચન)
• રોકેટ અને પ્લેટ વચ્ચે: 2.76 સેન્ટ. વર્ષ

રસ ધરાવતા લોકો માટે, ચાલો ચાર-પરિમાણીય અવકાશમાં સૂત્રો સાથે થોડો જાદુ રમીએ

આ પ્રકારની સમસ્યાનો ઉપયોગ કરીને સરળતાથી ઉકેલી શકાય છે ચાર-પરિમાણીય વેક્ટર. તેમનાથી ડરવાની જરૂર નથી, બધું રેખીય બીજગણિતની સૌથી સામાન્ય કામગીરીનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. તદુપરાંત, અમે ફક્ત એક અક્ષ સાથે આગળ વધીએ છીએ, તેથી ચાર કોઓર્ડિનેટ્સમાંથી ફક્ત બે જ રહે છે: અને .

આગળ આપણે સરળ સંકેત પર સંમત થઈશું. અમે પ્રકાશની ઝડપની ગણતરી કરીએ છીએ એક સમાન. અમે ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ હંમેશા આ કરીએ છીએ. :) આપણે સામાન્ય રીતે પ્લાન્કના સ્થિરાંક અને ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરાંકને એકમ તરીકે પણ ગણીએ છીએ. આનાથી સાર બદલાતો નથી, પરંતુ તે લેખનને ઘણું સરળ બનાવે છે.

તેથી, રેકોર્ડ્સની કોમ્પેક્ટનેસ ખાતર, અમે ગામા પરિબળ દ્વારા સર્વવ્યાપક "રિલેટીવિસ્ટિક રુટ" ને સૂચિત કરીએ છીએ, પૃથ્વીના રોકેટની ગતિ ક્યાં છે:

હવે ઘટકોમાં વેક્ટર લખીએ:

ઉપલા ઘટક સમય છે, નીચલા એક અવકાશી સંકલન છે. જહાજો સ્થિર સિસ્ટમમાં એક સાથે શરૂ થાય છે, તેથી વેક્ટરનો ઉપલા ઘટક શૂન્ય છે.

હવે ચાલો મૂવિંગ કોઓર્ડિનેટ સિસ્ટમમાં બિંદુના કોઓર્ડિનેટ્સ શોધીએ, એટલે કે. . આ કરવા માટે, અમે મૂવિંગ રેફરન્સ ફ્રેમમાં ટ્રાન્સફોર્મેશનનો ઉપયોગ કરીએ છીએ. તેને બુસ્ટ કહેવામાં આવે છે અને તે કરવા માટે ખૂબ જ સરળ છે. કોઈપણ વેક્ટરને બુસ્ટ મેટ્રિક્સ દ્વારા ગુણાકાર કરવો આવશ્યક છે

ગુણાકાર:

જેમ આપણે જોઈએ છીએ, આ વેક્ટરનો સમય ઘટક નકારાત્મક છે. આનો અર્થ એ છે કે ગતિશીલ રોકેટના દૃષ્ટિકોણથી બિંદુ અક્ષની નીચે સ્થિત છે, એટલે કે. ભૂતકાળમાં (ઉપરની આકૃતિમાં જોઈ શકાય છે).

ચાલો સ્થિર સિસ્ટમમાં વેક્ટર શોધીએ. સમય ઘટક એ અમુક અજ્ઞાત સમયગાળો છે, અવકાશી ઘટક એ અંતર છે કે પ્લેટ સમયસર પહોંચે છે, ઝડપે આગળ વધે છે:

હવે સિસ્ટમમાં સમાન વેક્ટર

ચાલો સામાન્ય વેક્ટર સરવાળો શોધીએ

મેં આવા વેક્ટરની જમણી બાજુએ આ સરવાળો શા માટે કર્યો? વ્યાખ્યા મુજબ, બિંદુ અક્ષ પર છે, તેથી સમય ઘટક શૂન્ય સમાન હોવો જોઈએ, અને અવકાશી ઘટક રોકેટથી પ્લેટ સુધી સમાન જરૂરી અંતર હશે. અહીંથી આપણને બેની સિસ્ટમ મળે છે સરળ સમીકરણો- અમે ટેમ્પોરલ ઘટકોને અલગથી, અવકાશી ઘટકોને અલગથી સરખાવીએ છીએ.

પ્રથમ સમીકરણથી આપણે નક્કી કરીએ છીએ અજ્ઞાત પરિમાણ, તેને બીજા સમીકરણમાં બદલો અને મેળવો. મને નીચે આવવા દો સરળ ગણતરીઓઅને તરત જ તેને લખો

અવેજી , , અમને મળે છે

અમને શાળામાંથી શીખવવામાં આવ્યું હતું કે પ્રકાશની ગતિને ઓળંગવી અશક્ય છે, અને તેથી બાહ્ય અવકાશમાં વ્યક્તિની હિલચાલ મહાન છે. અદ્રાવ્ય સમસ્યા(જો પ્રકાશ થોડા હજાર વર્ષોમાં આટલું જ અંતર કાપી શકે તો નજીકના સૌરમંડળ સુધી કેવી રીતે પહોંચવું?). કદાચ અમેરિકન વૈજ્ઞાનિકોએ છેતરપિંડી કર્યા વિના જ નહીં, પણ આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈનના મૂળભૂત નિયમોને અનુસરીને સુપર સ્પીડમાં ઉડવાની રીત શોધી કાઢી છે. કોઈ પણ સંજોગોમાં, આ તે છે જે સ્પેસ ડિફોર્મેશન એન્જિન પ્રોજેક્ટના લેખક, હેરોલ્ડ વ્હાઇટ દાવો કરે છે.

