Most, hogy elmaradt a “világvége” már megint, – feltehetjük a kérdést; – Lehet nem vettük észre? Több szem nem mindig lát biztosan többet, de a most következő írás, mindenféleképpen megérdemli a figyelmet. A lehetőségekhez képest, nagyon szemléletesen segít, hogy újra és újra, – egyre mélyebben és mélyebben megérthessük világunk működését. Aztán elérkezünk arra a pontra, ahol az elme megáll és valami olyan nyílik meg, aminek a színei a szivárvánnyal is vetekednek. A tudat felveszi a szemlélő állapotát és óriási változást tapasztal. Megváltozott minden, de leginkább az, – ahogyan látunk. Ja! És azért maradt el a várva várt és nem várt esemény, mert a legtöbben kívül keresték már megint. Amire az előző cikk is utalni próbált, az, az a kapcsolati állapot, amikor az információk egyáltalán eljuthatnak a “feldolgozásig” és ez mindenféleképpen egy belső “látásbeli” új dimenziót hoz. Vizsgáljuk meg ezt a dimenzió-lépcsőházat, mely sem nem sötét, sem nem korlátolt. – Fogadjátok szeretettel ezeket a lépcsőfokokat./a szerk./
Teljesen téves az elképzelésünk a térről, időről, de még a logika fogalmáról is – ez derül ki a CERN múlt nyári kísérletéből. A piros kapszulát választjuk, és megnézzük, milyen mély a nyúl ürege.
Miközben 2008 nyarán a tudományos világ az építése végéhez közeledő, több milliárd eurós LHC-ra figyelt, az ottani tudósok amúgy “mellékesen” elküldtek kirándulni két piciny fényrészecskét két közeli városba. Valójában egyetlen olyan fotonról van szó, amelyet optikai módon (tükrökkel) szétválasztottak, és a két, immár függetlenül mozgó felét pedig üvegszálas kábelen jó messze távolították egymástól. Mindössze 18 kilométer volt közöttük, amikor megérkeztek az üvegszál végén lévő érzékelőkhöz, és mégis történelmet írtak. Ugyanis, amikor megmérték annak jellemzőit az egyik oldalon, ugyanabban a pillanatban megváltozott a másik állapota is. Nem egy szempillantás, nem is egy milliárdod másodperc múlva, hanem – a mérési hibahatáron belül – valóban azonnal.
A tudomány jelenlegi állása szerint azonban semmi – így anyag, energia és információ sem – terjedhet gyorsabban a fénynél. Vagyis, az egymástól 18 km-re lévő fotonpár tagjai egyszerűen nem tudhattak volna “azonnal” a másik fél megváltozásáról, csak bizonyos idő elteltével (ami körülbelül néhány tízezred másodperc ezen a távon). Ezért a kutatók újra és újra ellenőrizték a méréseiket, a kísérletet többször megismételték, még a Föld forgását és nap körüli keringését is kizárták, végül kijelentették – a kapott eredmények bár elképesztőek, mégis helyesek,és eredményeiket publikálták a Nature című tudományos folyóiratban. Ezzel kvázi legitimitást nyert valami, ami – bárhogy is történt – teljesen megváltoztathatja világképünket. Vagy mégsem? A tudósok szerint van más magyarázat is a történtekre. Ez az alternatíva azonban még a fénysebesség átlépésénél is vadabb, elképesztőbb, következményei szinte felfoghatatlanok.
Ragadjunk meg egy csésze kávét, és felejtsünk el mindent, amit a valóságról tudni véltünk: világunk más, mint amilyennek látszik.
A média és a tudományos világ reakciója
Hogy lássuk a nagyobb képet, legelőször azt kell megértenünk, hogy miért nem lett nagyobb visszhangja az elképesztő kísérletnek. Amikor a hír napvilágot látott, a populáris média (értsd hazai és nemzetközi hírportálok, ismeretterjesztő televíziók, stb.) lehoztak néhány cikket és interjút meglehetősen bulváros hangvétellel (“A fénysebességnél gyorsabb kommunikáció történhetett”, “Időutazás tanúi lehettünk”, vagy éppen “Hamarosan teleportálhatjuk magunkat” címekkel – ezeket két legnagyobb hírportálunk is átvette akkoriban). Aztán nagy csend következett. Mivel senki nem repkedett teleporton azóta, és nem is kedvenc szőke énekesnőnk bájairól, vagy éppen valamelyik szappanopera/valóságshow celebjeinek botlásairól szólt, a közvélemény eltemette ezt is a sok, összefüggéstelen és érthetetlen (a mindennapi életben haszontalannak tekintett) emlék-kacat közé.
