Czy możliwe jest przesyłanie informacji z prędkością nadświetlną? Czy możliwe jest przesyłanie informacji od nas samych w przyszłości? Wiele na ten temat pisano i różni spece pisali różne, często sprzeczne ze sobą rzeczy. Z fizyków polskich najwięcej chyba pisał na ten temat, w czasopismach fachowych, mój znajomy, profesor Jakub Rembieliński z Uniwersytetu Łódzkiego (szukaj słów „tachyon” i „superluminal”). A ja chcę napisać o tym od siebie, jak to widzę z mojego podwórka, lub dokładniej: z mojego biurka. Bo na moim biurku leży właśnie ukończona, coć jeszcze nie opublikowana, praca „Teoria Kaironów” - "The Theory of Kairons".

Jeśli będziecie Państwo szukać w słownikach słowa „Kairony”, to się zawiedziecie. To mój własny twór (mam nadzieję, że nie zapożyczyłem go sobie z nieznanych mi źródeł!). Słowo Kairon pochodzi od greckiego boga czasu Kairos. Bardziej znany jest Chronos, ten od czasu ciągłego. Kairos odpowiedzialny jest za nieciągłości - zdarzenia. Chronos odpowiada indyjskiemu Vishnu. Kairos odpowiada indyjskiemu Shiva.

Kairony to twór, oczywiście, czysto teoretyczny. Jestem bowiem fizykiem teoretykiem, lub ściślej: fizykiem matematycznym. No więc matematyzuję sobie wedle woli. A czy moje twory matematyczne znajdą kiedyś zastosowanie czy nie, to już nie moja sprawa. Spodobały mi się tu słowa mojego ulubieńca, laureata Nagrody Nobla, Paula Diraca, który swego czasu, w wieku lat 28, napisał tak (tłumaczę z angielskiego):

„Istnieją dziś w fizyce teoretycznej problemy natury fundamentalnej ... których rozwiązanie ... będzie przypuszczalnie wymagać drastyczniejszej rewizji naszych podstawowych pojęć niż miało to miejsce kiedykolwiek w przeszłości. Jest całkiem prawdopodobne, że zmiany te będą tak wielkie, że ludzka inteligencja nie wystarczy by wydedukować konieczne nowe idee poprzez bezpośrednią analizę faktów doświadczalnych i ich obróbkę matematyczną. W przyszłości teoretyk będzie musiał postępować w inny sposób. Najpotężniejszą metodą postępu, którą można zasugerować w czasach dzisiejszych, jest użycie wszelkich zasobów czystej matematyki dla udoskonalenia i uogólnienia formalizmu matematycznego będącego podstawą istniejącej fizyki teoretycznej, a następnie, po każdym sukcesie w tym kierunku, próba interpretacji nowych konstrukcji matematycznych w terminach wielkości fizycznych.”

Źródło: „Paul Dirac – The Man and his Work”, Ed. Peter Goddard, Cambridge University Press, 1998, str. 33.

Trzy lata później, w r. 1933, Paul Dirac otrzymał Nobla za teoretyczne odkrycie antymaterii, wykrytej doświadczalnie przez Andersona w r. 1932. Podobnie jak Dirac jestem marzycielem. Podobnie jak Dirac moje marzenia sprytnie ukrywam za formalizmem matematycznym zrozumiałym tylko przez niewielu „wtajemniczonych w arkana”. Dirac dobrze wiedział, już w tamtych, dziś odległych czasach, czym grozi „odkrycie się”. O swym teoretycznym okryciu (a było to w latach 1930-1931) pisał potem tak:

„Oczywiście nie odważyłem się postulować istnienia nowej cząstki w tamtych czasach, a to ponieważ klimat opinii był wtedy przeciwny nowym cząstkom”.

Tak, tak, ten „klimat opinii” waży dziś nawet więcej niż wtedy. Można łatwo stracić reputację, dostać się na „czarne listy”, być publicznie ośmieszanym w mediach i w internecie itd. A raz straconą reputację, choćby na skutek plotek i pomówień, trudno potem odzyskać. Nie jest łatwo nie iść za stadem. Tym bardziej, że tych nie idących za stadem jest dziś wielu i, niestety, wielu z tych „niekonwencjonalnych” produkuje bzdury. Czasem są to psychopaci, czasem płatni „mieszacze”, czasem po prostu niedouczeni wynalazcy. Diabeł zawsze ukrywa się w szczegółach a tych potrafiących fachowo wejść w te szczegóły na palcach można policzyć.

Zacznę od tego, że kairony nie są „cząstkami”. Czym są? Są czymś „przeciwnym do cząstek”. Weźmy jedną z najbardziej popularnych cząstkę elementarną, elektron. Towarzyszy jej antycząstka, pozyton. Teoria kwantów wiąże z tą parą pole (Diraca) opisywane równaniem Diraca (i za to właśnie Dirac dostał Nobla). Podobnie z cząstkami światła, fotonami. Związane z nimi jest pole elektromagnetyczne, opisywane równaniami Maxwella. W próżni, gdzie nie ma źródeł, równania te można zapisać w prostej postaci:

Pole Diraca to „Psi”. Pole Maxwella to „F”. Symbol m to masa elektronu. Gwiazdka „*” to „operator dualności Hodge'a” - na przykład „*F” to pole elektromagnetyczne gdzie pola elektryczne i magnetyczne zamieniają sie miejscami (z dokładnością do znaku). Gamma to symbol „macierzy Diraca”. Dla nas szczególnie ważne jest to, ze w każdym równaniu jest tylko jeden symbol „d” - symbol „różniczkowania”.