અમે સંપાદકીય કાર્યાલયમાં સમાચારને એકદમ અદ્ભુત માનતા હતા, તેથી આજે, કોસ્મોનૉટિક્સ ડેની પૂર્વસંધ્યાએ, અમે લોકપ્રિય વિજ્ઞાન સામયિક માટે કોન્સ્ટેન્ટિન કાકેસ દ્વારા એક અસાધારણ નાસા પ્રોજેક્ટ વિશેનો અહેવાલ પ્રકાશિત કરી રહ્યા છીએ, જો સફળ થશે, તો વ્યક્તિ આગળ વધી શકશે. સૌર સિસ્ટમ.

સપ્ટેમ્બર 2012માં, 100 વર્ષની સ્ટારશિપ તરીકે ઓળખાતી જૂથની બીજી જાહેર સભા માટે કેટલાંક સો વૈજ્ઞાનિકો, એન્જિનિયરો અને અવકાશ ઉત્સાહીઓ એક સાથે આવ્યા હતા. જૂથનું નેતૃત્વ કરે છે ભૂતપૂર્વ અવકાશયાત્રીમે જેમિસન, અને તેણીએ DARPA ની સ્થાપના કરી. કોન્ફરન્સનો હેતુ “બનાવવાનો છે શક્ય મુસાફરીઆવનારા સો વર્ષોમાં સૌરમંડળની બહારના અન્ય તારાઓ સુધીના માણસો." મોટાભાગના કોન્ફરન્સ સહભાગીઓ સ્વીકારે છે કે માનવસહિત અવકાશ સંશોધનમાં પ્રગતિ ખૂબ ઓછી છે. છેલ્લા કેટલાક ક્વાર્ટરમાં અબજો ડોલર ખર્ચ્યા હોવા છતાં, અવકાશ એજન્સીઓ લગભગ તેટલું જ કરી શકે છે જેટલું તેઓ 1960 ના દાયકામાં કરી શકે છે. ખરેખર, આ બધું ઠીક કરવા માટે 100 વર્ષની સ્ટારશિપ બોલાવવામાં આવી હતી.

પરંતુ ચાલો મુદ્દા પર આવીએ. કોન્ફરન્સના થોડા દિવસો પછી, તેના સહભાગીઓ સૌથી અદ્ભુત વિષયો પર પહોંચ્યા: અંગ પુનર્જીવન, વહાણમાં સંગઠિત ધર્મની સમસ્યા વગેરે. 100 વર્ષની સ્ટારશિપ મીટિંગમાં એક વધુ રસપ્રદ પ્રસ્તુતિ "સ્ટ્રેઇન ફીલ્ડ મિકેનિક્સ 102" તરીકે ઓળખાતી હતી અને તે નાસાના હેરોલ્ડ "સોની" વ્હાઇટ દ્વારા આપવામાં આવી હતી. એજન્સીના અનુભવી, વ્હાઇટ કંપનીના અદ્યતન ઇમ્પલ્સ પ્રોગ્રામનું નેતૃત્વ કરે છે. અવકાશ કેન્દ્રજોહ્ન્સન (JSC). તેણે પાંચ સાથીદારો સાથે મળીને " માર્ગ નકશોસ્પેસ પ્રોપલ્શન સિસ્ટમ્સ", જે નજીકના ભવિષ્યમાં નાસાના ધ્યેયોને અવાજ આપે છે અવકાશ યાત્રા. આ યોજનામાં અદ્યતન રાસાયણિક રોકેટથી લઈને એન્ટિમેટર જેવા દૂરગામી વિકાસ સુધીના તમામ પ્રકારના પ્રોપલ્શન પ્રોજેક્ટ્સની સૂચિ છે. પરમાણુ મશીનો. પરંતુ વ્હાઇટનું સંશોધન ક્ષેત્ર એ બધામાં સૌથી વધુ ભાવિ છે: તે સ્પેસ વાર્પ એન્જિનની ચિંતા કરે છે.

તે સ્પષ્ટ છે કે આ બધું એકદમ વિચિત્ર લાગે છે: આવા વિકાસ છે વાસ્તવિક ક્રાંતિ, જે વિશ્વના તમામ ખગોળ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓના હાથ ખોલશે. આપણા પોતાના સૌથી નજીકના ગ્રહ આલ્ફા સેંટૌરીની મુસાફરીમાં 75 હજાર વર્ષ પસાર કરવાને બદલે સ્ટાર સિસ્ટમ, આવા એન્જિનવાળા જહાજ પર અવકાશયાત્રીઓ આ પ્રવાસ થોડા અઠવાડિયામાં પૂર્ણ કરી શકશે.

