Kelionės laiku. Dūžta visų fantastikos mėgėjų viltys. Ką išsiaiškino mokslininkai

Šviesa mums puikiai pažįstama, tačiau ji gali pateikti neįtikėtinų siurprizų, jei labai atidžiai tyrinėjama. Naujai atrastas reiškinys yra susijęs su gerai žinomu reiškiniu: kas atsitinka, kai šviesa praeina pro materiją? Tai gali būti stiklas, vanduo ar kažkas kita. Šios problemos sprendimas jau seniai rastas, tačiau dabar mokslininkai, remiantis žurnale „Optica“ paskelbtu tyrimu, atrado kai ką keisto, rašo „IFLScience“.

Kai šviesa sąveikauja su medžiaga, jos greitis keičiasi, tai yra, atrodo, kad ji sulėtėja. Šviesos elgsenos vienoje ar kitoje sąveikos su medžiaga ribos pusėje sprendimas yra standartinė bangų lygtis. Tačiau tai vis tiek nepaaiškina, kas vyksta ties pačia riba, t. y. toje vietoje, kur šviesa susitinka su materija. Čia šviesos banga turi būti greitėjanti, tačiau tai neatsižvelgta bangos lygtyje.

Naujojo tyrimo autoriai pasiūlė naują šviesos elgsenos lygtį tuo atveju, kai Visatoje yra vienas erdvinis ir vienas laiko matmuo. Mokslininkai iškėlė hipotezę, kad šviesos bangos greitis gali keistis laikui bėgant ir taip išvedė greitėjančios bangos lygtį. Iš pradžių šios lygties sprendimas neturėjo prasmės. Norėdami gauti norimus sprendimus, mokslininkai naudojo pastovų žinomą greitį – šviesos greitį vakuume. Tokiu būdu lygtis turėjo teisingą sprendimą tiek ties sąveikos su medžiaga ribos riba, tiek abiejose jos pusėse. Tačiau teisingam sprendimui reikalinga tik viena laiko kryptis – laikas turi eiti tik į priekį.

Pasak mokslininkų, greitėjančių bangų požiūriu yra aiškiai apibrėžta laiko kryptis – laiko rodyklė. Ir ji visada nukreipta tik į priekį ir niekada atgal. Laiko kryptį lemia termodinamika. Visose izoliuotose sistemose entropija laikui bėgant didėja. Tai aiškiai nurodo laiko kryptį. Naujoji lygtis rodo, kad laiko rodyklė ne tik atsiranda iš termodinamikos, bet gali būti bendra gamtos savybė, o šviesa turi paklusti šiai savybei.

Šios lygties sprendimas yra svarbus sprendžiant ilgalaikį mokslinį ginčą, susijusį su šviesa. Tai vadinama Abrahamo-Minkowskio ginču ir susideda iš to, kad mokslininkai negali priimti vieno sprendimo, kas atsitiks su elektromagnetiniu impulsu, kai šviesa patenka į terpę. Tai yra, pagreitis didėja ar vis dar mažėja?

Kaip parodė naujas tyrimas, abu teiginiai yra teisingi. Bangos požiūriu jos impulsui nieko neatsitinka, tai yra, bangos impulsas išsaugomas dėl reliatyvistinių efektų. Atrodo, kad impulsas didėja arba mažėja, priklausomai nuo to, kaip į tai žiūrite.

Mokslininkai išsiaiškino, kad šviesos bangoms galima išskirti savo laiką, kuris bus panašus į savo laiką bendrojoje reliatyvumo teorijoje.

Nauji tyrimai peržengia optikos ribas ir priartina mus prie galimos pagrindinės Visatos tiesos. Jei laiko rodyklė visada juda viena kryptimi, tai reiškia, kad galite pamiršti apie kelionę laiku atgal.