تاكيونس

في الفيزياء وعلم الفلك ، تمت دراسة الجسيمات الافتراضية القادرة على السفر أسرع من سرعة الضوء. تسمى هذه الجسيمات الافتراضية تاكيونس. على الرغم من أن نظرية النسبية لأينشتاين تقول لنا أن الجسيمات لا تستطيع السفر بسرعة أكبر من سرعة الضوء، إلا أن هذه الأنواع من الجسيمات تستخدم لإجراء دراسات مختلفة يتم الحصول منها على فوائد علمية كبيرة. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن الفيزياء الحديثة ومفاهيمها، يمكنك استشارة ما هي الفيزياء الكمومية.

في هذه المقالة سوف نخبرك بكل ما تحتاج لمعرفته حول التاكيونز وخصائصها.

ما هي تاكيونز

عندما نقوم بتحليل الجسيمات المختلفة التي تنتقل عبر المكان والزمان في الفيزياء أو علم الفلك، فإننا نقول أن هناك حد لسرعة الضوء. من يستطيع السفر بسرعة أكبر من سرعة الضوء يستطيع السفر عبر الزمن. تولد طاقة التاكيون من مجموعة التاكيونات القادرة على السفر بسرعة عالية. هذا النوع من الطاقة محايد و تتحرك بسرعة 27 ضعف سرعة الضوء. التاكيون هي مكونات هذا النوع من الطاقة وتتوافق مع طاقة الفكر.

إذا قمنا بتحليلها من وجهة نظر نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين ، فإن التاكيون هو جسيم افتراضي له نوع رباعي من النوع الفضائي. هذا يعني أن طاقته ولحظاته حقيقية ، وأن كتلته في حالة السكون ستكون رقمًا وهميًا. وهذا يجعل زخمها الرباعي سلبيا. نقوم بتحليل لحظة الزمن المناسب ونرى أنها سوف تشهد تاكيونًا وهميًا أيضًا. للتعمق أكثر في كيفية تأثير هذه المفاهيم على فهمنا للكون، يمكنك القراءة عن ما هي الفيزياء الفلكية.

من التأثيرات الغريبة التي تحدثها التاكيونات هو أنه على عكس الجسيمات الحقيقية، تزداد سرعة هذه الجسيمات مع زيادة طاقتها. إن النتيجة المترتبة على إمكانية حدوث ذلك تعود إلى النسبية الخاصة. نظريًا، نحدد نوعًا من التاكيون بكتلة مربعة سلبية. إذا اتفقنا مع أينشتاين، فإن الطاقة الكلية التي يمتلكها الجسيم هي كتلة سكونها مضروبة في سرعة الضوء مربعة ومضروبة في عامل لورنتز.

عندما يتم استخدام التاكيونات للمادة العادية نرى أن الطاقة تزداد مع السرعة وتصبح لا نهائية عندما تقترب السرعة من سرعة الضوء. إذا كانت الكتلة تخيلية، فيجب أن يكون مقام الكسر تخيليًا أيضًا للحصول على الطاقة كرقم حقيقي. لكي يكون المقام تخيليًا، يجب أن يكون الجذر التربيعي للعدد سالبًا. لن يحدث هذا إلا إذا كانت السرعة تجعل الجسيم أكبر من سرعة الضوء. ومن هنا تنشأ حقيقة أن التاكيون هو جسيم يتحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء.

القيود ونظرية المجال

وتجدر الإشارة إلى أن التاكيونات محدودة بنسبة نوع الجرافيت المكاني الذي يتم الحصول عليه من خلال تحليل الطاقة والعزم. لذلك ، لا يمكن لهذا الجسيم الافتراضي أن يتحرك بسرعة أقل من سرعة الضوء. كحقيقة مثيرة للفضول ، مع انخفاض طاقة هذا الجسيم ، تزداد سرعته.

إذا كانت التاكيونات موجودة ويمكنها التفاعل مع المادة العادية يمكن انتهاك مبدأ السببية. يصف هذا المبدأ العلاقة بين الأسباب والآثار. إنه مبدأ أساسي لجميع العلوم الطبيعية ، وخاصة في مجال الفيزياء. يمكن أيضًا دراسة السببية من وجهات نظر أخرى مثل الفلسفة والحساب والإحصاء.

وفقًا لنظرية النسبية العامة، من الممكن إنشاء زمكانات يمكن للجسيمات أن تنتشر فيها بسرعة أكبر من سرعة الضوء. إنها مساحة من الزمن تكون دائمًا نسبية بالنسبة لمراقب بعيد. لمزيد من التفاصيل حول سلوك الجسيمات، نوصيك بقراءة سحب كلفن-هيلمهولتز الغريبة.

إذا ذهبنا إلى نظرية المجال، فسنرى أن التاكيونات عادة ما تكون مجالًا قياسيًا. في هذه الحالة، يكون لها كتلة مربعة سالبة. إن حقيقة وجود مثل هذا الشيء تعني أن هناك عدم استقرار في فراغ الزمان والمكان. يرجع ذلك إلى أن طاقة الفراغ لها حد أقصى وليس حد أدنى. إن دفعًا صغيرًا في هذا الزمكان قد يسبب اضمحلالًا في السعات الأسيّة مما يؤدي إلى تكاثف التاكيونات.

تظهر التاكيونات أيضًا في العديد من إصدارات نظرية الأوتار. تنص هذه النظرية على ذلك كل ما نراه هو جزيئات مقسمة إلى إلكترونات وفوتونات وغرافيتون ، إلخ، كل هذه الجسيمات هي في الواقع حالات اهتزازية مختلفة لنفس الوتر. وبالتالي، يمكن استنتاج كتلة الجسيم باعتبارها الاهتزاز الذي يمارسه الوتر. تظهر التاكيونات في طيف حالات الوتر المسموح به، مما يعني أن بعض الحالات لها كتل مربعة سالبة. لذلك، فهي كتل خيالية.

هل يمكن للتاكيونات أن تجيب على أسئلة حول الكون؟

العلماء أعشاب مقلي، من جامعة براون ، و إيف جابلينيويعتقد الباحثون من INLN-Université de Nice أن ألغاز النموذج القياسي يمكن حلها بواسطة التاكيونات. توصل هؤلاء العلماء إلى نموذج يعتمد على التاكيونات أثناء محاولتهم إيجاد تفسير للطاقة المظلمة في الفضاء. كان النموذج الذي أنشأوه يعاني من العديد من الصعوبات الرياضية لأنه كان يحتوي على أرقام خيالية غير متوقعة على الإطلاق.

نعلم أن الكتلة الباقية للتشيون هي عدد تخيلي. هذا ليس هو الحال مع الجسيمات العادية. أدرك العلماء أنه من خلال تضمين أزواج تاكيون المتذبذبة ومضادة للتشيون ، يمكن التخلص من الأرقام الخيالية التي لم تساعد في إكمال الحسابات. يمكنهم أيضًا تفسير التوسع السريع للكون في اللحظات الأولى من إنشائه.

لا يمكن إنكار هذه الافتراضات من خلال أي اختبار تجريبي. ومع ذلك ، يتناسب النموذج تمامًا مع جميع البيانات التجريبية المتاحة حاليًا حول الطاقة المظلمة وطاقة التضخم التي حدثت عندما خلق الانفجار العظيم الكون.

تشير كل هذه الحسابات إلى أن التاكيونات عالية الطاقة ستكون قادرة على إعادة امتصاص كل الفوتونات المنبعثة تقريبًا، وبالتالي، يصبحون غير مرئيين.