શટલ પ્રોગ્રામના અંત અને પૃથ્વીની નીચી ભ્રમણકક્ષામાં ખાનગી ફ્લાઇટ્સની વધતી જતી ભૂમિકાના પ્રકાશમાં, NASA કહે છે કે તે દૂર-ગામી, વધુ બોલ્ડર યોજનાઓ પર ફરીથી ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી રહ્યું છે જે ચંદ્રની મુસાફરીથી આગળ વધે છે. આ લક્ષ્યો ફક્ત નવી મોટર સિસ્ટમ્સના વિકાસ દ્વારા જ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે - વધુ ઝડપી. કોન્ફરન્સના થોડા દિવસો પછી, નાસાના વડા ચાર્લ્સ બોલ્ડેને વ્હાઇટના શબ્દોને પુનરાવર્તિત કર્યા: "અમે પ્રકાશની ગતિ કરતાં વધુ ઝડપથી અને મંગળ પર રોકાયા વિના મુસાફરી કરવા માંગીએ છીએ."

અમે આ એન્જિન વિશે કેવી રીતે જાણીએ છીએ

"સ્પેસ વાર્પ એન્જિન" અભિવ્યક્તિનો પ્રથમ લોકપ્રિય ઉપયોગ 1966નો છે, જ્યારે જેન રોડનબેરીએ " સ્ટાર ટ્રેક" આગામી 30 વર્ષ સુધી, આ એન્જિન માત્ર આ વિજ્ઞાન સાહિત્ય શ્રેણીના ભાગ રૂપે અસ્તિત્વમાં હતું. Miguel Alcubierre નામના ભૌતિકશાસ્ત્રીએ આ શ્રેણીનો એક એપિસોડ જોયો હતો જ્યારે તેઓ આ ક્ષેત્રમાં તેમની ડોક્ટરેટ પર કામ કરી રહ્યા હતા. સામાન્ય સિદ્ધાંતસાપેક્ષતા અને આશ્ચર્ય થયું કે શું વાસ્તવિકતામાં સ્પેસ વોર્પ એન્જિન બનાવવું શક્ય છે. 1994 માં, તેમણે આ પદની રૂપરેખા આપતો દસ્તાવેજ પ્રકાશિત કર્યો.

અલ્ક્યુબીરેએ અવકાશમાં પરપોટાની કલ્પના કરી. બબલના આગળના ભાગમાં, ટાઇમ-સ્પેસ કોન્ટ્રાક્ટ થાય છે, અને પાછળ તે વિસ્તરે છે (જેમ કે આ કિસ્સામાં હતું. બિગ બેંગ, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ અનુસાર). વિરૂપતાને કારણે જહાજ અવકાશમાં સરળતાથી સરકશે, જેમ કે તે કોઈ મોજા પર સર્ફિંગ કરી રહ્યું હોવા છતાં. આસપાસનો અવાજ. સૈદ્ધાંતિક રીતે, વિકૃત બબલ ઇચ્છિત તરીકે ઝડપથી આગળ વધી શકે છે; આઈન્સ્ટાઈનના સિદ્ધાંત મુજબ પ્રકાશની ગતિની મર્યાદાઓ માત્ર અવકાશ-સમયના સંદર્ભમાં જ લાગુ પડે છે, પરંતુ અવકાશ-સમયના આવા વિકૃતિઓમાં નહીં. બબલની અંદર, જેમ કે અલ્ક્યુબિયરે ધાર્યું હતું, અવકાશ સમય બદલાશે નહીં, અને અવકાશ પ્રવાસીઓને કોઈ નુકસાન થશે નહીં.

સામાન્ય સાપેક્ષતામાં આઈન્સ્ટાઈનના સમીકરણોને એક દિશામાં ઉકેલવા મુશ્કેલ છે કે પદાર્થ કેવી રીતે અવકાશને વાળે છે, પરંતુ તે શક્ય છે. તેનો ઉપયોગ કરીને, અલ્ક્યુબીરે નક્કી કર્યું કે વિકૃત બબલના નિર્માણ માટે દ્રવ્યનું વિતરણ આવશ્યક સ્થિતિ છે. એકમાત્ર સમસ્યા એ છે કે ઉકેલો કહેવાતા પદાર્થના અનિશ્ચિત સ્વરૂપ તરફ દોરી ગયા નકારાત્મક ઊર્જા.

