Bécsi tudósok bebizonyították: Einstein elmélete valóban működik

Az úgynevezett Terrell-Penrose-effektus közismert a fizika világában, melynek lényege, hogy az elmélet szerint a közel fénysebességgel közlekedő tárgyak nemcsak összenyomódnak, hanem látszólag el is fordulnak. A technológia most lehetővé tette ultragyors lézerek segítségével, hogy az optikai illúziót szimulálják, ezzel Einstein relativitáselméletének egyik elemét vegyék szemügyre. A mozgási irányban összenyomódó elméletet – vagyis a Lorentz-összehúzódást korábban egy speciális részecskegyorsítóban már bizonyították.

A speciális elforgásra még 1959-ben Roger Penrose matematikus és James Terrell fizikus azt a magyarázatot találta, hogy egy kamerával rendelkező megfigyelő valójában nem is látna összenyomott tárgyat. Valójában szerintük a tárgy felületéről érkező fény eltérő időben érné el a kamerát, ezért tűnne az elforgatottnak.

Kutatók most kijelentették, hogy az első alkalom, hogy laboratóriumi körülmények között sikerült megvalósítani a Terrell-Penrose-effektust. Dominik Hornof, a Bécsi Műszaki Egyetem kvantumfizikusa és a tanulmány első szerzője nyilatkozott is az eredményekről:

A megfelelő ötlettel egy kis laboratóriumban is újraalkothatók a relativisztikus effektusok. Ez azt mutatja, hogy még évszázados jóslatok is életre kelthetők igazán intuitív módon

– mondta.

A szimulációban a résztvevő tudósok ultragyors lézerimpulzusokat és kapuzott kamerákat használtak, hogy pillanatképeket készítsenek egy közel fénysebességgel „haladó” kockáról és gömbről. Az eredmények alapján a vizsgált testek forgó tárgyak pillanatképeit vetítették vissza. A legnagyobb kihívást az jelentette, hogy miképpen lehet egy tárgyat a fénysebességre „gyorsítani”.

Einstein elmélete szerint minél gyorsabban mozog valami, annál jobban növekszik az effektív tömege. Ahogy közelebb kerülünk a fénysebességhez, a szükséges energia is jelentősen megnő

– fejtette ki Hornof.

Ahhoz, hogy a szimulációban hitelesen elérjék a remélt eredményt, helyettesítő eszközöket kellett alkalmazniuk. Tehát nem a hatalmas energiaigényű részecskegyorsítóban igyekeztek eredményt elérni, hanem egy álló tárgyra lőttek ultragyors lézersugarakat. A visszavert fényeket pedig egy speciális kamerával rögzítették. Minden szelet után körülbelül 4,8 cm-rel előremozdították a kockát. Ez az a távolság, amelyet akkor tett volna meg, ha a fénysebesség 80%-ával mozogna az impulzusok közötti késleltetés alatt. A szimuláció vezetője szerint, amikor összeillesztették a képeket, akkor úgy nézett ki az objektum, mintha ultragyorsan haladna. A kísérletet aztán egy gömbbel is megismételték.

Az eredmények pedig azt mutatták, hogy a kocka elforgatottabb, a gömb pedig úgy, mintha az oldalai mögé lehetne kukucskálni.

A jelenség viszont nem fizikai, hanem optikai. Mindez viszont nem mond ellent a Einstein elméletének. Mivel a hátulról érkező fénynek lassabban kell megérkeznie, mint az elölről érkező fénynek, a pillanatkép úgy eltolódik, hogy a tárgy elforgatottnak tűnik.

A címlapkép illusztráció. Címlapkép forrása: Getty Images