Nada puede ser más rápido que la luz. Es una regla física entretejida en la estructura de la teoría especial de la relatividad de Einstein. Cuanto más rápido va algo, más cerca está de detenerse la perspectiva congelada en el tiempo.
Vaya más rápido y se encontrará con problemas para invertir el tiempo, jugando con las nociones de causalidad.
Pero los investigadores de la Universidad de Varsovia en Polonia y la Universidad Nacional de Singapur ahora han ampliado los límites de la relatividad para crear un sistema que no contradice la física actual y que puede señalar el camino a nuevas teorías.
Lo que se les ha ocurrido es una “extensión relatividad especial“que combina tres dimensiones de tiempo y una dimensión de espacio (“1 + 3 espacio-tiempo”), a diferencia de las tres dimensiones espaciales y una dimensión de tiempo a las que todos estamos acostumbrados.
En lugar de crear contradicciones lógicas importantes, este nuevo estudio agrega más evidencia para respaldar la idea de que los objetos pueden moverse más rápido que la luz sin romper por completo las leyes físicas existentes.
“No hay ninguna razón fundamental por la que los observadores que se mueven en relación con los sistemas físicos descritos a velocidades mayores que la velocidad de la luz no deban estar sujetos a ella”. dice el físico Andrei Dragande la Universidad de Varsovia en Polonia.
Este nuevo estudio se basa en Trabajo anterior por algunos de los mismos investigadores que postulan que las perspectivas ultraluminosas pueden ayudar a conectar la mecánica cuántica con la mecánica de Einstein La teoría especial de la relatividad Dos ramas de la física que actualmente no se pueden reconciliar en una teoría integral que describe la gravedad de la misma manera que explicamos otras fuerzas.
Las partículas ya no se pueden modelar como objetos puntuales en este marco, como se puede hacer en la perspectiva tridimensional (más tiempo) más mundana del universo.
En cambio, para comprender lo que los observadores podrían ver y cómo podría comportarse una partícula superluminosa, debemos recurrir a los tipos de teorías de campo que sustentan la física cuántica.
Según este nuevo modelo, los objetos ultraluminosos se verían como una partícula que se expande como una burbuja a través del espacio, similar a una onda a través de un campo. Por otro lado, un cuerpo de alta velocidad experimentará varias escalas de tiempo diferentes.
Sin embargo, la velocidad de la luz en el vacío permanecerá constante incluso para aquellos observadores que viajen más rápido que ella, lo que mantiene uno de los principios básicos de Einstein, un principio que antes solo se pensaba en relación con los observadores que viajaban a una velocidad más lenta que la de la luz. (como todos nosotros).
“Esta nueva definición mantiene la suposición de Einstein sobre la constancia de la velocidad de la luz en el vacío, incluso para los superobservadores”. Dragan dice.
“Así que nuestra relación especial extendida no suena como una idea particularmente extravagante”.
Sin embargo, los investigadores reconocen que cambiar a un modelo de espacio-tiempo 1+3 plantea algunas preguntas nuevas, incluso cuando responde a otras. Sugieren que es necesario ampliar la teoría de la relatividad especial para incorporar marcos de referencia más rápidos que la luz.
Esto puede incluir préstamos de Teoría cuántica de campos: una combinación de conceptos de la relatividad especial, la mecánica cuántica y la teoría clásica de campos (que tiene como objetivo predecir cómo interactúan los campos físicos entre sí).
Si los físicos tienen razón, todas las partículas del universo tendrían propiedades inusuales en la relatividad especial extendida.
Una de las preguntas planteadas por la investigación es si podremos o no observar este comportamiento extendido, pero responder eso llevará mucho tiempo y muchos científicos.
“El descubrimiento experimental abstracto de una nueva partícula fundamental es un logro digno del Premio Nobel que se puede lograr en un gran equipo de investigación utilizando las últimas técnicas experimentales”. dice el físico Krzysztof Torzynskide la Universidad de Varsovia.
“Sin embargo, esperamos aplicar nuestros resultados a una mejor comprensión del fenómeno de la ruptura espontánea de la simetría asociada con la masa de la partícula de Higgs y otras partículas en forma estándarespecialmente en el universo primitivo.
Investigación publicada en Gravedad clásica y cuantitativa.
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