Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:22 • sest 21:31 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 23:11 • Sest 05:11 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 06:38 • Síðdegis: 18:56 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:39 • Síðdegis: 12:46 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: fræðileg

Er búið að afsanna afstæðiskenninguna með hraðeindum?

Þorsteinn Vilhjálmsson

Svarið er í stuttu máli tvíþætt. Í fyrsta lagi er alls ekki líklegt að hraðeindir séu til og engar vísbendingar um það þó að sumir hafi viljað bollaleggja um þær. Í öðru lagi er engan veginn sjálfgefið að tilvist þeirra mundi breyta neinu um möguleika okkar á að koma hlutum í kringum okkur upp fyrir ljóshraða.

Upphafleg spurning var í heild sem hér segir:
Er búið að afsanna afstæðiskenningu Einsteins með hraðeindum, það eru eindir sem fara hraðar en ljóshraði? Getur það boðið upp á möguleika til að koma geimskipum á margfaldan ljóshraða með nægri orku og réttri tækni?
Spurningin snýst um svokallaðar hraðeindir, á ensku "tachyons," en það er sérstök tegund efniseinda sem sumir hafa gert sér í hugarlund og ættu að fara hraðar en ljósið. Yfirleitt er þá gert ráð fyrir að þær mundu aldrei fara niður fyrir ljóshraða ef þær væru til á annað borð. Sömuleiðis mundu þær líkast til ekkert víxlverka við annað efni.

Tilvist þessara einda hefur komið til nokkurrar umræðu í kennilegri eðlisfræði öðru hverju á 20. öld. Í þeirri fræðigrein eru menn sífellt að velta fyrir sér nýjum kenningum og hugmyndum um leið og þekkingu og tilraunum fleygir fram. Það er hins vegar ekki talið nýjum hugmyndum til tekna ef þær fela á einhvern hátt í sér að hraðeindir séu til eða að kenningarnar leiði til þess þegar að er gáð. Þetta stafar af því að tilvist hraðeinda mundi flækja verulega þá heildarmynd sem við gerum okkur af umheiminum nú á dögum og engar vísbendingar hafa fundist um þessar eindir.

Einn helsti vandinn við hraðeindir er sá hvernig við mundum verða þeirra vör ef þær væru til. Þannig er umræðan um tilvist þeirra að sumu leyti svipuð umræðunni um efni sem gæti verið til utan við heiminn sem við lifum í eða umræðunni um það sem var á undan upphafi alheimsins, eða öðrum umræðu- og umhugsunarefnum af þessum toga. Þessi fyrirbæri eru vissulega "til" í þeim skilningi sem nær yfir hugarheim okkar; þau leita á hugann og við finnum með okkur þörf fyrir að höndla þau með einhverjum hætti, finna þeim stað í hugsun eða veruleika. En við kunnum þá einmitt að þurfa að horfast í augu við það að við getum ef til vill aldrei orðið þeirra vör og því sé einfaldara og affarasælla að hugsa sér að þau séu einfaldlega "ekki til" í þeim hversdagslega skilningi sem snýr að áþreifanlegum ytri veruleika (sjá nánar um þennan hugsunarhátt í þessu svari eftir Hauk Má Helgason).

Hugsanleg uppgötvun hraðeinda mundi aukinheldur trúlegast engu breyta um möguleika okkar til að koma venjulegum jarðneskum hlutum á meiri hraða en ljósið hefur í tómarúmi. Eins og áður hefur komið fram í svörum hér á Vísindavefnum stefnir orka slíkra hluta á óendanlegt þegar hraði þeirra miðað við okkur nálgast ljóshraðann (sjá nánar í þessu svari eftir sama höfund). Þar sem við höfum ekki óendanlega orku til ráðstöfunar (hún er ekki til), þá getum við alls ekki komið þessum hlutum upp á ljóshraða, hvað þá fram yfir hann.

Höfundur

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

24.10.2000

Spyrjandi

Jón Ólafur Valdimarsson

Efnisorð

Tilvísun

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Er búið að afsanna afstæðiskenninguna með hraðeindum?“ Vísindavefurinn, 24. október 2000. Sótt 24. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=1037.