સાદી ભાષામાં કહીએ તો ગુરુત્વાકર્ષણ એ બે પદાર્થો વચ્ચેનું આકર્ષણ બળ છે. દરેક પદાર્થ, તેના કદને ધ્યાનમાં લીધા વિના, આસપાસના પદાર્થો પર આકર્ષણનું થોડું બળ લગાવે છે. આઈન્સ્ટાઈન અનુસાર, આ બળ એ અવકાશ-સમયની વક્રતા છે. નકારાત્મક ઉર્જા, જો કે, ગુરુત્વાકર્ષણ રૂપે નકારાત્મક છે, એટલે કે, પ્રતિકૂળ. સમય અને અવકાશને જોડવાને બદલે નકારાત્મક ઉર્જા તેમને દૂર ધકેલે છે અને અલગ કરે છે. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, આવા મોડલને કામ કરવા માટે, અલ્ક્યુબિયરને જહાજની પાછળ અવકાશ સમયનો વિસ્તાર કરવા માટે નકારાત્મક ઊર્જાની જરૂર છે.

એ હકીકત હોવા છતાં કે કોઈએ ક્યારેય નકારાત્મક ઊર્જાને ખરેખર માપી નથી, ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ અનુસાર, તે અસ્તિત્વમાં છે, અને વૈજ્ઞાનિકોએ તેને બનાવવાનું શીખ્યા છે. પ્રયોગશાળા શરતો. તેને ફરીથી બનાવવાની એક રીત કેસિમિર અસર દ્વારા છે: એકબીજાની નજીક સ્થિત બે સમાંતર વાહક પ્લેટો ચોક્કસ માત્રામાં નકારાત્મક ઊર્જા બનાવે છે. અલ્ક્યુબિયર મોડલનો નબળો મુદ્દો એ છે કે તેને મોટી માત્રામાં નકારાત્મક ઊર્જાની જરૂર પડે છે, વૈજ્ઞાનિકોના અંદાજ કરતાં વધુ તીવ્રતાના ઘણા ઓર્ડર ઉત્પન્ન કરી શકાય છે.

વ્હાઇટ કહે છે કે તેણે આ મર્યાદાનો માર્ગ શોધી કાઢ્યો છે. કોમ્પ્યુટર સિમ્યુલેશનમાં, વ્હાઇટે વિરૂપતા ક્ષેત્રની ભૂમિતિમાં ફેરફાર કર્યો જેથી સિદ્ધાંતમાં તે અલ્ક્યુબીરેના અંદાજ કરતાં લાખો ગણી ઓછી નકારાત્મક ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીને વિકૃત બબલ ઉત્પન્ન કરી શકે અને કદાચ અવકાશયાન તેને ઉત્પન્ન કરવા માટેનું સાધન લઈ શકે તેટલું ઓછું હોય. વ્હાઇટ કહે છે, "આ શોધો, અલ્ક્યુબિઅરની પદ્ધતિને અવ્યવહારુથી સંપૂર્ણપણે બુદ્ધિગમ્યમાં બદલો."

વ્હાઈટની લેબમાંથી રિપોર્ટ

જ્હોન્સન સ્પેસ સેન્ટર હ્યુસ્ટન લગૂન્સ નજીક આવેલું છે, જે ગેલ્વેસ્ટન ખાડીને જોઈ રહ્યું છે. આ કેન્દ્ર થોડુંક ઉપનગરીય કોલેજ કેમ્પસ જેવું છે, જેનો હેતુ માત્ર અવકાશયાત્રીઓને તાલીમ આપવાનો છે. મારી મુલાકાતના દિવસે, વ્હાઇટ મને બિલ્ડીંગ 15 માં મળે છે, કોરિડોર, ઓફિસો અને પ્રયોગશાળાઓની બહુમાળી મેઝ જ્યાં એન્જિનનું પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે. વ્હાઇટ ઇગલવર્કસ પોલો શર્ટ પહેરે છે (જેમ કે તે તેના એન્જિન પ્રયોગો કહે છે), જે ભવિષ્યના સ્પેસશીપની ઉપર ઉડતા ગરુડ સાથે એમ્બ્રોઇડરી કરે છે.

વ્હાઇટે તેની કારકિર્દીની શરૂઆત એન્જિનિયર તરીકે કરી, રોબોટિક જૂથના ભાગ રૂપે સંશોધન કર્યું. પ્લાઝમા ફિઝિક્સમાં પીએચડી પૂર્ણ કરતી વખતે તેણે આખરે ISS પર સમગ્ર રોબોટિક્સ વિંગની કમાન સંભાળી. તે માત્ર 2009 માં જ હતું કે તેણે ગતિના અભ્યાસમાં તેની રુચિઓ બદલી, અને આ વિષયે તેને એટલો મોહિત કર્યો કે તે નાસા માટે કામ કરવા જવાનું મુખ્ય કારણ બની ગયું.

