Що покаже дзеркало, що летить зі швидкістю світла: вирішено парадокс, який не дався Ейнштейну

У рамках уявного експерименту Альберт Ейнштейн виявив парадокс, пов'язаний із дзеркалами, які рухаються зі швидкістю світла. Нова модель, можливо, поставила крапку в давніх суперечках, пише New Scientist.

"Якщо ви пошукаєте в Інтернеті відповідь на запитання "що можна побачити в дзеркалі, що рухається зі швидкістю світла?", ви знайдете безліч гарячих дискусій на форумах, присвячених фізиці. Усі відповіді виявилися неправильними", — кажуть фізики з чеського дослідницького інституту ELI Beamlines Facility.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Розрахунки Ейнштейна вказували на те, що світло, відбите від дзеркала, яке рухається зі швидкістю світла, матиме нескінченну інтенсивність і амплітуду. Водночас спеціальна теорія відносності Ейнштейна давала інший результат: будь-який об'єкт, що рухається з такою високою швидкістю, має стати прозорим і взагалі не відбивати світло.

Чеські вчені зі своїми колегами з Національного інституту квантових і радіологічних наук і технологій Японії вважають, що їм вдалося розгадати цей парадокс. За їхніми словами, проблема полягала в тому, що ідея дзеркал Ейнштейна була занадто ідеальною.

Для того, щоб відправити в політ звичайне дзеркало зі швидкістю світла, необхідна нескінченна кількість енергії. У новій моделі дослідники знайшли альтернативу скляному дзеркалу — дзеркала, створені з плазми або суміші іонів та електронів. Такі дзеркала вже створювалися в лабораторіях з використанням неймовірно потужних лазерів. Коли такі лазери спрямовані на певні матеріали, вони створюють плазму, що містить локалізовані збурення, які можуть відбивати світло, як це робить дзеркало, але й рухатися через плазму надзвичайно швидко. Іноді ці швидкості наближаються до швидкості світла.

Такі дзеркала відрізняються від ідеалізованих двовимірних дзеркал Ейнштейна, бо вони тривимірні — за поверхнею, що відбиває таке дзеркало, також знаходиться плазма.

Вчені виявили, що властивості тривимірного плазмового дзеркала, а також властивості падаючого на них світла можуть відрізнятися. У деяких випадках світло інтенсивно відбивається, як і передбачав Ейнштейн. Але в інших випадках світло не передається або ж створює хвилі, піки та спади, які насправді не рухаються, коливаючись біля дзеркала і нікуди не йдуть.

За словами Брендана Дромі з Королівського університету в Белфасті, представлена робота є теоретичною, але її можна перевірити, оскільки існує достатня кількість підприємств, що використовують надзвичайно потужні лазери.

Якщо плазмові дзеркала дійсно зможуть відбивати світло, то зможуть призвести до появи нових методів візуалізації, потужніших за рентгенівські промені. Таке відкриття також зможе розширити наше розуміння фундаментальної фізики.

Автори роботи планують перевірити свою теорію на потужній лазерній установці в Чехії.

Нагадаємо, як Альберт Ейнштейн зробив найбільшу помилку у своєму житті. Коли Ейнштейн дав світові загальну теорію відносності, він включив до неї сторонню космологічну постійну.