Este posibilă călătoria cu viteze mai mari decât cea a luminii? Dacă da, am putea călători în trecut…

Călătoria cu viteză mai mare decât viteza luminii este un subiect interesant și controversat. Conform relativității speciale, orice lucru care ar putea călători mai repede decât lumina s-ar mișca înapoi în timp. În același timp, relativitatea specială afirmă că acest lucru ar necesita o energie infinită.

Comunicările și călătoriile mai rapide decât lumina (superluminice sau FTL) se referă la propagarea informațiilor sau materiei mai rapidă decât viteza luminii. În teoria specială a relativității, o particulă (care are o masă) cu viteză subluminală are nevoie de o energie infinită pentru a accelera la viteza luminii, deși relativitatea specială nu interzice existența particulelor care călătoresc mai repede decât lumina în orice moment. Pe de altă parte, ceea ce unii fizicieni se referă la FTL „aparent” sau „eficient” este ipoteza că regiuni neobișnuite distorsionate ale timpului şi spațiului ar putea permite materiei să ajungă în locații îndepărtate mai repede decât i-ar lua luminii un traseu „normal”.

În aparenţă, FTL nu este exclus în relativitatea generală. Exemple de propuneri pentru FTL sunt unităţile Alcubierre și gaura de vierme traversabilă, deși plauzibilitatea fizică a acestor soluții este incertă.

Caracteristicile cheie ale călătoriei cu viteza mai mare decât cea a luminii sunt prezentate mai jos:
* posibilitatea de a călători în viitor şi în trecut;
* posibilitatea transportului materiei şi informaţiei.

FTL înseamnă transmiterea de informații sau materie mai repede decât c, o constantă egală cu viteza luminii într-un vid, adică 299.792.458 de metri pe secundă sau aproximativ 300.000 km pe secundă. Acest lucru nu este același lucru cu călătoria mai rapidă decât lumina, deoarece:
– unele procese se propagă mai repede decât c, dar nu pot transporta informații;
– lumina se deplasează la viteza c/n când nu se află în vid, ci când se află într-un mediu cu indicele de refracție = n (care provoacă refracția), iar în unele materiale alte particule pot călători mai repede decât c/n (dar mai lent decât c), rezultând radiația Cherenkov.

Comunicarea mai rapidă decât lumina este, prin teoria relativității lui Einstein, echivalentă cu călătoria în timp. Conform teoriei lui Einstein a relativității speciale, ceea ce măsurăm ca viteza luminii într-un vid este de fapt constanta fizică fundamentală c. Aceasta înseamnă că toți observatorii, indiferent de viteza lor relativă, vor măsura întotdeauna particule de masă zero, cum ar fi fotonii care se deplasează cu c în vid. Acest rezultat înseamnă că măsurătorile de timp și de viteză în diferite cadre nu mai sunt legate pur și simplu de schimbările constante, ci sunt în schimb legate de transformările Poincaré. Aceste transformări au implicații importante:
– impulsul relativist al unei particule masive ar crește cu viteza într-un asemenea mod încât la viteza luminii un obiect ar avea un impuls infinit;
– pentru a accelera un obiect de masă non-zero la c, ar necesita un timp infinit cu o accelerare finită sau accelerare infinită pentru o perioadă finită de timp;
– în orice caz, o astfel de accelerare necesită o energie infinită. Depășind viteza luminii într-un spațiu omogen ar necesita mai mult decât energie infinită, care, în general, nu este considerată o noțiune sensibilă.

Orice călătorie mai rapidă decât lumina va fi văzută ca o călătorie înapoi în timp. O opțiune foarte interesantă este aceea de a presupune existența unui alt tărâm (hiperspațiu, subspațiu sau spațiu liber), accesibil din acest Univers, în care legile relativității sunt de obicei distorsionate, îndoite sau inexistente, facilitând rapid transportul între puncte îndepărtate din acest Univers, uneori cu diferențe de accelerație – adică nu necesită mai multă energie pentru a merge mai repede. Pentru a realiza transportul rapid între punctele din hiperspațiu / subspațiu, se presupune că relativitatea specială nu se aplică în acest alt tărâm sau că viteza luminii este mai mare.