Ingenting kan bevege seg raskere enn lyset. Det er en av hjørnesteinene i Einsteins spesielle relativitetsteori.
Et team av teoretiske fysikere ved universitetet i Warszawa i Polen og universitetet i Oxford i England flytter nå grensene for relativitetsteorien ved å skape det de kaller en forlengelse av Einsteins teori.
De har nemlig regnet ut at en partikkel kan bevege seg raskere enn lyset hvis den beveger seg i en romtid med tre tidsdimensjoner og én romdimensjon.
Dette skjer uten å bryte med Einsteins prinsipper, skriver fysikerne i en forskningsartikkel i tidsskriftet Classical and Quantum Gravity.
Tre tider, én romdimensjon
Hvis vi hadde beveget oss med lysets hastighet, 300 000 kilometer per sekund i vakuum, ville tiden stå stille.
Og skulle vi i teorien bevege oss raskere enn lyset, ville tiden begynne å gå baklengs, ifølge relativitetsteorien.
Det er hvis vi beveger oss i den firedimensjonale romtiden vi kjenner, med tre romdimensjoner og én tidsdimensjon.
Og nettopp romtid er det fysikerne har tuklet med.
For observatører av partikkelen som går raskere enn lyset, vil den se ut som en boble som beveger seg i flere retninger på en gang.
I stedet for den klassiske romtiden vi kjenner, har de regnet seg fram til en romtid som består av tre tidsdimensjoner og én romdimensjon.
For å få ligningen til å gå opp, gikk fysikerne til kvantemekanikken, som beskriver de minste delene i universet.
I kvantemekanikken arbeider man med noe som kalles superposisjon, og som gjør det mulig for en partikkel å eksistere i mer enn én av de mulige tilstandene sine samtidig.
Derfor kan en partikkel bevege seg langs mange baner på en gang – og i den nye romtiden i flere tider på en gang.
En boble i flere retninger
Ifølge fysikernes nye modell ville en superluminal partikkel – en som beveger seg raskere enn lyset – for oss se ut som en partikkel som utvider seg som en boble gjennom rommet, med bevegelse i flere retninger på en gang.
Partikkelen ville derimot «oppleve» tre tidsdimensjoner på en gang, og den ville eldes ulikt i hver av de tre dimensjonene, mens den bare beveger seg i én romdimensjon.
Samtidig ville lysets hastighet i vakuum fremdeles være konstant, selv for partikkelen som beveger seg raskere enn lyset.
Partikkelen vil aldri overskride lysets hastighet i romdimensjonen, men den kan gjøre det i tidsdimensjonene. Dermed er det ikke noe brudd med relativitetsteorien.
Fysikerne er imidlertid i tvil om det i det hele tatt er mulig å observere denne utvidede romtidsatferden.
Til gjengjeld mener de at teorien, i tillegg til å bygge bro mellom kvantefysikken og relativitetsteorien, kan hjelpe oss med å forstå Higgs-mekanismen, som gir partikler masse.