Эйнштейн был... неправ?
В минувшую пятницу все ведущие информагентства мира, ведущие телеканалы и СМИ растиражировали сообщение, источником которого явилась группа итальянских физиков, работающих в ЦЕРНе (CERN — Европейская организация по ядерным исследованиям). Что же случилось?
Процитируем: «Согласно опубликованной информации, пучок нейтрино, направленный из лаборатории CERN в Женеве (Швейцария) в подземную лабораторию Гран-Сассо (Италия) на расстояние в 732 км, достиг цели на 60 наносекунд раньше, чем если бы передвигался со скоростью света». Журналисты многих изданий поспешили заявить: физики из CERN опровергли теорию Эйнштейна.
Представитель группы ученых, проводивших данный эксперимент, профессор Антонио Эредитато, из Бернского университета, в интервью агентству Reuters заявил, что у н;его и его коллег есть уверенность в полученных результатах, так как речь идет не о единичном эксперименте, а о трехгодичных исследованиях, в ходе которых тщательно перепроверялось, какие факторы могли исказить результат. Тем не менее, Эредитато предлагает коллегам-физикам провести независимые проверки полученного ими сенсационного результата. Он подчеркнул: «Это открытие настолько потрясающее, что сейчас все должны быть очень благоразумными». Есть от чего прийти в состояние ступора: невозможность движения материальных объектов со скоростью, превышающей скорость света в вакууме, — это не просто постулат специальной теории относительности Эйнштейна, это один из главных постулатов современной цивилизации, определяющих весь облик ее науки.
Лет 40 тому назад в серьезных физических журналах всерьез начинала обсуждаться гипотеза, согласно которой должны существовать частицы (они даже получили красивое название — тахионы), движущиеся со сверхсветовыми скоростями. Продержались они недолго — пару месяцев — академик Я. Б. Зельдович очень быстро показал, что существование тахионов нарушает принцип причинности, состоящий в том, что событие А может быть причиной события В только в том случае, если оно предшествует ему в любой системе отсчета. Этим соображением вопрос о тахионах был закрыт и является закрытым по сей день: тахионы не могут существовать как физическая реальность.
Что касается экспериментов группы Эредитато, то, поскольку в них тоже идет речь о движении со сверхсветовыми скоростями, то одновременно идет и речь о нарушении принципа причинности. Важное отличие, однако, состоит в том, что, если тахионы были чисто умозрительными гипотетическими объектами и их можно было легко «закрыть» ссылкой на принцип причинности, то сегодня речь идет (так по крайней мере утверждается) о совершенно реальных частицах, совершавших реальное движение со сверхсветовой скоростью. И если со временем окажется, что ни в результатах измерений, ни в их интерпретации нет ошибок, то впору переосмысливать само понятие причины-следствия и наполнять его каким-то новым содержанием. Или вообще отказаться от него хотя бы частично.
Эредитато предлагает коллегам-физикам провести независимые проверки полученного ими сенсационного результата. Лабораторными возможностями для этого располагают три страны в мире — США, Китай и Япония. Повторение экспериментов в любой из них займет примерно 5 лет. Интересно, что аналогичные результаты физики из Фермилаб под Чикаго получали еще 4 года тому назад, однако они попадали в пределы погрешностей эксперимента и потому с полным основанием были отброшены.
А пока что можно сказать, что попавшей в прессу информации недостаточно даже для того, чтобы судить о том, что же именно измерялось. Что я имею в виду? Представьте себе, что кто-то сказал вам, что он измерил скорость пули, вылетевшей из дула винтовки, и получил ее величину равной 832 м/сек. Но что это значит? Нет такого спидометра, с помощью которого можно измерить скорость пули непосредственно. Скорее всего ваш собеседник имеет в виду эксперимент типа выстрела из винтовки в стенку проезжающего мимо вагона. Пуля влетает в вагон через стенку и вылетает из него через противоположную. А поскольку вагон движется, выходное отверстие от пули будет смещено по отношению ко входному. Замерив смещение и зная скорость вагона (о ней можно спросить у машиниста) и поделив первое на второе, получим время, за которое пуля пролетела от стенки до стенки. Теперь мы делим на это время ширину вагона и говорим, что в результате получается скорость пули.
Здесь все кажется очень логичным и согласованным, но на самом деле в нашей убежденности в том, что в результате получилась именно скорость пули, элементов веры гораздо больше, чем хотелось бы. Полученная величина, конечно же, имеет какое-то отношение к скорости пули, но какое именно — есть вопросы.
В случае с нейтрино дело обстоит еще сложнее. Во-первых, вряд ли вообще можно измерить скорость единичного нейтрино. Чтобы измерить скорость частицы, надо определить ее местоположения в два разных момента времени и их разность разделить на разность времен. Просто? Да, для автомобиля или футбольного мяча — просто. Потому что в силу их больших размеров можно считать, что произведенные измерения не повлияли на их скорость. Но с нейтрино дело обстоит иначе: оно входит в детектор с одной скоростью, а выходит — с совершенно другой. Провести два последовательных измерения так, чтобы их результаты были близкими друг к другу, невозможно. К тому же нейтрино крайне слабо взаимодействует с обычным веществом, и если уж оно провзаимодействовало с первым детектором, крайне маловероятно, что оно вступит во взаимодействие и со вторым. Выходит, скорее всего, что измерения проводятся не над отдельными частицами, а над их потоком, при этом остается неясным, какое отношение имеют полученные результаты с размерностью скорости к той скорости, о которой идет речь в теории относительности.
Да, если эксперименты итальянской группы подтвердятся, физику ждут большие перемены. Однако автору совершенно не хочется разделить восторг тех журналистов, которые витийствуют о «крахе Эйнштейна». Никакого краха! Разве появление теории относительности означало «крах Ньютона»? Нет. Теория относительности позволила установить пределы применимости механики Ньютона. То же самое произойдет и сейчас, если, конечно, Эредитато и его коллеги правы: будут установлены пределы применимости теории относительности. Живет внутри нас подспудная любовь к революциям, хотя ни одна из них ничего не создала, все они только разрушали.
Но в любом случае, если читатель проникся осознанием сложности проблемы, значит, автор со своей задачей справился.
И еще одно, по-видимому, стоит сказать в заключение. Научные публикации по этим экспериментам отсутствуют. И это настораживает. Однако прецеденты такого сорта в большой науке все-таки были: в свое время Джеймс Лавлок и Лин Маргулис не смогли опубликовать в научных журналах свою теорию, частным случаем которой является глобальное потепление, в настоящее время присутствующую в серьезных учебниках биологии, — ее опубликовал знаменитый астроном Карл Саган в своем журнале научной фантастики.
http://timeua.info/280911/47860.html
Комментариев нет:
Отправить комментарий