Астрофизика, кванты и теория относительности - Каррелли А.
Скачать (прямая ссылка):
RIP = P5. (90
(Cm. также разд. 6.)
4. «Расширенная теория относительности»
Все рассуждения разд. 3 становятся более компактными, если допустить возможность существования также сверхсвето-ных систем отсчета и тахионов [196], чтобы рассматривать все пространственно-временные вращения (для 0 < а < 2л; см. рис. 1 и 5) как обобщенные преобразования Лоренца. В этой связи следует особо подчеркнуть, что представляется возможность расширить СТО так ([31, 34, 35,
55, 57, 68, 141—143, 146—149, 172, 188,
190, 196, 199, 217, 249], другие подходы см. в работах [3, 4, 77, 89—92]), чтобы можно было рассматривать сверхсветовые системы отсчета и объекты без нарушения принципа запаздывающей причинности. Мы начнем с рассмотрения трех вышеприведенных постулатов (разд. 2), не предполагая заранее, что |у| < с.
Напомним, что мы были вынуждены принять принцип реинтерпретации (или эквивалентные принципы) в качестве третьего постулата СТО, чтобы исключить передачу информации в прошлое. Этот принцип даст также возможность предсказывать существование античастиц и позволит лучше понять связь вещества с антивеществом. Третий постулат (или, скорее, вся ранее введенная совокупность трех постулатов) является достаточным для развития каузальной теории даже при наличии объектов, движущихся быстрее света.
4.1. Исторические замечания
Объекты, движущиеся быстрее света, получили название тахионов (T) [81] от греческого слова таууа (быстрый). «Частица, которая имеет название, обретает уже начало существования» — будет сказано позднее [10]. Мы будем называть брадионами (В) обычные объекты, движущиеся медленнее
64
3. Реками
света [12, 14, 48, 185] (от греческого слова Ppa6vcr—медленный). И наконец, мы будем называть люксонами (1) объекты, которые, подобно фотонам, движутся точно со скоростью света *).
Что касается тахионов, то, насколько нам известно, первым автором, упомянувшим о сверхсветовых частицах, был Лукреций, как отмечено Корбеном [56]2). Здесь мы позволим себе процитировать другой отрывок из книги «О природе вещей» (Лукреций Кар, приблизительно 50-й год до н. э.): «Неужели вы не видите, что они должны двигаться быстрее и дальше и проходить больший путь в пространстве за то же самое время, чем солнечный свет, когда он распространяется по небу?». После Лукреция никакого дальнейшего прогресса не наблюдалось до работ Томсона [232], Хевисайда, де Кудра и особенно Зоммерфельда [220, 221]. В 1905 г., однако, вместе с теорией относительности [74] распространилось убеждение, что скорость света в вакууме представляет собой верхний предел для любой скорости, и физики того времени были введены в заблуждение очевидностью того факта, что обычные частицы не могут превысить эту скорость. Они вели себя подобно воображаемому демографу Сударшана, исследующему распределение населения на полуострове Индостан: «Предположим, что демограф самоуверенно полагает, что к северу от Гималаев нет людей, поскольку никто не может перебраться через горные хребты! Ho это будет абсурдным заключением. Жители Центральной Азии родились и живут там; они не обязаны рождаться в Индии и пересекать горные цепи. То же самое можно сказать и о сверхсветовых частицах» (рис. 6).
Кроме того, Толмен [234] был уверен3), что он показал в своем старом парадоксе, что существование сверхсветовых частиц допускает передачу информации в прошлое (антителефон).
Вследствие этого необходимо было дождаться 50-х годов4), когда появились пионерские работы Арзелье (Франция) [7—9] и Шмидта (Германия) [214], а практически — даже 60-х годов, когда проблема тахионов была подвергнута повторному исследованию Танакой (Япония), Терлецким (СССР) и Сударша-ном (Индия) с сотрудниками. Лосле появления статьи Била-
1J Биланюк и др. [24] первыми применили принцип реинтерпретации к тахионам. Cm. также [97].
2) Корбен [56] процитировал отрывок из второй книги Лукреция «О природе вещей», в котором говорится о скоростях, превышающих скорость света.
8) Этот кажущийся «парадокс» снова был недавно предложен многими физиками, не знакомыми с уже существующей литературой.
4) Если не иметь в виду чисто математические рассмотрения Майораны [134] и Вигнера [248].
4. Теория относительности и ее обобщения
65
нюка и др. [24) ряд ученых начал исследовать этот вопрос, например Фейнберг (81) в США и Реками с коллегами в Европе [458, 159, 181, 182].
Наш современный интерес к расширенной теории относительности является следствием того факта, что она обеспечивает лучшее понимание обычной СТО, даже если тахионы ока-жутся не существующими в нашем космосе как асимптотические объекты. Тем не менее никаких существенных возражений против их существования, по-видимому, не возникнет, и мы
Рис. 6.
могли бы тогда черпать вдохновение —вслед за Демокритом и Мюрреем Гелл-Манном, — в принципе1), утверждающем, что «все, что не запрещено, обязательно имеет место». Сильным возражением против принятия такой точки зрения может служить тот факт, что тахионы до сих пор не обнаружены; однако подобный аргумент «имеет значение не более обычного предположения о том, что если мы чего-то не наблюдаем, то этого не существует; это соответствует утверждению, что мы знаем все», как сказал Фред Хойл по другому поводу. Кроме того, большинство экспериментальных поисков тахионов не имело до настоящего времени надежного теоретического обоснования; действительно, еще Галилей учил, что не может быть хороших идей до выполнения осмысленных экспериментов; однако общеизвестно также, что осмысленные эксперименты He могут быть поставлены без наличия хорошей теории.
