Астрофизика, кванты и теория относительности - Каррелли А.
Скачать (прямая ссылка):
Б. Кроме того, наблюдатель может видеть, что вакуум становится нестабильным только благодаря испусканию двух или более тахионов с бесконечной скоростью таким образом, что полный испущенный трехмерный импульс равен нулю (полная испущенная энергия в этом случае автоматически равняется нулю). Рассмотрим теперь, что означает высказывание, что наблюдатель s видит в начале координат, например, рождение из вакуума пары трансцендентных тахионов Г и Г, движущихся соответственно в положительном и отрицательном направлениях вдоль х до тех пор, пока они не поглотятся двумя (движущимися) телами Л и В. Предположим, что AnB движутся перпендикулярно оси х. Сразу очевидно, что 5 имеет возможность интерпретировать свои наблюдения как образование пары уа-хион — антитахион (с бесконечными скоростями) в любой точке между Л и В на оси х или даже в самих точках Л и В. Другими словами, можно интерпретировать предыдущее явление как происходящее вследствие обмена между телами Л и В одним трансцендентным тахионом, а именно либо трансцендентным тахионом Tt испущенным В и поглощенным Л, либо трансцендентным антитахионом Г, испущенным Л и поглощенным В. В заключение отметим, что 5 будет наблюдать упругое взаимодействие Л и В, вызванное передачей импульса бесконечной скорости между Л и В, и любой подобный наблюдатель может принять описание, не предполагающее нестабильности вакуума.
Напомним еще раз, что бесконечная скорость не является ло-ренц-инвариантной; в расширенной теории относительности инвариантной является только скорость света в вакууме. Поэтому с точки зрения других наблюдателей s', s", движущихся
!) Напомним, что трансцендентные тахионы не обладают определенным направлением движения по своей траектории (в том смысле, что испускание тахиона с бесконечной скоростью полностью эквивалентно поглощению антитахиона с бесконечной скоростью и наоборот).
4. Теория относительности и ее обобщения
101
вдоль Xt вышеупомянутый процесс будет представляться как обусловленный обменом тахионом (или антитахионом) с бесконечной скоростью1).
В. Что касается так называемых виртуальных частиц, то теперь можно предположить следующее (см. [183, 184]; [159], с. 822; [11], с. 646; [145], разд. 4, с. 538—539; [150], сноска на с. 149; [197], с. 43; [205]; [171], особенно примечания 17, 21, 32; [35, 36]). Трансцендентные тахионы, имеющие ? = 0; |р|=* = т0сФ 0, могут быть (классическими) посредниками при дифракционном рассеянии, при так называемых реакциях обмена померонами и при некоторых случаях упругого рассеяния. Рассмотрим, например, случай двух тел Л и В, не изменяющих своих масс покоя в процессе тахионного обмена, так что А и В претерпевают упругое рассеяние (на язьґке физики элементарных частиц). Тогда в системе центра масс оба тела А и В представляются обменивающимися только импульсом (но не энергией), так что их естественным образом можно считать связанными посредством обмена трансцендентными тахионами; однако если применить преобразования Лоренца, то это означает, что упругие рассеяния могут, вообще говоря, рассматриваться как происходящие вследствие обмена соответствующими тахионами с конечной скоростью. В еще более общем случае при снятии условия неизменяемости масс покоя обнаруживается, что обмены тахионами могут быть полезными даже в целях интерпретации (на классическом уровне, т. е., возможно, без квантовой механики) неупругих взаимодействий между элементарными частицами (или между другими соответствующими телами). Мы еще вернемся к этому вопросу в разд. 7.3.
Г. В заключение настоящего раздела приведем еще одно соображение, которое часто оказывается полезным. Мы хотим наглядно проиллюстрировать некоторые выводы специальной теории относительности (тахионы, следовательно, никакой роли в дальнейшем не играют). Предположим [72, 189], что мы узнали о космическом сражении между двумя различными видами внеземных цивилизованных существ, каждое из которых находится на своей собственной межпланетной ракете, причем цвет ракет у существ первого вида фиолетовый, а у второго — зеленый. Предположим, кроме того, что мы знаем, что зеленые люди обладают неизменным природным инстинктом, который делает их миролюбивыми, так что они не имеют права стрелять из своих орудий; в противоположность им фиолетовые люди
!) Разумеется, то же описание может быть использовано наблюдателями s', s", ..., даже когда s описывает свои собственные наблюдения на основе «распада вакуума» вышеприведенного типа.
102
Э. Реками
обладают агрессивным, воинственным характером. Когда мы наблюдаем за этим космическим сражением, вполне может случиться— вследствие эффекта Доплера, — что, когда фиолетовый человек стреляет из своего орудия и попадает в зеленую ракету, фиолетовые люди и ракеты будут казаться нам зелеными и наоборот (благодаря тому, что фиолетовая ракета удаляется, а зеленая приближается). Необходимо быть внимательным, чтобы не сделать вывода о том, что (неизменный) природный закон (в нашем случае инстинкт этих внеземных существ) резко изменился. На первый взгляд мы действительно наблюдали кажущееся нарушение законов природы; однако, если нам известны физические теории (т. е. теория относительности), а также скорости ракет, то мы можем определить истинные цвета ракет в их собственных системах отсчета и тем самым разрешить дилемму. Иными словами, любой наблюдатель способен понять все физические события, которые он (и только он) наблюдал, при условии, что он правильно использует свое знание теории относительности. Это означает, что мы можем осуществлять научный подход к природе только в том случае, если используем теоретические (помимо экспериментальных) методы исследования.
