Реклама

§39. ПОПРАВКИ, ВНОСИМЫЕ РЕЛИКТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

Сделанные в предыдущих параграфах выводы о зависимости массы от скорости и о преодолении светового барьера были сделаны, абстрагируясь от среды, окружающей движущиеся тела. Однако реликтовое излучение должно оказывать влияние на движение частиц.

Как говорилось в предыдущем параграфе, для перехода сверхсветовой частицы в досветовое состояние необходимо, чтобы на нее одновременно с двух диаметрально противоположных направлений попали два одинаковых фотона. Технически осуществить такую задачу сложно, но примем к сведению, что такая ситуация может возникнуть в фоне реликтового излучения, в котором имеется множество одинаковых фотонов, равномерно распределенных по всем направлениям. Но, учитывая, что энергия кванта реликтового излучения очень мала (поскольку это излучение относится к радиодиапазону), для того, чтобы произошел переход в фоне реликтового излучения, необходимо, чтобы скорость частицы была очень близка к скорости света. Таким образом, если сверхсветовая частица будет постепенно уменьшать свою скорость, приближая ее к скорости света, то при определенном минимуме скорости частица, благодаря квантам реликтового излучения, скачком перейдет в досветовое состояние. Получается, что недостижима не только скорость, в точности равная скорости света, но также и скорость, чуть превосходящая скорость света (в диапазоне, на котором энергии квантов реликтового излучения достаточно, чтобы частица перешла через световой барьер).

Аналогичная ситуация имеет место и в досветовом диапазоне скоростей. Известно, что в соответствии с эффектом Допплера частоты квантов, попадающих навстречу движущеся частице, увеличиваются. При скоростях, намного меньших скорости света, и даже при релятивистских скоростях, энергия квантов реликтового излучения слишком мала, чтобы как-то влиять на движение заряженных частиц. Однако при скоростях, почти равных скорости света, частоты (и энергии) квантов реликтового излучения, летящих навстречу частице, приобретают такое значение, что будут тормозить частицу, не давая ей далее ускоряться. Получается, что и в досветовом диапазоне недостижима не только скорость света, но и скорость, чуть меньшая ее.

Получается, что при скоростях, не доходящих до скорости света, плотность реликтового излучения вокруг частиц увеличивается, причем это увеличение происходит неравномерно - лишь по направлению движения частиц. В то время как в обратном направлении, наоборот, плотность реликтового излучения уменьшается, а "по бокам" от частицы плотность реликтового излучения остается неизменной. Таким образом, у околосветовых частиц образуется неравномерность в окружающем фоне реликтового излучения, причем как раз такая, которая необходима для перехода частицы в сверхсветовой диапазон. Можно провести расчет: какой должна быть скорость частицы, чтобы она смогла с помощью квантов реликтового излучения преодолеть световой барьер. Для электрона это будет скорость, на 50 метров в секунду меньшая, чем скорость света. Такие скорости уже находятся в пределах досягаемости современных ускорителей, поэтому вполне можно поставить эксперимент. Высказанная гипотеза будет подтверждена, если удастся зафиксировать, что поток электронов, падающих на мишень, меньше, чем поток электронов, испущенных источником. Переход частиц из достветового состояния в сверхсветовое можно будет вызвать и при меньших скоростях, если искуственно создать в реликтовом излучении нужные неоднородности с необходимой энергией.

Таким образом, с использованием реликтового излучения можно расширить наши выводы относительно поведения частиц по мере изменения их скорости. Механика Ньютона утверждает, что масса тел не зависит от скорости. Теория относительности утверждает, что масса тел была бы бесконечно велика при скорости света и непрерывно уменьшается по мере удаления от скорости света (но при этом, хотя и нельзя достигнуть скорости света, можно к ней бесконечно приблизиться). Современные выводы свидетельствуют о том, что нельзя и бесконечно приблизиться к скорости света: при приближении к ней на определенное расстояние будет происходить скачкообразный переход через световой барьер.

Следует отметить, что упомянутое явление - изменение энергии квантов реликтового излученя относительно движущихся частиц согласно эффекту Допплера - может проявляться не только в научных установках, но и в промышленных ускорителях, рассчитанных на производство изотопов в измеримых количествах. В таких ускорителях должна быть очень высокая интенсивность излучения, и поэтому тормозящий эффект реликтового излучения хотя и относительно невелик, но в абсолютных единцах будет весьма заметен. Для нейтрализации этого вредного эффекта необходимо будет экранировать ускорители от реликтового излучения. Выработка конкретных технических средств для этого поможет в разработке источников энергии на реликтовом излучении.


В продолжение темы: эксперимент, в котором, вероятно, исследуется подобный эффект
Hosted by uCoz