"તે એકદમ છે અસામાન્ય વ્યક્તિ, તેના બોસ જ્હોન એપલવ્હાઇટ કહે છે, જે પ્રોપલ્શન સિસ્ટમ્સ વિભાગના વડા છે. - તે ચોક્કસપણે એક મહાન સ્વપ્નદ્રષ્ટા છે, પરંતુ તે જ સમયે એક પ્રતિભાશાળી એન્જિનિયર છે. તે જાણે છે કે તેની કલ્પનાઓને વાસ્તવિક એન્જિનિયરિંગ પ્રોડક્ટમાં કેવી રીતે ફેરવવી.” તે જ સમયે તે નાસામાં જોડાયો, વ્હાઇટે અદ્યતન પ્રોપલ્શન સિસ્ટમ્સ માટે સમર્પિત પોતાની પ્રયોગશાળા ખોલવાની પરવાનગી માંગી. તે પોતે ઇગલવર્કસ નામ સાથે આવ્યો અને નાસાને તેની વિશેષતા માટે લોગો બનાવવા માટે પણ કહ્યું. પછી આ કામ શરૂ થયું.

વ્હાઇટ મને તેની ઑફિસ તરફ દોરી જાય છે, જે તે ચંદ્ર પર પાણીની શોધમાં એક સાથીદાર સાથે શેર કરે છે, અને પછી નીચે ઇગલવર્ક્સમાં જાય છે. ચાલતા જતા, તેમણે મને પ્રયોગશાળા ખોલવાની તેમની વિનંતી વિશે કહ્યું અને તેને "માણસને અવકાશની શોધખોળ કરવામાં મદદ કરવા માટે અદ્યતન ચળવળ શોધવાની લાંબી કઠિન પ્રક્રિયા" કહે છે.

સફેદ મને પદાર્થ બતાવે છે અને બતાવે છે કેન્દ્રીય કાર્ય- જેને તે "ક્વોન્ટમ વેક્યુમ પ્લાઝ્મા પ્રોપલ્શન" (QVPT) કહે છે. આ ઉપકરણ એક વિશાળ લાલ મખમલ ડોનટ જેવું લાગે છે જેમાં વાયરો કોર પર ચુસ્તપણે લપેટી છે. આ બે ઇગલવર્કસ પહેલમાંથી એક છે (બીજી વોર્પ ડ્રાઇવ છે). આ પણ એક ગુપ્ત વિકાસ છે. જ્યારે હું પૂછું છું કે તે શું છે, ત્યારે વ્હાઇટ કહે છે કે તે એટલું જ કહી શકે છે કે ટેક્નોલોજી વાર્પ ડ્રાઇવ કરતાં પણ ઠંડી છે.) વ્હાઈટ દ્વારા લખવામાં આવેલા 2011 નાસાના અહેવાલ મુજબ, યાન તેના બળતણ સ્ત્રોત તરીકે ખાલી જગ્યામાં ક્વોન્ટમ વધઘટનો ઉપયોગ કરે છે, એટલે કે QVPT-સંચાલિત અવકાશયાનને કોઈ બળતણની જરૂર નથી.

એન્જિન ઇંધણ સ્ત્રોત તરીકે ખાલી જગ્યામાં ક્વોન્ટમ વધઘટનો ઉપયોગ કરે છે,
જેનો અર્થ છે સ્પેસશીપ,
QVPT દ્વારા સંચાલિત, કોઈ બળતણની જરૂર નથી.

જ્યારે ઉપકરણ કામ કરે છે, ત્યારે વ્હાઇટની સિસ્ટમ સિનેમેટિકલી સંપૂર્ણ લાગે છે: લેસરનો રંગ લાલ હોય છે, અને બે બીમ સાબર્સની જેમ ક્રોસ કરવામાં આવે છે. રીંગની અંદર બેરિયમ ટાઇટેનેટમાંથી બનેલા ચાર સિરામિક કેપેસિટર્સ છે, જે વ્હાઇટ 23,000 વોલ્ટ પર ચાર્જ કરે છે. વ્હાઇટે છેલ્લાં અઢી વર્ષ પ્રયોગ વિકસાવવામાં વિતાવ્યા છે, અને તે કહે છે કે કેપેસિટર્સ પ્રચંડ દર્શાવે છે સંભવિત ઊર્જા. જો કે, જ્યારે હું પૂછું છું કે વિકૃત અવકાશ સમય માટે જરૂરી નકારાત્મક ઊર્જા કેવી રીતે બનાવવી, ત્યારે તે જવાબ આપવાનું ટાળે છે. તે સમજાવે છે કે તેણે બિન-જાહેર કરાર પર હસ્તાક્ષર કર્યા હતા અને તેથી વિગતો જાહેર કરી શકતા નથી. હું પૂછું છું કે તેણે કોની સાથે આ કરાર કર્યા છે. તે કહે છે: “લોકો સાથે. તેઓ આવે છે અને વાત કરવા માંગે છે. હું તમને વધુ વિગતો આપી શકતો નથી."

