Эйнштейн был прав и скорость света остаётся «непробиваемой»?
Голландский физик Рональд ван Элбург высказал предположение, что причиной недавнего парадоксального результата, полученного во время опыта европейских ученых, стал Эйнштейн. Во время расчета времени движения нейтрино исследователи забыли учесть эффекты теории относительности.
Напомним: по сообщению ЦЕРН, в конце сентября нейтрино, выпущенное из ускорителя в Швейцарии, попало в мишень, находящуюся в лаборатории Сан Грассо в Италии, на 68 наносекунд раньше, чем это должно было произойти по теории относительности Эйнштейна. Ученые проверили свои приборы, их синхронизацию — все верно: скорость частиц превысила скорость света! Результат этот настолько ошеломил исследователей, проводивших эксперимент, что они вынуждены были просить помощи у мировой научной общественности. Под письмом подписались все 117 ученых коллаборации OPERA.
На протяжении трех недель мировое научное сообщество выдвигало идеи, одна другой парадоксальнее, пытаясь совместить теорию с итогами эксперимента. Так, в настоящее время в Интернете доступны около 90 работ, так или иначе посвященных результатам OPERA. При этом многие свежие статьи опровергают объяснения, заявленные в более ранних. Есть препринты в поддержку того, что синхронизация часов в эксперименте была выполнена верно. Кроме этого, продолжают появляться работы, в которых ученые предлагают разного рода теоретические объяснения обнаруженному эффекту. В них фигурируют дискретное пространство-время, биметрические теории гравитации и псевдоскалярные потенциалы.
И вот, наконец, в середине октября Рональд ван Элбург из Университета Гронингена в Нидерландах, кажется, выяснил причины этого явления. Его группа вычислила расстояние между двумя точками пути нейтрино, а затем приняла во внимание релятивистское движение спутников GPS, вовлеченных в эксперимент. В частности, речь идет о том, что использовавшиеся в работе спутники двигались относительно потока нейтрино.
Хотя скорость света не зависит от системы отсчета, она обуславливает время движения. В данном случае есть две системы отсчета: наземный эксперимент и часы на орбите. И так как они перемещаются относительно друг друга, то их движение следует учесть.
Но каково же движение спутников относительно эксперимента OPERA? Космические аппараты перемещаются с запада на восток в плоскости, наклоненной на 55° относительно экваториальной. Что немаловажно: примерно в этой же плоскости лежит и путь, пройденный нейтрино. Так что взаимное движение их несложно вычислить.
«С точки зрения часов, расположенных на борту спутника GPS, приемник движется в направлении источника, следовательно, пройденное частицами расстояние, наблюдаемое часами, короче», — говорит ван Элбург. Он имеет в виду — короче, чем расстояние, измеренное в наземной системе отсчета. А группа ученых из OPERA, делавшая расчеты, упускает это из виду, так как рассматривает часы только в качестве наземных, а не орбитальных.
Насколько значителен этот эффект? По вычислениям ван Элбурга, он должен вызвать прибытие нейтрино на 32 наносекунды раньше. Но это значение следует удвоить, поскольку такая ошибка происходит и в начальной, и в конечной точке эксперимента. Общая поправка составит 64 наносекунды, почти в точности соответствуя наблюдениям группы OPERA.
