Un estudio muestra cómo se vería el universo si la velocidad de la luz se rompiera, y es extraño: ScienceAlert

Nada puede ir más rápido que la luz. Es una regla de la física entretejida en la estructura misma de la teoría especial de la relatividad de Einstein. Cuanto más rápido va algo, más se acerca a su perspectiva del tiempo detenido.

Vas aún más rápido y te encuentras con problemas de inversión de tiempo, jugando con las nociones de causalidad.

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 va en contra de la física existente e incluso podría señalar el camino a nuevas teorías.

Lo que se les ha ocurrido es una «extensión de relatividad especial» que combina tres dimensiones temporales con una sola dimensión espacial («1+3 espacio-tiempo»), en contraste con las tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal a las que todos estamos acostumbrados.

En lugar de crear grandes inconsistencias lógicas, este nuevo estudio agrega más evidencia para respaldar la idea de que los objetos podrían ir más rápido que la luz sin romper por completo nuestras leyes físicas actuales.

«No hay ninguna razón fundamental por la que los observadores que se mueven en relación con los sistemas físicos descritos con velocidades superiores a la velocidad de la luz no deban estar sujetos a ellos», dice el físico Andrzej Dragande la Universidad de Varsovia en Polonia.

Este nuevo estudio se basa en Trabajo anterior por algunos de los mismos investigadores que postulan que las perspectivas superlumínicas podrían ayudar a unir la mecánica cuántica con la de Einstein teoría especial de la relatividad – dos ramas de la física que actualmente no se pueden reconciliar en una sola teoría general que describe la gravedad de la misma manera que explicamos otras fuerzas.

Las partículas ya no se pueden modelar como objetos puntuales en esta estructura, como podríamos hacerlo en la perspectiva 3D (más tiempo) más mundana del Universo.

En cambio, para dar sentido a lo que los observadores podrían ver y cómo podría comportarse una partícula superlumínica, deberíamos recurrir a los tipos de teorías de campo que sustentan la física cuántica.

Según este nuevo modelo, los objetos superlumínicos se verían como una partícula que se expande como una burbuja en el espacio, no muy diferente a una onda a través de un campo. El objeto de alta velocidad, por otro lado, «experimentaría» varias líneas de tiempo diferentes.

Aun así, la velocidad de la luz en el vacío se mantendría constante incluso para aquellos observadores que fueran más rápidos que ella, lo que preserva uno de los principios básicos de Einstein, un principio que antes solo se había pensado en relación con los observadores que fueran más lentos que ella. luz (como todos nosotros).

«Esta nueva definición preserva el postulado de Einstein de la constancia de la velocidad de la luz en el vacío incluso para los observadores superlumínicos», Dragan dice.

«Por lo tanto, nuestra relatividad especial extendida no parece una idea particularmente extravagante».

Sin embargo, los investigadores reconocen que el paso a un modelo de espacio-tiempo 1+3 plantea algunas preguntas nuevas, aunque responde a otras. Sugieren que es necesario ampliar la teoría especial de la relatividad para incorporar marcos de referencia más rápidos que la luz.

Esto podría implicar un préstamo de teoría cuántica de campos: una 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 tendrían propiedades extraordinarias en la relatividad extendida especial.

Una de las preguntas que plantea la investigación es si alguna vez podremos observar este comportamiento extendido, pero responderlo llevará mucho más tiempo y muchos más científicos.

«El mero descubrimiento experimental de una nueva partícula fundamental es una hazaña digna de un Premio Nobel y alcanzable en un gran grupo de investigación utilizando las últimas técnicas experimentales». dice el físico Krzysztof Turzyńskide la Universidad de Varsovia.

“Sin embargo, esperamos aplicar nuestros hallazgos a una mejor comprensión del fenómeno de la ruptura espontánea de la simetría asociada con la masa de la partícula de Higgs y otras partículas en el Modelo estandarespecialmente en el Universo primitivo».

La investigación fue publicada en Gravedad clásica y cuántica.