એન્જિન આઈડિયાના વિરોધીઓ

અત્યાર સુધી, વિકૃત મુસાફરીની થિયરી એકદમ સાહજિક છે - ફરતા બબલ બનાવવા માટે સમય અને અવકાશને વિકૃત કરે છે - અને તેમાં કેટલીક નોંધપાત્ર ખામીઓ છે. જો વ્હાઈટ એલ્ક્યુબિયર દ્વારા જરૂરી નકારાત્મક ઊર્જાની માત્રામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે તો પણ, તે હજુ પણ વૈજ્ઞાનિકો ઉત્પન્ન કરી શકે તેના કરતાં વધુની જરૂર પડશે, ટફ્ટ્સ યુનિવર્સિટીના સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રી લોરેન્સ ફોર્ડ કહે છે કે જેમણે છેલ્લા 30 વર્ષોમાં નકારાત્મક ઊર્જાના વિષય પર અસંખ્ય પેપર લખ્યા છે. . ફોર્ડ અને અન્ય ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ કહે છે કે ત્યાં મૂળભૂત ભૌતિક મર્યાદાઓ છે, જે એટલી બધી નથી કે ઈજનેરીની અપૂર્ણતાઓને કારણે એ હકીકત છે કે નકારાત્મક ઊર્જાનો આ જથ્થો લાંબા સમય સુધી એક જગ્યાએ રહી શકતો નથી.

બીજો પડકાર: પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપે પ્રવાસ કરતા વાર્પ બોલ બનાવવા માટે, વૈજ્ઞાનિકોને અવકાશયાનની આસપાસ અને તેની ઉપર નકારાત્મક ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવાની જરૂર પડશે. વ્હાઇટને નથી લાગતું કે આ કોઈ સમસ્યા છે; તે ખૂબ જ અસ્પષ્ટ રીતે જવાબ આપે છે કે એન્જિન મોટે ભાગે કામ કરશે તે કેટલાક અસ્તિત્વમાંના "ઉપકરણો કે જે બનાવે છે તેને આભારી છે જરૂરી શરતો" જો કે, વહાણની સામે આ પરિસ્થિતિઓ બનાવવાનો અર્થ એ થશે કે પ્રકાશની ગતિ કરતાં વધુ ઝડપથી મુસાફરી કરતી નકારાત્મક ઊર્જાનો સતત પુરવઠો પૂરો પાડવો, જે ફરીથી સામાન્ય સાપેક્ષતાનો વિરોધાભાસ કરે છે.

છેલ્લે, સ્પેસ વાર્પ એન્જિન એક વૈચારિક પ્રશ્ન ઊભો કરે છે. સામાન્ય સાપેક્ષતામાં, સુપરલ્યુમિનલ ઝડપે મુસાફરી કરવી એ સમયની મુસાફરી સમાન છે. જો આવા એન્જિન વાસ્તવિક હોય, તો વ્હાઇટ ટાઇમ મશીન બનાવે છે.

આ અવરોધો કેટલીક ગંભીર શંકાઓને જન્મ આપે છે. "મને નથી લાગતું કે આપણે જે ભૌતિકશાસ્ત્ર જાણીએ છીએ અને ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમો આપણને એવું માનવાની મંજૂરી આપે છે કે તે તેના પ્રયોગોથી કંઈપણ હાંસલ કરશે," કેન ઓલમ કહે છે, ટફ્ટ્સ યુનિવર્સિટીના ભૌતિકશાસ્ત્રી કે જેમણે સ્ટારશિપ 100માં વિદેશી પ્રોપલ્શન ચર્ચામાં પણ ભાગ લીધો હતો. વર્ષગાંઠની બેઠક. મિડલબરી કૉલેજના ભૌતિકશાસ્ત્રી નોહ ગ્રેહામ, જેમણે મારી વિનંતી પર વ્હાઇટના બે પેપર વાંચ્યા, તેમણે મને ઇમેઇલ કર્યો: "મને તેમના અગાઉના કાર્યોના સંદર્ભો સિવાય કોઈ મૂલ્યવાન વૈજ્ઞાનિક પુરાવા દેખાતા નથી."

મેક્સિકોની નેશનલ ઓટોનોમસ યુનિવર્સિટીના ભૌતિકશાસ્ત્રી અલ્ક્યુબીરેને પોતાની શંકા છે. "જો હું સ્પેસશીપ પર ઊભો હોઉં અને મારી પાસે નકારાત્મક ઉર્જા ઉપલબ્ધ હોય, તો પણ હું તેને જ્યાં જરૂરી હોય ત્યાં મૂકી શકું એવો કોઈ રસ્તો નહોતો," તે મને મેક્સિકો સિટીમાં તેના ઘરેથી ફોન પર કહે છે. - ના, વિચાર જાદુઈ છે, મને તે ગમે છે, મેં તે જાતે લખ્યું છે. પરંતુ તેમાં કેટલીક ગંભીર ખામીઓ છે જે મેં વર્ષોથી જોઈ છે, અને હું તેને ઠીક કરવાની એક પણ રીત જાણતો નથી.