Þorsteinn Vilhjálmsson. (2000, 24. október). Er búið að afsanna afstæðiskenninguna með hraðeindum? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=1037

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Er búið að afsanna afstæðiskenninguna með hraðeindum?“ Vísindavefurinn. 24. okt. 2000. Vefsíða. 24. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=1037>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Er búið að afsanna afstæðiskenninguna með hraðeindum?
Svarið er í stuttu máli tvíþætt. Í fyrsta lagi er alls ekki líklegt að hraðeindir séu til og engar vísbendingar um það þó að sumir hafi viljað bollaleggja um þær. Í öðru lagi er engan veginn sjálfgefið að tilvist þeirra mundi breyta neinu um möguleika okkar á að koma hlutum í kringum okkur upp fyrir ljóshraða.

Upphafleg spurning var í heild sem hér segir:
Er búið að afsanna afstæðiskenningu Einsteins með hraðeindum, það eru eindir sem fara hraðar en ljóshraði? Getur það boðið upp á möguleika til að koma geimskipum á margfaldan ljóshraða með nægri orku og réttri tækni?
Spurningin snýst um svokallaðar hraðeindir, á ensku "tachyons," en það er sérstök tegund efniseinda sem sumir hafa gert sér í hugarlund og ættu að fara hraðar en ljósið. Yfirleitt er þá gert ráð fyrir að þær mundu aldrei fara niður fyrir ljóshraða ef þær væru til á annað borð. Sömuleiðis mundu þær líkast til ekkert víxlverka við annað efni.

Tilvist þessara einda hefur komið til nokkurrar umræðu í kennilegri eðlisfræði öðru hverju á 20. öld. Í þeirri fræðigrein eru menn sífellt að velta fyrir sér nýjum kenningum og hugmyndum um leið og þekkingu og tilraunum fleygir fram. Það er hins vegar ekki talið nýjum hugmyndum til tekna ef þær fela á einhvern hátt í sér að hraðeindir séu til eða að kenningarnar leiði til þess þegar að er gáð. Þetta stafar af því að tilvist hraðeinda mundi flækja verulega þá heildarmynd sem við gerum okkur af umheiminum nú á dögum og engar vísbendingar hafa fundist um þessar eindir.

Einn helsti vandinn við hraðeindir er sá hvernig við mundum verða þeirra vör ef þær væru til. Þannig er umræðan um tilvist þeirra að sumu leyti svipuð umræðunni um efni sem gæti verið til utan við heiminn sem við lifum í eða umræðunni um það sem var á undan upphafi alheimsins, eða öðrum umræðu- og umhugsunarefnum af þessum toga. Þessi fyrirbæri eru vissulega "til" í þeim skilningi sem nær yfir hugarheim okkar; þau leita á hugann og við finnum með okkur þörf fyrir að höndla þau með einhverjum hætti, finna þeim stað í hugsun eða veruleika. En við kunnum þá einmitt að þurfa að horfast í augu við það að við getum ef til vill aldrei orðið þeirra vör og því sé einfaldara og affarasælla að hugsa sér að þau séu einfaldlega "ekki til" í þeim hversdagslega skilningi sem snýr að áþreifanlegum ytri veruleika (sjá nánar um þennan hugsunarhátt í þessu svari eftir Hauk Má Helgason).

Hugsanleg uppgötvun hraðeinda mundi aukinheldur trúlegast engu breyta um möguleika okkar til að koma venjulegum jarðneskum hlutum á meiri hraða en ljósið hefur í tómarúmi. Eins og áður hefur komið fram í svörum hér á Vísindavefnum stefnir orka slíkra hluta á óendanlegt þegar hraði þeirra miðað við okkur nálgast ljóshraðann (sjá nánar í þessu svari eftir sama höfund). Þar sem við höfum ekki óendanlega orku til ráðstöfunar (hún er ekki til), þá getum við alls ekki komið þessum hlutum upp á ljóshraða, hvað þá fram yfir hann.

...