Matematyk powie, że są to równania pierwszego rzędu. Struktura matematyczna tych równań jest ponadto taka, że pozwala na znalezienie wartości tych pól w „przyszłości”, jeśli znamy te wartości w „teraźniejszości”. Możliwe jest więc „przewidywanie”: wiedząc wszystko o polu wdanej chwili, możemy wyliczyć jego wartości w każdej innej, przyszłej (lub przeszłej) chwili.

Z kaironami jest inaczej. Dane wyjściowe dla pola kaironowego są nie w „dziś”, lecz w „tutaj”. Znając wartości pola kaironowego tutaj, we wszystkich chwilach, możemy wyliczyć to pole „tam”. Przewidywanie dotyczy więc nie czasu, lecz przestrzeni. Czas i przestrzeń zamieniają sie miejscami.

Matematyk powie: pole elektromagnetyczne propaguje się po stożku świetlnym ( z prędkością światła), pole elektronowo-pozytonowe propaguje się wewnątrz stożka świetlnego (wolniej niż światło), pole kaironowe natomiast propaguje się na zewnątrz stożka swietlnego (szybciej niż światło). Nie należy przy tym mylić kaironów z tachionami – kairony należą do innego, bardziej egzotycznego, gatunku! Dziesięć lat temu prasa donosiła:

„Teoria względności. Szybkość światła. Neutrina i tachiony.

30-10-1997. Prawdziwą rewolucję w fizyce proponują polscy uczeni. Twierdzą, że neutrina, jedne z najmniej znanych i najbardziej tajemniczych cząstek we Wszechświecie, mogą mknąć z prędkością większą niż światło. Problemy, które fizycy mają z neutrinami, to obecnie jedne z najbardziej zagadkowych i fascynujących zagadnień w fizyce cząstek elementarnych i astrofizyce - mówi prof. Jakub Rembieliński z Uniwersytetu Łódzkiego. - Dlatego nawet tak zwariowana hipoteza, że neutrina poruszają się szybciej niż światło, brana jest pod uwagę. A jak dotąd dosyć dobrze przystaje ona do rzeczywistości. Czy jest to dobra hipoteza, pokażą eksperymenty, które są obecnie prowadzone lub przygotowywane.

A dlaczego hipoteza zasługuje na miano zwariowanej?

- Gdyby się sprawdziła, to teoretyczne osiągnięcia ostatnich 20 lat fizyki cząstek i kosmologii musiałyby ulec drastycznej rewizji. Jest to dodatkowy powód, dla którego wielu fizyków zachowuje sceptycyzm, co zresztą nauce zawsze wychodzi na zdrowie - wyjaśnia prof. Rembieliński.”

Wikipedia (pożyteczne, choć wątpliwe źródło) podaje zaś:

„Tachion (z greckiego ταχύς {takhús} - szybki, prędki) jest hipotetyczną cząstką elementarną, która porusza się z prędkością większą niż prędkość światła. Nie ma jednak żadnego dowodu na istnienie tych cząstek. Mimo tego (a może właśnie z tego powodu), tachiony są często opisywane przez autorów fantastyki naukowej (występują między innymi w serii Star Trek).

Te hipotetyczne cząstki posiadać mają rzekomo następujące, paradoksalne właściwości (wynikają one z pewnych rozwiązań równań szczególnej teorii względności, patrz masa spoczynkowa):

- poruszać się mogą wyłącznie szybciej od światła (bariera prędkości światła jest dla nich również nieprzekraczalna, tyle że "w dół") - poruszają się w czasie wstecz (tzn. "przybywają z przyszłości" - właśnie ta ich cecha jest pożywką dla pisarzy science-fiction)

- ich masa jest wyrażona przez liczbę urojoną - lecz nie wiadomo, czy taka masa ma jakikolwiek sens fizyczny

Istnieje ciekawa hipoteza, według której tachionami mogą być neutrina. Oscylacje neutrin wskazują jednak, że neutrina posiadają bardzo niewielką masę.”

Kairony nie są „cząstkami elementarnymi”. To raczej „falki elementarne”. W dodatku nie mają „masy”, ani tej rzeczywistej ani też „urojonej”. A oto ilustracja propagacji pola kaironowego wzięta z mojej właśnie ukończonej pracy:

A konsekwencje fizyczne? Nad tym dopiero pracuję.

P.S. Wstępna wersja pracy dostępna w sieci z archiwum arxiv.org

Nowość dodana 28-go września 2011:

23-go mówiłem m.in. o komunikacji z szybkościami nadświetlnymi w CNRS w Marsylii. W najbliższy piątek będę na tem temat miał referat na uniwersytecie w Tuluzie. Jednocześnie ja i moja rodzina jesteśmy od miesięcy przesladowani przez francuską policję, bo zajmowanie się komunikacją nadświetlną i zalecanie wiataminy C jest we Francji "podejrzane" - musimy więc być "sektą". Dziś jest o tym w The Inquirer: