Выяснилось, насколько тяжелой может быть частица света, не имеющая массы: как это может быть

Физики изучили поведение пульсаров из Млечного Пути и загадочных радиосигналов, приходящих из других галактик, чтобы определить, насколько тяжелой может быть частица света фотон. Но эта частица не имеет массы. Авторы исследования показали, каким является предел массы фотона, если бы эта масса существовала. Если предположить, что фотон может иметь массу, то это меняет современное понимание физики. Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal, пишет ScienceAlert.

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

Масса фотона и новая физика

Частицы света или фотоны, согласно нынешним представлениям о физике, не имеют массы. Эти частицы проносятся чрез пространство-время с постоянной скоростью, то есть со скоростью света. Фотоны не замедляются и не ускоряются в космосе. Нет никаких доказательств того, что частицы света имеют массу. Но нет полной уверенности в том, что это именно так.

Если предположить, что фотон имеет массу и это действительно так, то это противоречит специальной теории относительности Эйнштейна и электромагнитной теории Максвелла. Таким образом существование массы у частицы света привело бы к открытию новой физики. Если бы у фотона была масса, то она была бы настолько маленькой, что ее невозможно определить с помощью существующих технологий.

Но авторы нового исследования с помощью косвенных измерений определили верхний предел массы, которую мог бы иметь фотон, если бы обладал ею. Для этого астрофизики использовали радиотелескопы для проведения измерений пульсаров и быстрых радиовсплесков. Пульсары являются разновидностью нейтронных звезд и выпускают с определенным периодом потоки электромагнитного излучения. Быстрыми радиовсплесками являются чрезвычайно мощные вспышки света неизвестного происхождения, которые приходят из других галактик в радиоволнах.

Верхний предел массы фотона

Физики изучили оно из ключевых свойств пульсаров и быстрых радиовсплесков под названием мера рассеивания. Это свойство показывает, насколько сильно луч радиосвета рассеивается свободными электронами между Землей и источником света.

По словам ученых, если у фотонов есть масса, то на их распространение через пространство, наполненное плазмой, будет влиять как масса, так и свободные электроны в плазме. Это приведет к появлению времени задержки в радиосигналах, пропорциональной массе фотона.

Тщательное изучение полученных данных, позволило астрофизикам определить верхний предел гипотетической массы частицы света. Согласно расчетам, она составляет 9,52 на 10 в минус 46 степени кг. Важно снова отметить, что этот показатель не говорит о том, что фотоны имеют массу. Это означает, что если бы она была, то эта масса не может превысить данный предел.

Возможно, в будущем физики смогут обнаружить, что у фотона есть масса, что приведет к совершенно новому пониманию устройства Вселенной и законов физики. Но пока что этого не случилось и законы физики не нарушены. Тем не менее появилась интересная возможность предполагать, что у частицы света может быть масса.

Как уже писал Фокус, у черных дыр обнаружили память. Оказалось, они хранят воспоминания о своих "родителях". Авторы исследования считают, что образовавшиеся в результате слияний черные дыры являются носителями информации о своем предке.

Также Фокус писал о том, что математики заново изобрели колесо. Оно работает во всех возможных измерениях. Ученые потратили десятилетия, чтобы найти такую фигуру постоянной ширины.