Světlo proti relativitě?

Maximální rychlost přenosu informace Článek o údajném překonání rychlosti světla ve vakuu, která byla/je, dosud p...


Maximální rychlost přenosu informace
Článek o údajném překonání rychlosti světla ve vakuu, která byla/je, dosud
pokládána za absolutní mez, jíž se může libovolná částice bez ohledu na svou
klidovou hmotnost pohybovat, vyvolal zajímavé diskuze na našich webových
stránkách, kde se stal velmi rychle nejčtenějším příspěvkem. Dva názory
zveřejňujeme i v tištěné podobě Computerworldu. Klíčovou je samozřejmě otázka,
zda jsou výsledky posledních experimentů v nějakém rozporu s teorií relativity
a zda jsou nějak prakticky využitelné v rámci konstrukce počítačů a sítí.

O jednom postulátě STR
Jeden z postulátov špeciálnej teórie relativity kladie obmedzenie na rýchlosť
šírenia sa signálov, teda v prípade svetla na grupovú rýchlosť a nie na fázovú.
Má velmi hlboké opodstanenie a dalekosiahle dÖsledky vo všetkých moderných
fyzikálnych teóriach, ktoré preukazujú velmi dobré zhody s experimentami. Takže
vyjadrovať sa, že daný experiment nepopiera špeciálnu teóriu relativity, a
tvrdiť, že mÖžeme na základe daného experimentu prenášať signál rýchlejšie ako
cca 300 000 km/s, je vnútorne nekonzistentné a rozporuplné.
Branislav Majerník,
brunix@madein.sk. Autor vystudoval na matematicko-fyzikální fakultě Uviverzity
Komenského v Bratislavě obor teoretická fyzika.

Jak se zatím zdá a jak potvrzují i oba příspěvky, v případě celého pokusu jde
spíše o jakousi modelovou analogii. Ostatně, model částice, kterou si můžeme
představit jako pohybující se rychleji než světlo, se již dnes poměrně běžně
používá. Např. z posledního vydání časopisu Astropis (2/2000) cituji z článku
Petra Kulhánka o Hawkingově vypařování černých děr a vzniku párů částic u
horizontu: "Můžeme si představit, že pod horizontem se částice po krátkou dobu
pohybuje nadsvětelnou rychlostí. Nadsvětelná rychlost nevadí nepřenáší se
informace a není pozorovatelná zvnějšku. U malé černé díry postačí kratší doba
pohybu nadsvětelnou rychlostí, a proces je tak pravděpodobnější."
Jak se tedy zdá i z diskuzních příspěvků (a je i v souladu se speciální teorií
relativity), klíčová je při nadsvětelné rychlosti nemožnost přenést informaci.
Praktické využití celého objevu (uvedeného v CW 31/2000) je tedy z hlediska
konstrukce počítačů a IT vůbec minimálně nejasné až pochybné...
Pokud máte o celou problematiku zájem, na našich webových stránkách najdete
nově také příspěvek o hypotetických částicích pohybujících se nadsvětelnou
rychlostí, tzv. tachyonech.(pah)
0 2094 / pahn

Co z experimentu rozhodně neplyne
Zpráva o tomto pokusu doslova oblétla svět. Psaly o něm nejprve britské Times,
New York Times, v červenci i Nature a stovky časopisů po světě. Pokus v
Princetonu je variací na dobře známé pokusy s měřením tzv. rychlosti tunelového
jevu. Kromě toho také v Itálii provedli jiný druh experimentu, totiž se světlem
ve vakuu, které se odráží od kulového zrcadla, na jehož ose tak zdánlivě
vytváří (o 25 %) nadsvětelně rychle se pohybující vlnu.
Je třeba zdůraznit, že všechny tyto pokusy byly navrženy na základě známých a
dobře otestovaných fyzikálních teorií, které jsou s teorií relativity v
souladu, a proběhly přesně podle očekávání. Jsou to poměrně půvabné pokusy,
které nám dávají maximální možný dojem, že něco reálného se pohybuje rychlostí
větší než c (rychlost světla ve vakuu). Ve skutečnosti se ale nic hmotného ani
žádná informace rychleji než c v daných pokusech nepohybuje.
Ve světě se může pohybovat nadsvětelnou rychlostí mnoho zdánlivých věcí. Tak
např. pokud ostří nože nakloníme o úhel a vůči rovině chleba, při pohybu nože
směrem dolů (kolmo k rovině chleba) se pohybuje průsečík přímky ostří a roviny
chleba rychlostí v/sin(a), kde v je rychlost pohybu nože směrem dolů, která
může přerůst c. Ovšem tento průsečík není hmotným objektem a nemůže nést žádnou
informaci. Kdybychom do průsečíku vložili kuličku, proti zrychlování bude klást
stále větší odpor, jelikož bude stále těžší, a tak s ní nikdy světelnou bariéru
neprolomíme. Také nelze průsečíkem přenést žádnou reálnou informaci. Pokud se
jednou už nůž pohybuje, nelze z naší strany ostří dát povel protější straně
ostří, aby zastavila, nadsvětelnou rychlostí.
Podobně můžeme třeba stát na ose velké válcovité komory a otáčet reflektorem,
světlo na stěně se může pohybovat také nadsvětelnou rychlostí, ale nelze
přenášet žádnou informaci mezi dvěma místy, na kterých jsme "prasátka"
zahlédli, a tudíž poloha onoho místa na stěně nepředstavuje žádný reálný objekt.
Provedené experimenty jsou bohužel jen líbivou a mediálně atraktivní variantou
tohoto pohybu průsečíku nadsvětelnou rychlostí, v žádném případě nepřinášejí
něco nového, co by protiřečilo dnešním pohledům na fyziku. Zvláště ani náhodou
nezpochybňují teorii relativity, podle níž mimochodem nelze šířit informace
nadsvětelnou rychlostí a kdo tvrdí v masmédiích opak, má buď díry ve fyzice,
nebo je veden snahou po laciné senzaci.
Co se týče praktického přínosu uvedeného pokusu pro konstrukci počítačů,
informace v dnešních počítačích se pohybuje téměř rychlostí "c", takže zde již
není přinejmenším na základě současných poznatků žádný prostor pro zlepšení.
Něco jiného jsou teleportační experimenty, jejichž logika bude jednou jistě
důležitá pro konstrukci tzv. kvantovych počítačů (což zatím zatím naráží na
technické překážky, ale malými krůčky jde dopředu). V tomto případě budou hrát
roli korelace, které mohou "účinkovat" libovolnou rychlostí, tyto jevy však
nelze interpretovat jako přenos reálné informace z místa na místo.
Luboš Motl, motl@physics.rutgers.edu
Autor studuje fyziku na Rutgersově univerzitě v USA. Z jeho aktivit lze zmínit
např. práci pro edici Kolumbus nakladatelství Mladá fronta, v rámci které
připravil i českou verzi bestselleru Elegantní vesmír od Briana Greena.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.