Teori fisika baru yang tak terkendali menjelaskan alasan ketidakmungkinan perjalanan waktu: Sciencealert

Cahaya meluncur dengan mudah melintasi seluruh kekosongan ruang, menempuh jarak konstan 299.792.458 meter per detik. Tidak lebih, tidak kurang.

Ini semua berubah ketika gelombang elektromagnetisme dipaksa untuk berinteraksi dengan medan elektromagnetik yang mengelilingi bit materi. Saat melewati rawa ini, kecepatan cahaya secara keseluruhan dapat melambat ke merangkak relatif.

Kita melihat fenomena ini pada kelengkungan cahaya saat bergerak melintasi secangkir air, atau bahkan pada pemisahan gelombang yang mengesankan pada pelangi.

Sedangkan fisikawan dapat menggambarkan penundaan ini dengan menggunakan Persamaan abad kesembilan belas Mengenai cahaya dan elektromagnetisme, mereka belum mampu menangkap secara memadai perubahan kecepatan cahaya yang tiba-tiba antara berbagai media dalam pengukuran gelombang fisik.

Tiga fisikawan dari University of Tampere telah menghasilkan solusi potensial untuk masalah ini, tetapi tidak sebelum mempertimbangkan kembali beberapa prinsip yang cukup mendasar tentang perkembangan gelombang cahaya melalui waktu dan satu dimensi ruang.

“Pada dasarnya, saya menemukan cara yang sangat elegan untuk mendapatkan persamaan gelombang standar dalam dimensi 1+1,” Dia berkata Penulis pertama studi ini, Mattias Koivurova, sekarang berada di Universitas Eastern Finland.

“Satu-satunya asumsi yang saya butuhkan adalah bahwa kecepatan gelombang adalah konstan. Lalu saya berpikir: Bagaimana jika kecepatan gelombang tidak selalu konstan? Ternyata itu adalah pertanyaan yang sangat bagus.”

Kecepatan cahaya – atau c jika kita menggunakan singkatannya – adalah batas global bagi informasi yang bergerak dalam ruang hampa. Meskipun materi dapat secara efektif memperlambat keseluruhan penerbangan suatu partikel, teori relativitas khusus mengatakan bahwa sifat dasar ini tidak dapat benar-benar berubah.

Namun, fisika terkadang memerlukan penerbangan yang tidak disengaja untuk menjelajahi area baru. Jadi, Kevurova, bersama rekannya Charles Robson dan Marco Ornigotti, mengesampingkan fakta menjengkelkan ini untuk mempertimbangkan konsekuensi persamaan gelombang standar di mana gelombang cahaya acak dapat dipercepat.

Awalnya, solusi mereka tidak sepenuhnya logis. Hanya ketika mereka menambahkan kecepatan tetap lagi sebagai kerangka referensi, potongan-potongan itu diklik menjadi satu.

Kirimkan pesawat ruang angkasa ke kedalaman ruang angkasa dengan cepat, dan penumpangnya akan merasakan waktu dan jarak yang berbeda dibandingkan pengamat yang mengamati perjalanan mereka dari jauh. Paradoks ini muncul berkat relativitas, sebuah teori yang telah berhasil diuji berulang kali pada semua skala.

Dengan membingkai gelombang yang dipercepat terhadap kecepatan cahaya yang tetap, efek aneh dari solusi baru bagi tim tampaknya menyamakan gelombang standar seperti yang ditimbulkan oleh relativitas. Hal-hal tersebut mempunyai dampak yang sangat besar Kontroversi apakah momentum gelombang cahaya Menambah atau mengurangi ketika disilangkan ke media baru.

“Apa yang kami tunjukkan, dari sudut pandang gelombang, tidak ada yang terjadi pada momentumnya. Dengan kata lain, momentum gelombang tetap terjaga,” Dia berkata Koivurova.

Apa pun gelombangnya, apakah itu dalam medan elektromagnetik, riak di kolam, atau getaran di bawah tali, pengukuran relativitas dan kekekalan momentum harus diperhitungkan ketika gelombang memperoleh kecepatan. Generalisasi ini mempunyai konsekuensi lain yang cukup menonjol, meski agak mengecewakan.

Apakah masalah ini terkait dengan pelancong pemberani di ruang angkasa yang pergi sekitar seribu carim dengan cepat bagian dari kecepatan cahaya, atau keluarga mereka yang berduka yang perlahan lebih tua Waktu yang tepat. Dua kali mungkin berbeda dengan panjang detik, tetapi masing -masing merupakan ukuran yang dapat diandalkan dari berlalunya tahun dalam kerangka kerja sendiri.

Jika semua gelombang juga mempunyai arah relativitas waktu yang tepat, kata fisikawan, maka ilmu fisika apa pun yang diatur oleh gelombang harus mempunyai arah waktu yang ketat. Sesuatu yang tidak dapat dibalikkan pada satu bagian saja.

Hingga saat ini, persamaan tersebut hanya diselesaikan untuk satu dimensi ruang (dan waktu). Eksperimen juga harus dilakukan untuk melihat apakah pandangan gelombang ini benar.

Jika demikian, maka perjalanan kolektif kita melintasi alam semesta benar-benar merupakan jalan satu arah.

Penelitian ini dipublikasikan di optik.