Daftar 10 Cerita Top Majalah Space tahun 2010 terbaru termasuk kisah Lebih Cepat dari Pulsar Ditemukan - yang pada bacaan lebih lanjut memperjelas bahwa fenomena yang sedang dipelajari tidak tepat bergerak lebih cepat dari cahaya.
Bagaimanapun, ini mendorong saya untuk mencari cara yang berbeda di mana gerakan superluminal yang jelas mungkin dihasilkan, sebagian untuk meyakinkan diri saya bahwa bagian bawah tidak lepas dari fisika relativitas dan sebagian untuk melihat apakah hal-hal ini dapat dijelaskan secara memadai dalam bahasa Inggris yang sederhana. Ini dia ...
1) Menyebabkan dan menimbulkan ilusi
Cerita pulsar cahaya yang lebih cepat pada dasarnya adalah tentang ledakan cahaya hipotetis - yang sedikit mirip dengan ledakan sonik, di mana itu bukan ledakan sonik, tetapi sumber suara, yang melebihi kecepatan suara - sehingga pulsa suara individu bergabung membentuk sebuah gelombang kejut tunggal bergerak dengan kecepatan suara.
Sekarang, apakah hal seperti ini benar-benar terjadi dengan cahaya dari pulsar tetap menjadi titik perdebatan, tetapi salah satu pendukung model telah menunjukkan efeknya di laboratorium - lihat posting blog Scientific American ini.
Apa yang Anda lakukan adalah mengatur garis bola lampu yang dipicu secara independen. Cukup mudah untuk membuatnya menyala secara berurutan - pertama 1, lalu 2, lalu 3 dll - dan Anda dapat terus mengurangi waktu tunda antara masing-masing penembakan hingga Anda memiliki situasi di mana bohlam 2 padam setelah bohlam 1 dalam waktu kurang dari cahaya akan perlu menempuh jarak antara umbi 1 dan 2. Itu hanya tipuan kok - tidak ada hubungan sebab akibat antara umbi yang menyala - tetapi tampaknya seolah-olah serangkaian tindakan (pertama 1, kemudian 2, kemudian 3 dll) dipindahkan lebih cepat dari cahaya melintasi deretan lampu. Ilusi ini adalah contoh dari gerakan superluminal yang nyata.
Ada sejumlah skenario yang memungkinkan mengapa gelombang radiasi sinkrotron Meksiko superluminal dapat berasal dari sumber titik yang berbeda di sekitar bintang neutron yang berputar dengan cepat dalam medan magnet yang kuat. Selama emanasi dari sumber titik ini tidak terhubung secara kausal, hasil ini tidak melanggar fisika relativitas.
2) Membuat cahaya lebih cepat dari cahaya
Anda dapat menghasilkan gerakan cahaya superluminal yang nyata dengan memanipulasi panjang gelombangnya. Jika kita menganggap foton sebagai paket gelombang, paket gelombang itu dapat diregangkan secara linear sehingga tepi terdepan dari gelombang tiba di tujuannya lebih cepat, karena didorong di depan sisa gelombang - artinya bergerak lebih cepat daripada cahaya. .
Namun, sifat fisik 'tepi terdepan dari paket gelombang' tidak jelas. Paket gelombang keseluruhan setara dengan satu foton - dan tepi utama dari paket gelombang membentang tidak dapat membawa informasi penting. Memang, dengan diulurkan dan dilemahkan, mungkin menjadi tidak bisa dibedakan dari kebisingan latar belakang.
Trik ini juga membutuhkan cahaya untuk bergerak melalui media bias, bukan ruang hampa. Jika Anda tertarik pada detail teknis, Anda dapat membuat kecepatan fasa atau kecepatan grup lebih cepat dari c (kecepatan cahaya dalam ruang hampa) - tetapi bukan kecepatan sinyal. Bagaimanapun, karena informasi (atau foton sebagai unit lengkap) tidak bergerak lebih cepat daripada cahaya, fisika relativitas tidak dilanggar.
3) Mendapatkan tendangan dari media yang mendapatkan
Anda dapat meniru gerakan superluminal yang lebih dramatis melalui media penguatan di mana tepi utama dari pulsa cahaya merangsang emisi dari pulsa baru di ujung media gain - seolah-olah pulsa cahaya mengenai salah satu ujung Newton's Cradle dan pulsa baru diproyeksikan keluar dari ujung yang lain. Jika Anda ingin melihat pengaturan laboratorium, coba di sini. Meskipun cahaya tampaknya melompati celah superluminally, sebenarnya itu adalah pulsa cahaya baru yang muncul di ujung lainnya - dan masih hanya bergerak dengan kecepatan cahaya standar.
4) Ilusi jet relativistik
Jika sebuah galaksi aktif, seperti M87, mendorong keluar jet plasma super panas yang bergerak mendekati kecepatan cahaya - dan jet itu secara kasar sejajar dengan garis pandang Anda dari Bumi - Anda dapat tertipu dengan berpikir bahwa isinya bergerak lebih cepat dari cahaya.
Jika jet itu panjangnya 5.000 tahun cahaya, itu akan membutuhkan setidaknya 5.000 tahun untuk apa pun di dalamnya untuk melintasi jarak 5.000 tahun cahaya itu. Sebuah foton yang dipancarkan oleh partikel bahan jet di titik A di dekat awal jet benar-benar akan membutuhkan 5.000 tahun untuk mencapai Anda. Tetapi sementara itu, partikel material jet terus bergerak ke arah Anda hampir secepat foton itu. Jadi ketika partikel memancarkan foton lain pada titik B, titik dekat ujung jet - foton kedua akan mencapai mata Anda dalam waktu kurang dari 5.000 tahun setelah foton pertama, dari titik A. Ini akan memberi Anda kesan bahwa partikel melintasi 5.000 tahun cahaya dari titik A ke B dalam waktu kurang dari 5.000 tahun. Tapi itu hanya ilusi optik - fisika relativitas tetap tidak ternoda.
5) Gerakan superluminal yang tidak diketahui
Sangat mungkin bahwa objek di luar cakrawala alam semesta yang dapat diamati bergerak menjauh dari posisi kita lebih cepat daripada kecepatan cahaya - sebagai konsekuensi dari ekspansi kumulatif alam semesta, yang membuat galaksi jauh tampak bergerak lebih cepat daripada galaksi dekat. Tetapi karena cahaya dari objek hipotetis di luar cakrawala yang teramati tidak akan pernah mencapai Bumi, keberadaannya tidak dapat diketahui dengan pengamatan langsung dari Bumi - dan tidak mewakili pelanggaran fisika relativitas.
Dan terakhir, yang tidak terlalu diketahui sebagai teori adalah gagasan awal inflasi kosmik, yang juga melibatkan perluasan ruang-waktu daripada pergerakan dalam ruang-waktu - sehingga tidak ada pelanggaran di sana juga.
Hal-hal lain ...
Saya tidak yakin bahwa di atas adalah daftar lengkap dan saya sengaja meninggalkan proposal teoretis lainnya seperti keterikatan kuantum dan drive warp Alcubierre. Salah satu dari ini, jika nyata, bisa dibilang melanggar fisika relativitas - jadi mungkin perlu dipertimbangkan dengan tingkat skeptisisme yang lebih tinggi.
