Από τότε που ο Αϊνστάιν αποκάλυψε τη θεωρία της σχετικότητας, η ταχύτητα του φωτός έχει θεωρηθεί ως η φυσική σταθερά του σύμπαντος, που συσχετίζει τον χώρο και το χρόνο. Εν ολίγοις, ήταν η ταχύτητα με την οποία το φως και όλες οι άλλες μορφές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας πιστεύεται ότι ταξιδεύουν ανά πάσα στιγμή σε κενό χώρο, ανεξάρτητα από την κίνηση της πηγής ή το αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς του παρατηρητή. Ας υποθέσουμε όμως για ένα δευτερόλεπτο ότι υπήρχε ένα σωματίδιο που αψηφούσε αυτόν τον νόμο, το οποίο θα μπορούσε να υπάρχει στο πλαίσιο ενός σχετικιστικού σύμπαντος, αλλά ταυτόχρονα αψηφά τα θεμέλια πάνω στα οποία χτίστηκε; Ακούγεται αδύνατο, αλλά η ύπαρξη ενός τέτοιου σωματιδίου μπορεί κάλλιστα να είναι απαραίτητη από κβαντική άποψη, επιλύοντας βασικά ζητήματα που προκύπτουν σε αυτή τη χαοτική θεωρία. Είναι γνωστό ως το σωματίδιο Tachyon, ένα υποθετικό υποατομικό σωματίδιο που μπορεί να κινηθεί γρηγορότερα από το φως και θέτει πολλά ενδιαφέροντα προβλήματα και δυνατότητες στον τομέα της φυσικής.
Στη γλώσσα της ειδικής σχετικότητας, ένα tachyon θα ήταν ένα σωματίδιο με τετράχρονη ορμή και φανταστικό χρόνο. Η ύπαρξή τους αποδόθηκε αρχικά στον Γερμανό φυσικό Άρνολντ Σόμερφελντ. παρόλο που ο Gerald Feinberg έφτιαξε για πρώτη φορά τον όρο τη δεκαετία του 1960 και αρκετοί άλλοι επιστήμονες βοήθησαν να προωθήσουν το θεωρητικό πλαίσιο εντός του οποίου πιστεύεται ότι υπάρχουν ταχυόνια. Αρχικά προτάθηκαν στο πλαίσιο της κβαντικής θεωρίας πεδίου ως τρόπος εξήγησης της αστάθειας του συστήματος, αλλά παρόλα αυτά έχουν δημιουργήσει προβλήματα για τη θεωρία της ειδικής σχετικότητας.
Για παράδειγμα, εάν τα ταχυόνια ήταν συμβατικά, εντοπισμένα σωματίδια που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την αποστολή σημάτων γρηγορότερα από το φως, αυτό θα οδηγούσε σε παραβιάσεις της αιτιότητας στην ειδική σχετικότητα. Όμως, στο πλαίσιο της κβαντικής θεωρίας πεδίου, τα ταχυόνια νοούνται ως σημαίνουν αστάθεια του συστήματος και αντιμετωπίζονται χρησιμοποιώντας μια θεωρία που είναι γνωστή ως συμπύκνωση ταχυόν, μια διαδικασία που προσπαθεί να επιλύσει την ύπαρξή τους εξηγώντας τους με όρους πιο κατανοητών φαινομένων, παρά ως πραγματικά ταχύτερα από το φως σωματίδια. Ταχυονικά πεδία έχουν εμφανιστεί θεωρητικά σε μια ποικιλία πλαισίων, όπως η θεωρία των βοσικών χορδών. Σε γενικές γραμμές, η θεωρία χορδών δηλώνει ότι αυτό που βλέπουμε ως «σωματίδια» –ηλεκτρόνια, τα φωτόνια, τα βαρύτονια κ.ο.κ.– είναι στην πραγματικότητα διαφορετικές καταστάσεις δόνησης της ίδιας υποκείμενης συμβολοσειράς. Σε αυτό το πλαίσιο, ένα ταχυόν θα εμφανίζεται είτε ως ένδειξη αστάθειας στο σύστημα D-brane είτε εντός του ίδιου του χωροχρόνου.
Παρά τα θεωρητικά επιχειρήματα κατά της ύπαρξης σωματιδίων ταχυόν, έχουν διεξαχθεί πειραματικές αναζητήσεις για να δοκιμαστεί η υπόθεση ενάντια στην ύπαρξή τους. Ωστόσο, δεν έχουν βρεθεί πειραματικά στοιχεία για την ύπαρξη σωματιδίων ταχυόν.
Έχουμε γράψει πολλά άρθρα σχετικά με το tachyon για το Space Magazine. Ακολουθεί ένα άρθρο για τα στοιχειώδη σωματίδια και ένα άρθρο για τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Εάν θέλετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το tachyon, δείτε αυτά τα άρθρα από το Science World. Επίσης, μπορεί να θέλετε να περιηγηθείτε σε μια συζήτηση φόρουμ σχετικά με τα tachyons.
Καταγράψαμε επίσης ένα ολόκληρο επεισόδιο του Astronomy Cast σχετικά με τη Θεωρία της Ειδικής Σχετικότητας. Ακούστε εδώ, Επεισόδιο 9: Η Θεωρία της Ειδικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Πηγές:
http://en.wikipedia.org/wiki/Tachyon
http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_light
http://scienceworld.wolfram.com/physics/Tachyon.html
http://en.wikipedia.org/wiki/D-brane
http://www.nasa.gov/centers/glenn/technology/warp/warp.html