De mi történt a tudományos világgal? Miért nem ez lett hirtelen a legelső és legfontosabb fizikai, matematikai kutatási irány, minden mást félresöpörve? Hiszen, ha mindezt kísérletileg igazolták, az megdönteni látszik szinte minden megkérdőjelezhetetlennek hitt axiómát, amikre egész világképünk épül. A válasz meglepő (és egyáltalán nem mulatságos). Mindezt (mármint a fénysebességnél gyorsabb távolba hatást) már a 20-as évek óta sejtették, a 80-as években kísérleteztek vele, az ezredforduló óta pedig legalább tucatnyi kutatócsoport ugyanerre az eredményre jutott Olaszországtól az Egyesült Államokig egyaránt. Tudták, hogy létezik a fénysebességnél gyorsabb távolba hatás, a tudományos világ csúcsa teljesen tisztában volt a jelenséggel. Már Einstein, és a félig holt, félig élő macskájáról elhíresült Schrödinger is aktív levelezést folytatott az ügyben, Einstein “Spooky action at the distance” (Különös hatás a távolban) néven említette. Aztán Bell (igen, az a Bell), Rosen és még jó néhányan a fénysebességnél gyorsabb kommunikáció lehetőségét vizsgálták ennek segítségével, rengeteg elméletet publikálva még az 50-es években.
Tehát, nyílt titokról van szó, mégis, szinte soha nem hallottunk erről semmit. De miért? Miért nem hallottunk róla az általános iskolában, középiskolában, vagy éppen a legtöbb egyetemen? Lehet, hogy a kutatók szándékosan, vagy véletlenül félreértelmezték a jelenséget? Esetleg tapintatosan nem akarták megzavarni mindennapi életünket olyan bonyolult összefüggések nyilvánosságra hozatalával, amiket még azok sem volnának képesek feldolgozni, akik egyébként kenik-vágják a speciális és általános relativitás-elméletet? Pedig valljuk be, kevesen vagyunk akik értik ezt az időfizika alapjainak számító tudományos tézist, amelyet ráadásul éppen cáfolni készülünk. Milyen következményei lennének egy még ennél is elképesztőbb igazságnak?
Az igazi X-akták
Az FBI különleges és paranormális jelenségekkel foglakozó, 9 évadot megért sorozat több századik részében már megmosolyogtuk a kissé komikus cigarettás ember ezredszer elhangzó érvelését – “Mulder, az emberek még nincsenek felkészülve az igazságra”, “Ha a világ tudná amit mi, pánik törne ki, és a társadalom összeomlana”, és még sorolhatnánk. A valóság azért sokkal ijesztőbb, mert nem kellenek hozzá szörnyek, ufók, invázió vagy kicsiny zöld emberkék.
Ha teljes mélységében megértenénk, talán valóban nem volnánk képesek feldolgozni azon összefüggéseket, amiről cikkünk szól. Közülünk hányan volnának képesek elfogadni azt, hogy a jövő okozza a múltat, és nem fordítva? Hányan tudnák elfogadni, hogy egyszerre lehetnek két, vagy még több helyen? Pedig a fénysebességnél gyorsabb távolba hatás pontosan ezeket eredményezi, ill. vetíti előre egyben.
Miért fontos a fénysebesség egyáltalán?
Azért, mert elvben nem létezhet nagyobb sebessége ennél a Földön, és a Világegyetemben máshol sem, (legalábbis az általános időfizika szerint). Konkrétan, éppen az Einsteini relativitás elmélet szerint lehetetlen ez, és ezt közel 80 éve elfogadva a teljes űrtechnológiánkat erre építünk, a műholdas televíziózástól kezdve az űrhajózáson át a GPS rendszerekig. De miért tettük ezt? Talán azért, mert az Einsteini egyenletek és a kitüntetett pont nélküli vonatkoztatási rendszerek viszonylatában egészen máig helyesnek tűntek.
Rengeteg dolgot megjósoltak, amit később sikerült is igazolni (pl. a Merkúr pályaeltolódása vagy a fény elhajlása a Nap mellett), és mert elmélete sikerrel váltotta fel a Newtoni mechanikát. Való igaz, hogy ha a Newtoni mechanikára alapoznánk, a műholdjaink már rég lezuhantak volna, az űrszondák soha nem érnének célba, a GPS-rendszerek pedig néhány kilométerrel arrébb helyeznék a sarki boltot. Az relativitás-elmélet tehát praktikusan remekül bevált, így szinte mindenki elfogadta azt. De következik-e ebből az, hogy igaz? És egyáltalán, miért olyan fontos a relativitás alaptételéül szolgáló fény sebessége?
