Невозможность передать сигнал со сверхсветовой скоростью непосредственно следует из эйнштейновской формулы сложения скоростей - релятивистской формулы (от англ. relativity - относительность). Задача о сложении скоростей возникает при наличии двух движущихся одна относительно другой инерциальных (то есть движущихся равномерно и прямолинейно) систем отсчета. Состоит она в следующем: если движение некоторого тела или распространение сигнала происходит со скоростью V' в системе S', движущейся в том же направлении относительно системы S со скоростью U, то какова будет скорость V тела (сигнала) для наблюдателя, покоящегося в системе S? В классической кинематике ответ прост: V = V' + U. Например, если поезд (система S') движется относительно платформы (системы S) со скоростью U = 60 км/ч, а в поезде бежит человек в направлении движения поезда со скоростью V ' = 10 км/ч, то скорость перемещения человека относительно платформы будет V = 10 + 60 = 70 км/ч. Релятивис тская же формула сложения скоростей выглядит следующим образом:

Наука и жизнь // Иллюстрации

Схема эксперимента итальянских физиков, который якобы продемонстрировал распростране ние радиоволны в воздухе со сверхсветовой скоростью.

V = (V' + U)/(1 + V'U/c²). Когда величина скоростей V' и U значительно меньше c (что обычно бывает в привычных нам земных условиях), она переходит в обычную формулу классической механики. Нетрудно также убедиться, что даже если V' = c, то и V = c, то есть ни в какой инерциальной системе невозможно движение со скоростью, превышающей скорость света в вакууме.

СВЕРХСВЕТОВАЯ РАДИОВОЛНА

В эксперименте Д. Мугнаи, А. Ранфагни и Р. Руггери измерялось время распространения прямоугольных импульсов, которыми модулировались радиоволны длиной 3,5 см на дистанциях от 0,3 до 1,4 м при двух различных значениях угловой ширины 2q выходящего из передающей антенны радиолуча (32^о и 46^о). Экспериментаторы считают, что скорость распространения V подчиняется соотношению V = c/cos, и поскольку cos меньше единицы, то V > c. Заметим, что приведенное соотношение хорошо известно в волноводной технике и выражает собой фазовую скорость распростра нения электромагнитного поля в волноводе, а групповая скорость равна произведению с.cosq, которое меньше с. В воздухе же для радиоволн сантиметрового диапазона дисперсия практически отсутству ет, то есть V_гр=V_ф =V. Вот для этого случая авторы и получили значение V > с. Однако внимательный анализ этого эксперимента порождает большие сомнения в корректности вывода авторов. Не вдаваясь в подробности, отметим лишь, что полученный ими результат относится к так называемой ближней зоне, где сильно проявляется дифракция на краях зеркала передающей антенны. Это существенно искажает измерения и приводит к тому, что, вообще говоря, можно получить самые разные результаты. При удалении же от ближней зоны (уже на расстоянии 1,2-1,3 м от передающей антенны), как следует из графиков, приводимых в статье, получается V=c.

Статья об эксперименте с подробным его описанием опубликована в выпуске журнала Physical Review Letters от 22 мая 2000 года (т. 84, № 21).

См. в номере на ту же тему

Доктор технических наук А. ГОЛУБЕВ - Возможна ли сверхсветовая скорость?

№2, 2001