સુપર સ્પીડનું ભવિષ્ય

જ્હોન્સન સાયન્સ સેન્ટરના મુખ્ય દરવાજાની ડાબી બાજુએ, શનિ વી રોકેટ તેની બાજુમાં આવેલું છે, તેની આંતરિક સામગ્રી બતાવવા માટે તેના તબક્કાઓ અલગ પડે છે. તે કદાવર છે - ઘણા એન્જિનમાંથી એકનું કદ કદ સમાનનાની કાર, અને રોકેટ પોતે ફૂટબોલ મેદાન કરતાં થોડા ફૂટ લાંબુ છે. આ, અલબત્ત, અવકાશ સંશોધકની વિચિત્રતાના તદ્દન છટાદાર પુરાવા છે. આ ઉપરાંત, તેણી 40 વર્ષની છે, અને તેણી જે સમયનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે - જ્યારે નાસા ચંદ્ર પર માણસને મોકલવાની વિશાળ રાષ્ટ્રીય યોજનાનો ભાગ હતો - તે લાંબા સમય સુધી ગયો છે. આજે, JSC એક એવું સ્થળ છે જે એક સમયે મહાન હતું, પરંતુ ત્યારથી તે અવકાશ વાનગાર્ડ છોડી ગયું છે.

સફળતાનો અર્થ JSC અને NASA માટે એક નવો યુગ હોઈ શકે છે, અને અમુક અંશે, તે યુગનો ભાગ હવે શરૂ થઈ રહ્યો છે. 2007 માં શરૂ કરાયેલ ડોન પ્રોબ, આયન એન્જિનનો ઉપયોગ કરીને એસ્ટરોઇડ રિંગનો અભ્યાસ કરે છે. 2010 માં, જાપાનીઓએ પ્રથમ આંતરગ્રહ ઇકારસને સોંપ્યું સ્ટારશિપ, સૌર સઢ દ્વારા સંચાલિત, પ્રાયોગિક પ્રોપલ્શનનો બીજો પ્રકાર. અને 2016 માં, વૈજ્ઞાનિકોએ VASMIRનું પરીક્ષણ કરવાની યોજના બનાવી છે, જે ખાસ કરીને ISS માં ઉચ્ચ પ્રોપલ્શન થ્રસ્ટ માટે બનાવવામાં આવેલ પ્લાઝ્મા-સંચાલિત સિસ્ટમ છે. પરંતુ જ્યારે આ સિસ્ટમ્સ અવકાશયાત્રીઓને મંગળ પર લઈ જઈ શકે છે, ત્યારે તેઓ તેમને સૂર્યમંડળની બહાર લઈ જઈ શકશે નહીં. આ હાંસલ કરવા માટે, વ્હાઇટે કહ્યું, નાસાએ જોખમી પ્રોજેક્ટ્સ લેવાની જરૂર પડશે.

વાર્પ ડ્રાઇવ કદાચ મૂવમેન્ટ પ્રોજેક્ટ્સ બનાવવા માટે નાસના પ્રયાસોમાં સૌથી વધુ દૂરના છે. વૈજ્ઞાનિક સમુદાય કહે છે કે સફેદ તેને બનાવી શકતો નથી. નિષ્ણાતો કહે છે કે તે પ્રકૃતિ અને ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમો વિરુદ્ધ કામ કરે છે. આમ છતાં નાસા આ પ્રોજેક્ટ પાછળ છે. "તેને ખોટા સ્તરે સબસિડી આપવામાં આવે છે રાજ્ય સ્તર, જે તેમની પાસે હોવી જોઈએ,” એપલવ્હાઈટ કહે છે. - મને લાગે છે કે મેનેજમેન્ટને તેનું કામ ચાલુ રાખવામાં તેનામાં ખાસ રસ છે; આ તેમાંથી એક છે સૈદ્ધાંતિક ખ્યાલો, જો સફળ થાય, તો રમત સંપૂર્ણપણે બદલાઈ જાય છે."

જાન્યુઆરીમાં, વ્હાઇટે તેનું સ્ટ્રેઇન ઇન્ટરફેરોમીટર એસેમ્બલ કર્યું અને તેના આગલા લક્ષ્ય તરફ આગળ વધ્યો. ઇગલવર્કસ વધી ગયું છે પોતાનું ઘર. નવી લેબ મોટી છે અને, તે ઉત્સાહપૂર્વક જાહેર કરે છે, "સિસ્મિકલી આઇસોલેટેડ" એટલે કે તે કંપનથી સુરક્ષિત છે. પરંતુ નવી લેબ (અને સૌથી પ્રભાવશાળી) વિશે કદાચ સૌથી સારી બાબત એ છે કે નાસાએ વ્હાઇટને એ જ શરતો આપી હતી જે નીલ આર્મસ્ટ્રોંગ અને બઝ એલ્ડ્રિનને ચંદ્ર પર હતી. સારું, ચાલો જોઈએ.

વેક્યૂમમાં પ્રકાશની ઝડપ કરતાં ઝડપ વધારે છે - આ એક વાસ્તવિકતા છે. આઈન્સ્ટાઈનનો સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત માત્ર માહિતીના સુપરલ્યુમિનલ ટ્રાન્સમિશનને પ્રતિબંધિત કરે છે. તેથી, એવા ઘણા કિસ્સાઓ છે જ્યાં પદાર્થો પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી આગળ વધી શકે છે અને કંઈપણ તોડી શકતા નથી. ચાલો પડછાયાઓ અને સૂર્યકિરણોથી શરૂઆત કરીએ.

