Łatwo narzekać – poprzednia notka pomimo aspektu humorystycznego, jednak krytykowała skądinąd dobrze napisane opowiadanie S. Lema – trudniej coś wartościowego zaproponować samemu. W ramach zadośćuczynienia, poddam krytyce czytelników pomysł wykorzystania pewnego elementu STW w literaturze s-f. Chodzi mi o tachiony.
Niestety w sieci natkniemy się na rozmaite opowieści o „boskiej energii tachionu” służące zdaje się szarlatanom – choć sprawy nie drążyłem. W tym przypadku wybór słowa „tachion” był chyba przypadkowy. Wcześniej zdarzało się rozmaitym guru używać pojęć „antymateria”, „ciemna energia” itp. bez związku z właściwym znaczeniem tych terminów. W notce przedstawię jednak „prawdziwe” tachiony – cudzysłów, bo te cząstki są czysto hipotetyczne :) Dlaczego? Bo mają się poruszać szybciej od prędkości światła.
Zwykła materia – z której zrobieni jesteśmy my i nasze pojazdy – może poruszać się tylko wolniej od c. Im szybciej pędzi obiekt zbudowany ze „zwykłej materii”, tym ma większą energię kinetyczną, a co za tym idzie większą bezwładność (tzw. masę relatywistyczną), dlatego dalsze rozpędzanie wymagałby wydatkowania coraz większej energii… i tak w kółko. W rezultacie nie da się rozpędzić ciała do prędkości światła, bo to wymagałoby energii nieskończonej.
Inaczej ma światło. Cząstki z których światło „jest zrobione” – fotony – mogą poruszać się tylko z prędkością c. Ani szybciej, ani wolniej.
Dopełniając ten obrazek, można zaproponować trzeci rodzaj materii (?) – poruszającej się tylko szybciej od światła. Da się ona w pewnym sensie umieścić w formalizmie STW, potrzeba tylko, żeby kwadrat masy takich obiektów był ujemny, co być może nic nie oznacza, ale we wzorze da się napisać :) Cząstki, które miałyby taką własność nazywano tachionami. Na razie ich nie odkryto, więc stanowią raczej formalną ciekawostkę.
Popatrzmy jak wygląda ruch obiektów tych trzech rodzajów. Uwaga: na osi pionowej mamy czas, na poziomej położenie. Zwykle wykresy w podręcznikach mają to ustawione na odwrót, ale jak już pojawia się STW, to rysuje się wykresy ruchu tak jak tutaj:
Cechą zwykłej materii jest – być może to lekkie nadużycie języka – uwięzienie w przestrzeni. Choćbyśmy chcieli, nie będziemy mogli przemieścić się do najbliższej gwiazdy szybciej niż za 4 lata, bo tyle potrzebuje światło, żeby do niej dotrzeć. Możemy jednak (no może nie do końca my, ale materia z której jesteśmy zrobieni) łatwo przemieszczać się w czasie. Oczywiście tylko w jedną stronę – w przyszłość. Wystarczy poczekać.
Materia tachionowa ma inaczej: Bez kłopotu znajdzie się w sąsiedniej galaktyce w krótkim czasie, ale jeśli jakiś tachion był koło nas dziś, to za rok nikt w promieniu roku świetlnego już go nie spotka – bo go w tym obszarze nie będzie. Innymi słowy – tachiony uwięzione są w czasie.
Przejdźmy do najciekawszej cechy tachionów: Załóżmy że istnieje taki, co przeleciał z Ziemi na Alfę Centauri w czasie 5 sekund. Ci co znają STW od razu dopowiedzą: „w takim to a takim układzie współrzędnych”. Jeśli trochę poszukamy, to znajdziemy inny układ współrzędnych, w którym oba zdarzenia: „tachion na Ziemi” i „tachion na Alfie Centauri” dzieją się w tym samym czasie – z punktu widzenia tego układu odniesienia tachion ma prędkość nieskończoną :) Istnieją też układy współrzędnych, dla których nasz tachion najpierw był na Alfie, a potem na Ziemi! Jak widać rozróżnienie dla danego tachionu „wcześniej-później” nie ma raczej sensu.
Ponieważ kategoria przyczynowości zdaje się być równie nienaruszalna, jak zasada zachowania energii, to kontakt między materią zwykłą a tachionową jest niezwykle kłopotliwy. Na stan punktu „tutaj i teraz” mają wpływ, mówiąc nieściśle, zdarzenia z przeszłości znajdującej się niedaleko tego punktu. Ściślej: fizycy mówią o zdarzeniach znajdujących się w stożku przeszłości i na jego brzegu (na obrazku chodzi o ten dolny):
(obrazkowy cytat ze znanej książki S. Hawkinga „Krótka historia czasu”.
Gdyby dopuścić tachiony do oddziaływania z „naszą” materią[1], moglibyśmy się dowiedzieć, co dzieje się na Alfie teraz, albo działo się jakiś czas temu, albo będzie się działo za jakiś czas – byle ten czas był nie za bardzo odległy od teraźniejszego. A to znów oznaczałby, że wpływ na nasz punkt „tu i teraz” mają zdarzenia z obszaru „kiedy indziej” (ani z przeszłości, ani z przyszłości).
Zauważmy jednak, że ostrożne potraktowanie tej hipotetycznej ciekawostki umożliwia „naukowo uzasadnione” wprowadzenie kategorii jasnowidzów/naukowców, którzy mogą „zaglądać” co dzieje się w tym czasie w bardzo daleko oddalonych obszarach wszechświata. Żeby tak się udało, w tamtym dalekim miejscu też musiałoby się znajdować takie samo medium/aparatura do kontaktu (oznaczone gwiazdkami). Tachiony tworzyłyby coś w rodzaju tunelu przekazującego informacje. Trochę trzeba by pokluczyć, żeby w ten sposób efektownie nadziać się na przestrzenną wersję paradoksu dziadka. Sam nad tym się nie zastanawiałem, ale dla błyskotliwego pisarza nie powinno być to wielkim problemem.
Można też uzyskać efekt zaglądania w niedaleką przyszłość (na przykład na jeden dzień do przodu) – wykorzystując jedno medium kontaktowe i dwa strumienie tachionów:
Ten przykład – przyznaję – jest dość dyskusyjny, bo opiera się na mętnym założeniu, że dla tachionów nie ma zastosowania „wcześniej-później”, więc ich oddziaływanie (tam gdzie gwiazdki) musi być uzgodnione „globalnie” – zarówno w czasie jak i przestrzeni. Dyskusyjny – więc tym lepiej nadaje się dla s-f.
[1] Nawet jeśli ze względów energetycznych oddziaływanie zwykłych cząstek i tachionów okazałoby się niemożliwe, to przecież oba rodzaje materii mogą oddziaływać z fotonami. Jak ze światła zrobić pośrednika? To już zostawiam pomysłowości pisarzy s-f…
