Про Академію

Меню

До питання про сверхсветовой швидкості руху нейтрино

28 Червня 2016 14:23

Нещодавно в ЗМІ з'явилася інформація про спостереженнях сверхсветовой швидкості руху нейтрино. Як зазначалося, у середньому швидкість нейтрино перевищувала швидкість світла на 0.00248 %, що становить 7435 м/c. На думку деяких, це підриває підвалини теорії відносності. Пропонуємо наступне пояснення спостережуваних фактів, не суперечить теорії відносності.

В теоретичній фізиці замість поняття «швидкість світла у вакуумі» часто використовується поняття «фундаментальна швидкість». Фундаментальна швидкість — це швидкість, яка використовується в перетвореннях Лоренца, що входить в знамениту формулу Ейнштейна , вона є інваріантом будь-яких просторово-часових перетворень систем відліку. Саме фундаментальна швидкість мається на увазі, коли говорять, що її перевищення неможливо. Швидкість же світла — це швидкість поширення світла, як фізичного явища. Так що швидкість світла у вакуумі і фундаментальна швидкість, взагалі кажучи, різні поняття. І кількісно вони також можуть відрізнятися, нехай і дуже незначно.

Змішання цих понять досі не призводило до непорозумінь з причини того, що всі експерименти з перевірки (підтвердження) теорії відносності давали для фундаментальної швидкості саме те значення, яке мала швидкість світла у вакуумі (в межах помилок спостереження). Тепер же, після появи нових даних про сверхсветовой швидкості руху нейтрино, вимальовується наступна гіпотеза.

Ніякого перевищення фундаментальної швидкості немає. Але є перевищення над швидкістю світла. Нейтрино завжди рухаються з фундаментальної швидкістю. А от світло рухається зі швидкістю, трохи меншою, ніж фундаментальна, що і призводить до висновку про сверхсветовой швидкості нейтрино.

Складаючи швидкість світла у вакуумі з надлишком швидкості нейтрино, отримаємо для фундаментальної швидкості значення 299799893 м/с. Всі формули теорії відносності залишаються в силі, але принциповий висновок з усього вищесказаного полягає в тому, що фотони можна зупиняти, що у них є ненульова маса спокою. На жаль, з опублікованих даних неясно, фотони якого кольору використовувалися для вимірювання їх швидкості. Тому припустимо, що — жовтого, з енергією 2.15 ев. Тоді, зіставляючи енергію жовтих фотонів з формулою для енергії рухається зі швидкістю v тіла

де h — постійна Планка, ν — частота фотона, m0 — маса спокою, отримаємо для останньої її значення 2.68 10-38 кГ, що становить 2.9 10-8 маси спокою електрона.

Зауважимо тепер, що фотони різного кольору володіють різною енергією. Як це пов'язано з їх швидкістю? Тут можна розглянути два варіанти. Перший — всі фотони рухаються з однією і тією ж швидкістю, рівною 299792458 м/c, відрізняються ж один від одного фотони різного кольору різною масою спокою. Тобто різновидів фотонів дуже багато. Другий — фотони всіх кольорів мають одну і ту ж масу спокою, відрізняються ж один від одного швидкістю. Якщо це так, то фотони синього кольору, з енергією 2.7 ев, рухаються зі швидкостями, меншими, ніж фундаментальна, на 0.00155 %. Таким чином, різниця швидкостей руху синіх і жовтих фотонів становить 0.00093% від фундаментальної швидкості, або в абсолютних одиницях — 2.8 103 м/c. Це означає, що сині фотони в процесі руху повинні дещо випереджати жовті. А це, в свою чергу, означає, що існує така можливість перевірки висловленої вище гіпотези.

Нехай в нашій Галактиці на відстані 3 пк. від Землі відбулося деяке подія, що супроводжується викидом фотонів всіх кольорів. Тоді, виходячи з вищенаведених чисел, знайдемо, що сині фотони прибудуть на Землю на 48 хвилин раніше, ніж жовті. Це цілком доступно спостереженнями.

Далі, перевірку можна було б здійснити спостереженнями цефеїд. Відомо, що цефєїди — це об'єкти змінної яскравості. Природно припускати, що максимум яскравості цефєїди в жовтій частині спектра повинен збігатися з максимумом її яскравості синього, якщо спостереження проводяться в безпосередній близькості. При спостереженнях ж із Землі повинен бути зсув по часу між максимумами яскравості жовтої та синьої частини спектра. Даний ефект має бути прямо пропорційна відстані між Землею і цефеидой.

Поділитися посиланням: