c 261 300 000 km/s?

Már nemcsak elméletek, hanemkutatólaboratóriumokban elvégzett kísérleteksora bizonyítja: átléphető az eddig abszolútnak hitt határ, a fény sebessége (c). Einstein egyik „szent” törvényének kikezdése ugyanakkor nem várt bonyadalmakhoz vezethet. Nemcsak az univerzumban, hanem a tudomány berkeiben is.A hetekben bejárta a világsajtót a hír: amerikai és olasz fizikusoknak egymástól függetlenül sikerült a fénynél nagyobb sebességű mozgást mérniük.Lijun Wang, az amerikai NEC kutatóintézet tudósa a napokban a tekintélyes Nature folyóiratban is publikálhatta a tudományos közösséget felbolygató kísérleteit. Wang és munkatársai speciálisan előállított céziumgázzal feltöltött, átlátszó kamrában gerjesztettek lézerimpulzust. Az impulzus a fény vákuumban mért – és a világegyetem kozmikus sebességkorlátjának tartott – 300 000 km/s-os sebességénél mintegy többszörösen nagyobb sebességet ért el. Az eredményt még bizarrabbá teszi, hogy a kísérlet során a gerjesztett impulzus egy része „olyan gyorsan” hagyta el a kamrát, hogy még azelőtt távozott onnan, mielőtt oda ténylegesen belépett volna.Ezzel szinte egy időben olasz kutatók – Daniela Mugnai, Anedio Ranfagni és Rocco Ruggeri – normál levegőn keresztül gyorsítottak fel mikrohullámokat. Ezáltal – hasonló kamerával dolgozva, mint az amerikaiak – ők is olyan értéket kaptak, ami ugyan kisebb arányban, de túllépte a fénysebességet.Egyesek úgy vélik, hogy Wang eredményei megsértik Einstein speciális relativitáselméletét, amely szerint a fény vákuumban mért sebessége az egyetlen abszolút „mérték” a világegyetemben, és minden megfigyelő számára állandó. Einstein szerint ráadásul a fénynél gyorsabban terjedő jel megsértené az okság elvét, azaz azt, hogy az ok mindig megelőzi az okozatot.„Ezt az effektust nem lehet felhasználni arra, hogy az időben visszafelé küldjünk információt” – lohasztotta le maga Wang a szenzációt világgá kürtölő újságírók lelkesedését. Vélekedéséért rendkívül hálás Jon Marangos, a londoni Blackett laboratórium professzora is, aki a Nature számára véleményezte Wangék kutatási eredményeit. A folyóirat ugyanazon számában írt cikkében is hangsúlyozta, hogy a fény sebességénél gyorsabban terjedő impulzusok magyarázata a fény hullámtermészetében keresendő, és így „szerencsére egy tömeggel rendelkező tárgy nem haladhat gyorsabban a c-nél”. A bizarr effektus okára, miszerint a vizsgált hullámok még azelőtt távoznak a kamrából, hogy belépésüket regisztrálnák, szintén a fényhullámok sajátos természete adhatja meg a választ.Ezek a korlátok persze azt is jelentenék, hogy hiába mérnek a tudósok a fény sebességét sokszorosan meghaladó sebességeket, információt küldeni továbbra is csak maximum a fény sebességével lehetséges.„Egy tégla nem utazhatna fénysebességgel úgy, hogy ne dőljenek meg a fizika alaptörvényei. A fény azonban sajátos természetű hullám” – mondja Wang. Ugyanakkor Marangos – óvatossága ellenére – már dolgozata elején leszögezi: „A tankönyvek szerint semmi sem mehet gyorsabban a fénynél, még maga a fény sem. Az új kísérletek szerint ez nem igaz, ami kérdéseket vet fel azzal kapcsolatban, hogy mi az a maximum sebesség, amellyel információt küldhetünk.”– A fénysebesség túllépése ellentmond Einstein speciális relativitáselméletének, és így az okság elvének is, de nem mond ellent és magától értetődően megmagyarázható az általam elért matematikai eredményekkel, amelyből Einstein elmélete és transzformációs formulája speciális esetként adódik – vélekedett lapunknak a szenzációs bejelentés kapcsán Dobó Andor matematikus, aki a Nature cikke előtt pár hónappal jelentette meg saját – mintegy két évre visszanyúló kutatási eredményein alapuló – matematikai elméletét az interneten (www.extra.hu/doboandor). E szerint – elméletileg – szintén elérhető a fénynél nagyobb sebesség. Csakhogy Dobó elmélete szerint a görbült téridőben létezhet olyan erő, amely képes a téglát fénynél nagyobb sebességre gyorsítani.– Einstein óriási hatással volt a huszadik század fizikájára. Ez azonban nem jelenti azt, hogy mindenben igaza is lett volna – fogalmaz a matematikus, aki szerint idevonatkozóan lényeges momentum, és a későbbiekre is döntő kihatású az a tény, hogy Einstein, bár egzakt módon nem bizonyította, de tételként mégis kimondta: „A természeti törvények csak olyan egyenletekkel fejezhetők ki, amelyek alakja új koordinátáknak Lorentz-transzformációval való bevezetésekor nem változik.”– Nos, ez az, ami valójában nincs így és nem igaz. Ez azért lényeges megállapítás, mert a Lorentz-transzformáció képezi Einstein speciális relativitáselméletének alapjait. Eszerint a fénynél nagyobb sebesség nem létezhet, mert a vonatkozó képletek ezt nem engedik meg. Ha viszont ilyen mégis létezne, az ellentmondana az okság elvének.Dobó matemetikai vizsgálatai során viszont a Lorentz-transzformáció görbülettől függő, általánosabb változata jut szerephez – amit a Bolyai–Lobacsevszkij-féle geometria valósít meg –, ezáltal létezik a fénynél nagyobb sebességű mozgás anélkül, hogy az okság elve megsérülne. Ennek értéke mindig annak a hiperbolikus geometriának a görbületétől függ, amelyben a mozgás végbemegy.Dobó Andor szerint felismerése nemcsak a fizikában, de számos tudomány területén is döntő kihatással lesz, beleértve a természetfilozófiát is, teóriája főként a kozmológiai felfogásokat befolyásolhatja.Valóban, ma már a kozmológusok kedvelt témájává vált a fény sebességének vizsgálata. „Semmi sem szent?” – kérdezte alig egy éve a New Scientistben megjelent cikkének címében a világhírű John D. Barrow kozmológus. A cambridge-i egyetem matematikusprofesszora – ő azon kevés tudós közé tartozik, akik népszerű tudományos munkákban is közkinccsé teszik elméleteiket – szerint „csak annyit kell tennünk, hogy megszegünk egy szent szabályt – a szabályt, amely kimondja, hogy a fény sebessége változatlan –, és minden a helyére kerülhet”. Igaz, Barrow nem állítja, hogy a c átléphető, „csupán” annyit mond, hogy a fény vákuumban mért sebessége a világegyetem története során változik, arányosan annak tágulási ütemével. A matematikus viszont ezzel a fény abszolút sebességét a világegyetem alapvető tulajdonságaitól teszi függővé, amivel csak gyarapítja azok táborát, akik szerint Einstein speciális relativitáselmélete – annak ellenére, hogy Einstein zseniálisat alkotott – valóban igencsak „speciális”.– Az új elméletek elfogadtatása persze nem megy máról holnapra, nagy ellenállással kell számolni – vélekedik Dobó Andor. – Mégis érdemes a fénynél nagyobb sebességű mozgás mérése érdekében kísérleteket végezni, mert ilyen mozgás létezik, és előbb-utóbb biztos hitelesíthetően mérik is ezt, ha még eddig nem mérték volna. (Az új amerikai és olasz kísérletek ellenére sokan vélik úgy: mérési hibákból, a jelenség téves értelmezéséből adódhat az, hogy Wang és Mugnai ilyen eredményeket kaptak.)A fénynél nagyobb sebességű mozgás megengedése fantasztikusnak tűnő jelenségek leírása előtt nyithatja meg az utat. Ilyen feltétel mellett ugyanis létezhet olyan „átjárható alagút”, amelyben a fény ennél a „határsebességnél” gyorsabban terjed. Ezen keresztül például már rövidebb idő alatt teremthető kapcsolat két csillagrendszer (galaxis) között.– A józan ész számára ezek ma még meghökkentően hatnak, de létezésük lehetősége mára aligha vitatható, hiszen ez az általános relativitáselmélet – Schwarzschild, Einstein, Rosen, újabban pedig Kerr, Thorne és mások által vizsgált – téregyenletei megoldásának a következményei – érvel Dobó Andor, aki hangsúlyozza: elmélete inkább matematika, mint fizika. Ugyanakkor úgy véli, a jövő század fizikájára az lesz a jellemző, hogy a tudósok belátják: a legmélyebben a matematika eszközeivel lehet a természet titkai után kutatni, s így nem a mérési eljárásokon alapuló kísérleti eredmények elméleti alátámasztására helyeződik a hangsúly, hanem az elmélet kísérleti igazolására. Szerinte viszont amíg fennáll az a hiedelem, hogy a fénynél nagyobb sebesség nem lehetséges, addig számos fizikai kérdés megnyugtató tisztázására sem kerülhet sor. Ez vonatkozik egyebek között az „időutazásra” és a fekete lyukak tulajdonságainak megismerésére is.