Плъзгайки се в Космоса, светлината изминава 299 792 458 метра всяка секунда. Всичко се променя, когато тази електромагнитна вълна е принудена да преодолее други електромагнитни полета. Тогава скоростта на светлината може да се забави.
Виждаме това явление в пречупването на светлината, докато преминава през чаша вода, или дори в ослепителното разделяне на вълните в дъга. Макар че физиците могат да опишат това забавяне, използвайки уравненията на Максуел от XIX век, тепърва предстои адекватно да се отрази изменението на скоростта на светлината в различни среди в контекста на физическите вълни.
ОЩЕ: Пътешествието във времето е възможно, но има едно условие
Трима физици от Университета в Тампере (Финландия) предлагат потенциално решение на този проблем и преразглеждат някои доста фундаментални принципи на движението на светлинна вълна във времето и едно измерение на пространството.
„Единственото предположение, от което се нуждаех, беше, че скоростта на вълната е постоянна. Тогава си помислих: ами ако невинаги е постоянна? Това се оказа наистина добър въпрос“, казва първият автор на изследването Матиас Койвурова.
Светлината се държи едновременно като вълна и като частица. В нови изчисления авторите предполагат, че тази вълна може да промени скоростта си, но скоростта на светлината като частица ще остане неизменна.
Изпратете космически кораб в дълбините на Космоса с висока скорост и неговите пътници ще усетят времето и разстоянието по различен начин от наблюдателите отдалеч. Този контраст възниква благодарение на теорията на относителността, която е успешно тествана отново и отново във всякакви мащаби.
При съпоставяне на ускоряваща се вълна с постоянна скорост на светлината ефектите от новото решение на стандартното вълново уравнение изглеждали точно като тези, предложени от теорията на относителността. Това има дълбоки последици за дебата за това дали импулсът на светлинната вълна се увеличава, или намалява при преход в нова среда.
ОЩЕ: Ако потокът на времето се обърне: Да създадеш по-добро утре, като поправиш проблемите от вчера
„Показахме, че от гледна точка на вълната нищо не се случва с нейния импулс. С други думи, импулсът на вълната се запазва“, казва Койвурова.
Независимо каква е вълната, независимо дали е в електромагнитно поле, вълни на езерце или вибрация на струна, мерките за относителност и запазване на импулса трябва да се отчитат в уравнението, когато набират скорост.
Независимо дали става въпрос за безстрашни космически пътешественици, които се носят към Алфа Кентавър или тяхното скърбящо семейство, което бавно остарява на Земята, часовниците на едните и другите ще отчитат собственото им време. Тези две времена може да не съвпадат, но всяко от тях тече надеждно напред в рамките на собствената си структура.
Всяка физика, управлявана от вълни, трябва да има строга времева посока: вълната не може да се обърне назад.
ОЩЕ: Пътуването във времето е възможно без времеви парадокси
Досега уравненията са решени само за едно измерение на пространството (и времето). Трябва също така да се проведат експерименти, за да се види дали тази перспектива на вълните е вярна.
Ако това е така, то нашето колективно пътешествие през Вселената е наистина еднопосочна улица. Научната статия с описание на изследването е публикувана в списание Optica.
