這實驗證明了超越光速可以送你回到過去

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光速是常數的事實是物理學的基石之一。沒有一樣乘載訊息的東西能夠跑得比光還快,但藉由玩弄幾何學,物理學家能夠創造出比光速還快的行動,而那正是有趣的開始。

一個國際小組的科學家設立一項實驗,來模擬一個固定不動的人在看到一個超光速(比光速還快)事件的時候,他會看到什麼。在他們發表於科學進展期刊的論文裡,展示出如果一個光源以超光速接近觀察者,那麼影像在時間上好像是在倒著走。

首席作者Mattero Clerici說:「絕對限制的存在,光速,是問題的原始來源:假如我們跨過這個限制,會發生什麼事呢?然而,光源可能會移動的比光速還快,當它們的速度與物質的有形移動沒有關聯。順著這條思路,我們想出一個方法來試驗性地調查超光速移動的[作用]。」

為了著手處理這個問題,研究人員回頭看Lord Rayleigh在1百年前的研究,他用音速做出一個類似想法的實驗。他假設如果有一個超音速噴射通過頭上,放出非常大聲的音樂,你會聽到倒帶播放的音樂和音爆,以及稍早播出的音樂小片段。在一個非常類似但理論上的場景,一艘超光速移動的太空船對碰巧固定不動觀察者來看,好像是在倒退移動。

Clerici博士說:「如果一個光源以超光速接近一個觀察者,事件的時間秩序是被反過來的,而且影像看起來像是倒著傳送。」

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實驗的設立首先以次光速(圖左)偵測然後超光速一旦來源速度超過光速影像在時間上是倒著傳送

整個聽起來好像是科幻小說,但它是真實的,而且不違背物理定律。大致說來,研究小組所做的是, 以極為快速的雷射脈衝照耀在螢幕上不同的點。在每一個點,雷射光被散出,被一個能夠以兆分之一秒對事件拍照的高速照相機捕獲。

這個實驗設施並不是真的送出比光速還快的物質,而是零散的事件單純地發生在表面上兩個明顯有區別的地區。因此,被拍照的超光速事件並沒有傳送超光速訊息。

但是當脈衝照耀在螢幕上不同的點,它造成超光速移動的假像,因為在光應該能夠行進小距離之前,零散的事件發生在不同的點。藉由觀察這些零散的事件,研究小組注意到Rayleigh所假設的相同作用,也就是,影像看起來像是在時間上”倒著”走。

然而,根據相對論定律,超光速移動是無法達成的。如果粒子沒有質量,它們能以光速旅行。但如果他們有了質量,它們需要無限的能量來達到光速,而且無法超過。

Clerici博士說:「比光還快的物質或訊息傳送從未被觀察到,而且也被已接受的物理學上的理解所禁止。然而,有部分的答案可以提供,像是我們要如何看見一個超光速物體。我們實驗性地展示出所期待的,也就是,一個物體在時間上是倒著傳送。」

研究小組相信這可能有兩個應用,在理論物理學上當作是超光速概念的試驗場所,以及在地質學和力學上的應用。聲波和力學震動可能引起可偵測的時間逆轉,例如地震波,能夠撞擊不同的表面,然後產生時間逆轉作用,提供倒著走的訊息。因此,了解時間逆向,對於更適切理解地球內部所發生的事是重要的。

來源: Iflscience

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