Что покажет зеркало, летящее со скоростью света: решен парадокс, который не дался Эйнштейну

В рамках мысленного эксперимента Альберт Эйнштейн обнаружил парадокс, связанный с зеркалами, которые движутся со скоростью света. Новая модель возможно, поставила точку в давних спорах, пишет New Scientist.

"Если вы поищите в Интернете ответ на вопрос "что можно увидеть в зеркале, движущемся со скоростью света?", вы найдете множество горячих дискуссий на форумах, посвященных физике. Все ответы оказались неправильными", — говорят физики из чешского исследовательского института ELI Beamlines Facility.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Расчеты Эйнштейна указывали на то, что свет, отраженный от зеркала, которое движется со скоростью света, будет обладать бесконечной интенсивностью и амплитудой. В это же время, специальная теория относительности Эйнштейна давала другой результат: любой объект, движущийся с такой высокой скоростью, должен стать прозрачным и вообще не отражать свет.

Чешские ученые со своими коллегами из Национального института квантовых и радиологических наук и технологий Японии полагают, что им удалось разгадать этот парадокс. По их словам, проблема заключалась в том, что идея зеркал Эйнштейна была слишком идеальной.

Для того, чтобы отправить в полет обычное зеркало со скоростью света, необходимо бесконечное количество энергии. В новой модели исследователи нашли альтернативу стеклянному зеркалу – зеркала, созданные из плазмы или смеси ионов и электронов. Такие зеркала уже создавались в лабораториях с использованием невероятно мощных лазеров. Когда такие лазеры направлены на определенные материалы, они создают плазму, содержащую локализованные возмущения, которые могут отражать свет, как это делает зеркало, но и двигаться через плазму чрезвычайно быстро. Иногда эти скорости приближаются к скорости света.

Такие зеркала отличаются от идеализированных двумерных зеркал Эйнштейна, потому как они трехмерны – за отражающей поверхностью такого зеркала также находится плазма.

Ученые обнаружили, что свойства трехмерного плазменного зеркала, а также свойства падающего на них света могут отличаться. В некоторых случаях свет интенсивно отражается, как и предсказывал Эйнштейн. Но в других случаях свет не передается или же создает волны, пики и спады, которые на самом деле не движутся, колеблясь возле зеркала и никуда не уходят.

По словам Брендана Дроми из Королевского университета в Белфасте, представленная работа является теоретической, но ее можно проверить, так как существует достаточное количество предприятий, использующих чрезвычайно мощные лазеры.

Если плазменные зеркала действительно смогут отражать свет, то смогут привести к появлению новых методов визуализации, более мощных чем рентгеновские лучи. Такое открытие также сможет расширить наше понимание фундаментальной физики.

Авторы работы планируют проверить свою теорию на мощной лазерной установке в Чехии.

Напомним, как Альберт Эйнштейн совершил самую большую ошибку в своей жизни. Когда Эйнштейн дал миру общую теорию относительности, он включил в нее постороннюю космологическую постоянную.