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Nada puede ir más rápido que la luz. Es una ley de la física entretejida en la teoría especial de la relatividad de Einstein. Cuanto más rápido va algo, más se acerca a su posibilidad de congelar el tiempo.
Vaya aún más rápido y se enfrentará a una inversión del tiempo, un lío con las nociones de causa y efecto.
Pero los investigadores de la Universidad de Varsovia en Polonia y la Universidad Nacional de Singapur ahora han empujado los límites de la relatividad para crear un sistema que no contradice la física existente e incluso puede señalar el camino a nuevas teorías.
Lo que se les ha ocurrido es «extensión teoría especial de la relatividadque combina tres dimensiones temporales con una dimensión espacial («1+3 espacio-tiempo»), a diferencia de las tres dimensiones espaciales y una temporal a las que todos estamos acostumbrados.
En lugar de crear serias inconsistencias lógicas, este nuevo estudio agrega más evidencia para respaldar la idea de que los objetos pueden viajar más rápido que la luz sin violar por completo nuestras leyes físicas actuales.
«No hay una razón fundamental por la que los observadores que se mueven a velocidades mayores que la velocidad de la luz asociada con los sistemas físicos descritos no deban estar sujetos a esto». dice el físico Andrzej Dragande la Universidad de Varsovia, Polonia.
Este nuevo estudio se basa trabajo previo por los mismos investigadores que afirman que las perspectivas superlumínicas pueden ayudar a unificar la mecánica cuántica con Einstein teoría especial de la relatividad – Dos ramas de la física que actualmente no se pueden reconciliar en una sola teoría general que describa la gravedad de la misma manera que explicamos otras fuerzas.
Bajo este marco, las partículas ya no pueden modelarse como objetos puntuales, como podemos hacerlo en la perspectiva 3D (más tiempo) más convencional del Universo.
En cambio, para comprender lo que pueden ver los observadores y cómo se comportaría una partícula superluminosa, debemos recurrir a las teorías de campo que subyacen en la física cuántica.
Según este nuevo modelo, los objetos superluminosos se verían como una partícula que se expande a través del espacio como un globo, similar a una onda que viaja a través de un campo. Por otro lado, un objeto acelerado «experimentará» varias líneas de tiempo diferentes.
Sin embargo, la velocidad de la luz en el vacío permanecerá constante incluso para los observadores que viajen más rápido, lo que mantiene uno de los principios fundamentales de Einstein: un principio que anteriormente solo se consideraba en relación con los observadores que viajaban a una velocidad inferior a la de la luz. (como todos nosotros).
«Esta nueva definición conserva el postulado de Einstein de la constancia de la velocidad de la luz en el vacío incluso para los observadores superluminosos». dice Dragan.
«Así que nuestra relatividad especial extendida no parece una idea particularmente extravagante».
Sin embargo, los investigadores admiten que cambiar a un modelo de espacio-tiempo 1+3 plantea algunas preguntas nuevas, aunque responde a otras. Sugieren que la relatividad especial debe ampliarse para incluir marcos de referencia más rápidos que la luz.
Esto puede incluir préstamos teoría cuántica de camposUna combinación de conceptos de la relatividad especial, la mecánica cuántica y la teoría clásica de campos (que tiene como objetivo predecir cómo los campos físicos interactuarán entre sí).
Si los físicos tienen razón, todas las partículas del Universo tendrán propiedades extraordinarias en la relatividad especial extendida.
Una pregunta planteada por la investigación es si alguna vez podremos observar este comportamiento extendido, pero eso llevará mucho más tiempo y muchos más científicos para responder.
«El descubrimiento experimental de una nueva partícula fundamental es una hazaña digna de un Premio Nobel y es posible en un gran equipo de investigación utilizando las últimas técnicas experimentales». dice el físico Krzysztof Turzynskide la Universidad de Varsovia.
«Sin embargo, esperamos aplicar nuestros resultados a una mejor comprensión del fenómeno de ruptura de simetría espontánea asociado con la masa de la partícula de Higgs y otras partículas. Modelo estandarespecialmente en el Universo primitivo.
El estudio ha sido publicado Gravedad clásica y cuántica.
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