Ейнштейн був правий і швидкість світла залишається «непробивною»?
Голландський фізик Рональд ван Елбург висловив припущення, що причиною недавнього парадоксального результату, отриманого під час досліду європейських учених, став Ейнштейн. Обчислюючи час руху нейтрино, дослідники забули врахувати ефекти теорії відносності.
Нагадаємо: за повідомленням ЦЕРН, наприкінці вересня нейтрино, випущене із прискорювача у Швейцарії, влучило в мішень в лабораторії Сан Грассо в Італії на 68 наносекунд раніше, ніж це мало статися за теорією відносності Ейнштейна. Учені перевірили свої прилади, їхню синхронізацію — все правильно: швидкість частинок перевищила швидкість світла! Результат цей так приголомшив дослідників, які проводили експеримент, що вони звернулися по допомогу до світової наукової спільноти. Під листом підписалися всі 117 учених колаборації OPERA.
Протягом трьох тижнів учені висували ідеї, одна парадоксальніше за іншу, намагаючись сполучити теорію з підсумками експерименту. Так, на цей час в Інтернеті доступні близько 90 робіт, так чи інакше присвячених результатам OPERA. При цьому багато свіжих статей спростовують пояснення, заявлені в попередніх. Є препринти на підтримку того, що синхронізація годинників у експерименті була виконана правильно. Крім цього, усе ще з’являються роботи, у яких учені пропонують різні теоретичні пояснення виявленому ефекту. У них фігурують дискретний простір-час, біметричні теорії гравітації та псевдоскалярні потенціали.
І от, нарешті, у середині жовтня Рональд ван Елбург із Університету Гронінгена в Нідерландах, здається, з’ясував причини цього явища. Його група обчислила відстань між двома точками шляху нейтрино, а потім взяла до уваги релятивістський рух супутників GPS, залучених в експеримент. Зокрема, йдеться про те, що супутники, які використовувалися в роботі, рухалися відносно потоку нейтрино.
Хоча швидкість світла не залежить від системи відліку, від неї залежить час руху. У цьому випадку є дві системи відліку: наземний експеримент і годинники на орбіті. І тому що вони переміщаються відносно один одного, їхній рух слід врахувати.
Але яким є рух супутників щодо експерименту OPERA? Космічні апарати переміщаються із заходу на схід у площині, нахиленій на 55° стосовно екваторіальної. Що немаловажно: приблизно в цій же площині рухається і нейтрино. Тож спільний рух їх неважко обчислити.
«Щодо годинника, розташованого на борту супутника GPS, приймач рухається в напрямку джерела — отже, пройдена частинками відстань, спостережувана годинником, коротша», — говорить ван Елбург. Він має на увазі — коротша, ніж відстань, вимірена в наземній системі відліку. А група вчених з OPERA, яка робила розрахунки, випускає це з уваги, бо розглядає годинник тільки як наземний, а не орбітальний.
Наскільки значний цей ефект? За обчисленнями ван Елбурга, він повинен викликати прибуття нейтрино на 32 наносекунди раніше. Але це значення треба подвоїти, оскільки така помилка є і у початковій, і в кінцевій точці експерименту. Загальна поправка становитиме 64 наносекунди, майже цілком відповідаючи спостереженням групи OPERA.