C, a világ legváltozóbb állandója
A fény sebessége 300 000 km/sec, tanulhattuk az általános iskolában. A fény sebessége 300 000 km/sec vákuumban – tanulhattuk középiskolában. A fény sebessége körülbelül 300 000 km/sec, attól függően, hogy milyen anyagban halad, a közeg törésmutatójától függően – tanulhattuk egyetemen. Azonban a vákuumban értelmezett fénynél semmi sem mehet gyorsabban, és ez a sebességállandó – tették hozzá ekkor is, sietve. De miért ennyi a fény sebessége, és miért nem mehet a fény gyorsabban, mint 300 000 km/sec? És mennyire biztos ez? Persze mindez csak akkor furcsa, ha a végletekig ragaszkodunk ahhoz, hogy a fény, illetve semmilyen más anyag, energia vagy információ nem tud gyorsabban haladni 300 millió méter/másodpercnél. De miért is hisszük ezt egyáltalán?
Az éter, a vákuum, a tér és a közegellenállás
Az Einsteini relativitáselmélet szerint azért nem mehet semmi gyorsabban a fénynél, mert ha valamit elkezdünk gyorsítani, a tömege is egyre nagyobb lesz, ami miatt egyre több energiát kell befektetnünk a gyorsításba. A képletek szerint ez a fénysebességhez közeledve exponenciálisan növekszik, míg elérünk oda, hogy a Világegyetem összes energiája sem elég a további gyorsításhoz. Végtelen mennyiségű kellene, de annyi nincs. Tehát, semmi nem gyorsítható fénysebesség fölé.
Fontos azonban kiemelnünk, hogy az relativitáselmélet nem tiltja a fénysebességnél eleve gyorsabban mozgó részecskék létezését. Az egyenletek szerint (ha léteznek), ezek viszont soha nem lassulhatnak le fénysebességre, mivel a lassításukhoz kellene végtelen energia. Ezeket az elméleti részecskéket még a 70-es években elnevezték “tachyon”-oknak, létezésüket eddig direkt módon nem sikerült bizonyítani.
A relativitáselmélet tetszetős, és a megfigyelések igazolni látszanak az egyenleteket, így sokáig szinte mindenki elfogadta, hogy a tömeg növekedése akadályozza a további gyorsítást. Mivel a részecskegyorsítók mérései összhangban voltak az egyenletekkel, kevesen kételkedtek annak igazában. Peig van egy másik lehetőség is, ez pedig a vákuum közegellenállása. Ezt sokkal egyszerűbb megérteni, mint a relativitás-elmélet egyenleteit. Hiszen egy autó, vagy egy szabadon eső tárgy – például egy ejtőernyős – azért nem tud egy bizonyos határon túl gyorsulni, mert a sebességével a közegellenállás is egyre jobban növekszik.
Ugyanez miért ne lehetne igaz a fényre nézve? Hiszen a fényt is korlátozza valami, pedig nincs tömege. Így a relativitás-elmélet nem vonatkozik rá, nem magyarázza meg, miért nem gyorsulhat tovább. Egyszerűen axiómának tekinti azt, nem indokolja. Pedig talán kellene… Mivel lehet, hogy a fény sebességét az üresnek tartott tér közegellenállása korlátozza. Lehetséges volna?
A Cserenkov-sugárzás, neutrínók, és a sötét anyag
Az atomreaktorok hűtővizének mélyén halvány, kékes ragyogás veszi körül a sugárzó rudakat. A fényt az okozza, hogy a rádióaktív rudakból a bomlás során kirepülő részecskék gyorsabban haladnak, mint amilyen gyorsan a fény tud haladni a vízben. Ha ez igaz (márpedig igaz), akkor el kell, hogy fogadjuk, hogy a közegellenállás igenis hatással van a fény sebességére. Akkor miért félünk felvetni azt a kérdést, hogy nem lehet-e, hogy a vákuum (vagy az éter) közegellenállása miatt nem tud a fény “végtelenül” gyors lenni?
Ehhez először azt kell megvizsgálnunk, hogy mit értünk vákuum, vagy éppen az éter fogalmán. (A kettő nem teljesen azonos, de ez most lényegtelen). “Klasszikus” vákuum alatt azt a teljesen üres teret értjük, amiben nincsen semmilyen ismert elemi részecske, tehát, teljesen anyagmentes.
A probléma az, hogy ilyen nem létezik. Először is, a csillagközi tér telis-tele van hintve igazi “csillagporral” – a tudomány napszél néven ismeri őket, és a napok koronakitöréseikor szakadnak le a végtelenbe. Ezek okozzák a sarkokon jól ismert Északi Fény káprázatos színjátékát, és ezek bolondítják meg olykor műholdjainkat. Az üresnek tartott tér mindemellett tele van sugárzással. Milliárdnyi galaxis fény és rádióhullámai haladnak rajta keresztül, minden irányból, minden pillanatban, nem is beszélve az ősrobbanásból visszamaradt háttérsugárzásra. Elvileg nem hatnak egymásra, de ezt hogyan lehetne igazolni, ha nem lehet őket kiszűrni?
És ezzel még nincs vége. A kutatók egyetértenek abban, hogy a Világegyetem tágulásának jelenlegi mértéke nem egyeztethető össze a látható csillagok és galaxisok össztömegével. Legalább 3-szor annyi gravitáció tartja össze világukat, mint amit látunk. Ennek valahol lennie kell – de még soha, senki nem mutatta ki a jelenlétét. Mi van, ha a hiányzó, titokzatos “sötét anyag” jelen van a csillagközi térben, mindenütt? Mi van, ha egy láthatatlan “őslevesben” úszkálunk mindannyian, és a csillagközi tér nem “üres” hanem tele van egy számunkra érzékelhetetlen metériával? Akinek a sötét anyag túl elvont, az gondoljon a neutrínókra. Ezeket az elméleti fizika által megjósolt, rendkívül kicsi és rendkívüli sebességgel haladó részecskéket még egy 1000 méter vastag ólomlemez sem állítaná meg, létezésüket óriási, föld alatti medencékben vizsgálják különleges folyadék-detektorokkal, amikben foton-sokszorozók alakítják érzékelhető villanássá a képzelt részecske, és a mindennapi anyag kölcsönhatását. Ha úgy tetszik, akár neutrínókkal is kitölthetjük az eddig “üresnek” hitt teret.
Akárhogyan is, jogosan vetődik fel a kérdés, hogy létezik-e olyan, hogy “teljesen üres vákuum”. Ha nem, akkor miért csodálkozunk azon, hogy a fény nem tud gyorsabban menni egy adott határértéknél? Másképp is feltehetjük a kérdés. Mi van, ha a fény sebessége igazából végtelen? Csak éppen, nincs olyan üres tér, amiben el tudná érni ezt a sebességet, így sosem tudtuk megfigyelni igazi valójában. Ha tovább gondolkozunk, még meglepőbb kérdések merülnek fel.
Vannak egyáltalán mértékegységeink?
Amikor kijelentjük, hogy a fény sebessége 300 000 km/másodperc, vagy 300 millió méter/másodperc, akkor egy eléggé evidensnek tűnő kijelentést is teszünk (talán többet is). Például, kijelentjük, hogy tudjuk, mi az a méter, és mi az a másodperc. De tényleg, mi az a méter? A hosszúság alapvető mértékegysége, amelynek definíciója – nos, talán meglepő, pont a fénysebességgel van definiálva.
Bizony, farkába harap a kígyó – minden jelenlegi szabvány és tudományos definíció szerint a méter az a távolság, amit a fény 1/300 milliomod (egészen pontosan 1/299 792 458) másodperc alatt tesz meg. Vagyis, c=300 millió valami/másodperc, ahol valami = 1/c-ad valami által definiált harmadik valami. A definíció szerint a fénysebesség meghatározása önmaga felhasználásával történik, ami nyilvánvalóan képtelenség.
Vajon miért nem zavar ez senkit? A fény lelassulhat, akár meg is állhat, vagy gyorsabban haladhat önmagánál – ha lehet hinni az ezzel kísérletező, egyre nagyobb számú tudósnak, akik szembe mertek szállni a lehetetlennel. Ez azonban még nem biztos, hogy a fénysebességnél gyorsabb kommunikációra is lehetőséget ad. Egy újabb talány, aminek megértéséhez ijesztően hangzó kvantummechanikai fogalmakat kell leegyszerűsítenünk. Nézzük, mik ezek!
A kvantum-nonlokalitás és párkeltés
A bonyolult és fellengzős kifejezés egy nagyon egyszerű tényt takar: bizonyított, hogy szubatomi részecskék (mint például a testünket alkotó atomok elektronjai) minden különösebb trükk nélkül egyszerre lehetnek jelen két, egymástól távoli helyen. A kísérlet, amivel ezt igazolni lehet, olyan egyszerű, hogy bármilyen egyetemi laborban elvégezhető. Eleinte lézersugárral csinálták, ami – hogyha optikailag szétterítve áthalad két, egymás melletti résen, és rávetül egy távolabb lévő falra, akkor hullámzó interferencia-képet hoz létre.
A jelenség magyarázata az, hogy a két résen áthaladó fénysugár pásztái más-más hullámfázisban érik el a falat (vagy képernyőt), és ettől függően erősítik vagy gyöngítik egymást. Aztán kipróbálták elektronsugárral is (amely a régebbi, katódsugárcsöves televíziókban a fényeket kelti a képernyőn). Az eredmény ugyanaz, hullámzó interferencia-képet kapunk. Az igazi meglepetés akkor érte a kutatókat, amikor egyetlen (!) elektron is felvillantotta a hullámzó fénymintát, ami csak úgy lehetséges, ha az elektron egyszerre ment át mindkét résen. Meglepő? Igen, de attól még a legteljesebb mértékben igaz.
Folyt. köv.
Nagy Gergely
CHARON INSTITUTE 