قال فريق من علماء الفيزياء إن الجسيم الافتراضي الأسرع من الضوء المعروف باسم تاكيون قد يتوافق مع نظرية النسبية الخاصة، مما يجعل وجوده أكثر معقولية.
ما هو التاكيون بحق الجحيم؟
التاكيونات هي نوع من الجسيمات الافتراضية، وهذا يعني أن وجودها يظل مجرد تكهنات. كما يُفترض أن التاكيونات فائقة الحدية، وهذا يعني أنها تتحرك دائمًا بسرعة أكبر من الضوء. جسيم افتراضي فائق الحدية… نتمنى ألا يقدم لين مانويل ميراندا أبدًا مسرحية موسيقية عن الفيزياء الغريبة.
لا يوجد دليل على وجود التاكيونات، كما هو الحال مع العديد من الجسيمات التي يُفترض وجودها في كوننا. يعتقد بعض علماء الفيزياء أن التاكيونات موجودة لأنها تقدم حلولاً نظرية لمشاكل معينة في فيزياء الجسيمات ونظريات المجال. لكن البحث الأخير الذي أجراه الفريق، والذي نُشر هذا الأسبوع في مجلة Nature، لا يزال غير مؤكد. المراجعة البدنية ديزعم أن الشكوك السابقة حول معقولية التاكيونات كانت لا أساس لها من الصحة.
النسبية الخاصة وحدود سرعة الضوء
في عام 1905، قدم أينشتاين نظريته النسبية الخاصة، والتي تصف العلاقة بين المكان والزمان (هـ=مولودية2—(هل يبدو هذا مألوفًا؟). ينص جزء أساسي من النظرية على أنه يمكن للأشياء المادية أن تقترب من سرعة الضوء، ولكن لا يمكن الوصول إليها.
على عكس الجسيمات الافتراضية الأخرى مثل الأكسيونات والفوتونات المظلمة – وكلاهما من مرشحي المادة المظلمة الذين لم يثبت وجودهما – هناك عدة أسباب لعدم وجود التاكيونات. أولاً، وفقًا لبيان صادر عن جامعة وارسو، كان يُعتقد أن الحالة الأساسية لحقل التاكيونات غير مستقرة. بالإضافة إلى ذلك، اعتمادًا على موضع المراقب، سيتم ملاحظة عدد مختلف من الجسيمات، وأخيرًا، يمكن أن تتخذ طاقة الجسيمات قيمًا سلبية. في العمل الأخير، افترض الفريق أن المشكلات المتعلقة بالجسيم يمكن حلها من خلال معرفة كل من الحالة الأولية والنهائية للنظام. في هذه الحالة، “أصبحت نظرية التاكيونات متسقة رياضيًا”، كما ذكر البيان.
كما أشار بيان الجامعة إلى أن البحث الجديد يستحضر “نوعًا جديدًا من التشابك الكمي” الذي يمزج بين الماضي والمستقبل، وهو ما لا وجود له في نظرية الجسيمات التقليدية. وقال أندريه دراجان، الفيزيائي بجامعة وارسو والمؤلف المشارك في البحث، في البيان: “إن فكرة أن المستقبل يمكن أن يؤثر على الحاضر بدلاً من أن يحدد الحاضر المستقبل ليست جديدة في الفيزياء. ومع ذلك، حتى الآن، كان هذا النوع من الرأي في أفضل الأحوال تفسيرًا غير تقليدي لبعض الظواهر الكمومية، وهذه المرة أجبرنا على هذا الاستنتاج بسبب النظرية نفسها”.
ولكن لا شيء يستطيع التحرك أسرع من الضوء… أليس كذلك؟
الإجابة المختصرة هي لا، لا يمكن لأي شيء أن يتجاوز سرعة الضوء: 983,571,056 قدمًا في الثانية، أو 299,792,458 مترًا في الثانية. الإجابة الأطول هي أن الأمر معقد؛ على سبيل المثال، الجسيمات شبه الذرية التي تنشأ عن سحب من الإلكترونات تتصرف كما لو إنهم يسافرون أسرع من الضوء، على الرغم من أنهم لا يفعلون ذلك.
وبينما نحن نتأمل في الفرضيات: إذا تمكنت بعض الكائنات الذكية الأخرى في الكون من اكتشاف كيفية السفر بسرعة أكبر من الضوء، فقد يكون من الممكن اكتشاف دليل انتصارها في التموجات الجاذبية التي تنتجها تكنولوجيتها، كما اقترح فريق حديث من علماء الفيزياء.
مثل التاكيون نفسه، فإن هذا العمل يعتمد على التخمين إلى حد كبير. ولكن هذا هو مجال هذه الجسيمات الافتراضية. وكان البحث في الأشياء التي تتحرك بسرعة أكبر من الضوء يتطلب دائمًا قدرًا من الخيال.