જો તમે એક આંગળીથી દૂરની દિવાલ પર પડછાયો બનાવો છો જેના પર તમે ફ્લેશલાઇટ કરો છો, અને પછી તમારી આંગળી ખસેડો છો, તો પડછાયો તમારી આંગળી કરતાં વધુ ઝડપથી આગળ વધે છે. જો દિવાલ ખૂબ દૂર સ્થિત છે, તો પડછાયાની ગતિ આંગળીની ગતિથી પાછળ રહેશે, કારણ કે પ્રકાશને હજી આંગળીથી દિવાલ સુધી પહોંચવાનો રહેશે, પરંતુ છાયાની ગતિ સમાન રહેશે. ગણી વધારે સંખ્યા. એટલે કે, પડછાયાની ગતિ પ્રકાશની ગતિ દ્વારા મર્યાદિત નથી.

પડછાયાઓ ઉપરાંત, સૂર્ય કિરણો પણ પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી આગળ વધી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચંદ્રને ધ્યાનમાં રાખીને લેસર બીમમાંથી સ્પેક. ચંદ્રનું અંતર 385,000 કિમી છે. જો તમે લેસરને સહેજ ખસેડો, તેને માંડ 1 સે.મી. ખસેડો, તો તેની પાસે પ્રકાશ કરતાં ત્રીજા ભાગની ઝડપે ચંદ્રની આજુબાજુ દોડવાનો સમય હશે.

પ્રકૃતિમાં સમાન વસ્તુઓ થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પલ્સરમાંથી પ્રકાશ બીમ, ન્યુટ્રોન સ્ટાર, ધૂળના વાદળમાંથી કાંસકો કરી શકે છે. તેજસ્વી ફ્લેશ પ્રકાશ અથવા અન્ય કિરણોત્સર્ગના વિસ્તરતા શેલ બનાવે છે. જ્યારે તે વાદળની સપાટીને પાર કરે છે, ત્યારે તે પ્રકાશની રિંગ બનાવે છે જે પ્રકાશની ગતિ કરતાં વધુ ઝડપથી વધે છે.

આ બધી વસ્તુઓ પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી આગળ વધવાના ઉદાહરણો છે, પરંતુ જે ન હતી ભૌતિક શરીર. પડછાયા અથવા બન્નીનો ઉપયોગ સુપરલ્યુમિનલ સંદેશા પ્રસારિત કરી શકતો નથી, તેથી પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી સંચાર કામ કરતું નથી.

અને અહીં એક ઉદાહરણ છે જે ભૌતિક શરીર સાથે સંકળાયેલું છે. આગળ જોતાં, અમે કહીશું કે, ફરીથી, સુપરલ્યુમિનલ સંદેશાઓ કામ કરશે નહીં.

ફરતા શરીર સાથે સંકળાયેલા સંદર્ભના ફ્રેમમાં, દૂરની વસ્તુઓ સુપરલ્યુમિનલ ઝડપે આગળ વધી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, આલ્ફા સેંટૌરી, પૃથ્વીના સંદર્ભની ફ્રેમમાં, પ્રકાશની ગતિ કરતાં 9,600 ગણી વધુ ગતિએ ફરે છે, દરરોજ લગભગ 26 પ્રકાશ વર્ષનું અંતર "પાછળ" કરે છે. અને ચંદ્ર સાથે બરાબર એ જ ઉદાહરણ. તેની સામે ઉભા રહો અને થોડી સેકંડમાં તમારી ધરીની આસપાસ ફેરવો. આ સમય દરમિયાન, તે તમારી આસપાસ લગભગ 2.4 મિલિયન કિલોમીટર, એટલે કે, પ્રકાશની ગતિ કરતા 4 ગણી વધુ ઝડપથી ફરે છે. હા-હા, તમે કહો છો, તે તેણી ન હતી જે કાંતતી હતી, પરંતુ હું હતી... અને યાદ રાખો કે સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતમાં બધી સંદર્ભ પ્રણાલીઓ સ્વતંત્ર છે, જેમાં ફરતી હોય છે. તો, તમારે કઈ બાજુથી જોવું જોઈએ ...

તો આપણે શું કરવું જોઈએ? ઠીક છે, હકીકતમાં, અહીં કોઈ વિરોધાભાસ નથી, કારણ કે ફરીથી, આ ઘટનાનો ઉપયોગ સંદેશાઓના સુપરલ્યુમિનલ ટ્રાન્સમિશન માટે કરી શકાતો નથી. વધુમાં, નોંધ કરો કે તેની નજીકમાં ચંદ્ર પ્રકાશની ઝડપ કરતાં વધી જતો નથી. એટલે કે, પ્રકાશની સ્થાનિક ગતિને ઓળંગવા પર સાપેક્ષતાના સામાન્ય સિદ્ધાંતમાં તમામ પ્રતિબંધો લાદવામાં આવે છે.