В этой статье я попробую приблизиться к ответу на сколько тахионы реальны, я не эксперт строго не судите
Введение
Тахионы — гипотетические частицы, которые всегда движутся быстрее скорости света. Их существование не подтверждено, но с математической точки зрения они могут существовать. Однако, если у частицы мнимая масса и мнимая энергия, то как её вообще можно зафиксировать в нашей физической системе координат? Мы решили с ChatGPT разобраться, можно ли с помощью известных формул «увидеть» тахион, и столкнулись с неожиданными эффектами.
Попытки рассчитать тахион
Мы начали с классического подхода — гамма-фактора Лоренца:
Но при скорости больше скорости света знаменатель становится мнимым, что даёт мнимое значение для энергии:
Мы попробовали разные подходы:
Использовали разные частицы (фотон, электрон, нейтрино)
Добавляли осцилляции массы
Пробовали менять знак гамма-фактора (i^2 = -1)
Строили графики энергии в зависимости от скорости
Результат? Мы обнаружили, что тахион не может существовать в явном виде в нашей системе координат.
Расскажу как мы это считали и делали попытки :D
Использовал Python, прикладываю код с некоторыми комментариями
# constants.py
C = 2.99792458e8 # Скорость света (м/с)
# Массы частиц (кг)
M_ELECTRON = 9.109383713928286e-31
M_PROTON = 1.672621925955050e-27
M_PHOTON = 0 Описав константы, которые пригодятся для формул. Первоначальная теория была такова: преобразовать частицу в тахион и чтобы масса частицы передавалась тахиону
Теперь нужны формульные расчёты, приложу готовый код, который использовал
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from constants import C, M_ELECTRON, M_PHOTON # Скорость света и масса нейтрино (можно менять)
def gamma_factor(u):
return 1 / np.sqrt(1 - (u**2 / C**2) + 0j)
def tachyon_energy(m, u):
gamma_sq = gamma_factor(u)
E_real = np.real(gamma_sq) * m * C**2 # Обычная энергия (исправленная)
E_tachyon = np.imag(gamma_sq) * m * C**2 # Альтернативная мнимая энергия тахиона
return E_real, E_tachyon
# Параметры
speeds = np.linspace(1.00001 * C, 1.1 * C, 10000) # Скорости сверх C
speeds = speeds[speeds != C]
mass = M_ELECTRON # Исходная частица
tachyon_energies = []
ost_energies = []
for u in speeds:
E_real, E_tachyon = tachyon_energy(mass, u)
tachyon_energies.append(E_tachyon)
ost_energies.append(E_real)
# Построение графиков
fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 6))
ax.plot(speeds / C, tachyon_energies, label="Энергия тахиона (γ^2, мнимая)", color='r')
ax.plot(speeds / C, ost_energies, label="Обычная энергия (γ^2)", linestyle='--', color='b')
ax.set_xlabel("Скорость (в c)")
ax.set_ylabel("Энергия (Дж)")
ax.legend()
ax.grid()
ax.set_title("Энергия тахиона с γ^2")
plt.show()
На этой не совсем понятной картинке можем наблюдать что самая отрицательная энергия тахиона стремится к 0, запомним эту картину
А что если взять другую частицу, например без массы? Возьмём фотон
Из этого наблюдения я сделал небольшой вывод:
Тахион не имеет реальной массы, а если имеет, то она мнимая
Интересное наблюдение
На графиках стало заметно, что скорость тахиона — это не просто "2c" или "5c", а скорее "c + небольшая часть c". Чем выше скорость, тем ближе она к скорости света с малым добавлением, а не к большим числам. Это странно, но логично, если тахион не просто быстрее света, а вообще существует в другом измерении. Отсюда начинается самое интересное!
Гипотеза: тахион в 4D?
Что, если тахион действительно существует, но в 4D-пространстве, а не в 3D? Если его масса и энергия мнимые, то в нашей системе координат он не может быть зафиксирован. А если попробовать повернуть систему координат на 90 градусов в четвёртое измерение?
Да, звучит как безумие, но если тахионы существуют, они могут быть «скрыты» в другом измерении, и нам просто не хватает инструментария для их обнаружения.
Так же если глянуть на график теста с частицей электрона можно тогда предположить, что тахион стремиться к скорости света, как такая гипотеза?
Итог
Мы пытались рассчитать тахион с разными методами, но пришли к выводу, что он либо не может существовать в нашем пространстве, либо требует радикально другой системы отсчёта. Возможно, мы вообще смотрим не туда.
А что думаете вы? Может, у кого-то есть идеи, как можно обнаружить тахионы в реальности? Делитесь в комментариях!