Ingenting kan röra sig snabbare än ljusets hastighet. Det är en av hörnstenarna i Einsteins speciella relativitetsteori.
En grupp teoretiska fysiker från Warszawas universitet i Polen och Oxforduniversitetet i England tänjer nu på relativitetsteoriens gränser genom att skapa vad de själva kallar en förlängning av Einsteins teori.
De har alltså närmare bestämt räknat ut att en partikel kan röra sig snabbare än ljuset om den rör sig i en rumtid med tre tidsdimensioner, men bara en rumdimension.
Det sker dessutom utan att bryta med Einsteins principer, skriver fysikerna i en forskningsartikel i tidskriften Classical and Quantum Gravity.
Tre tider, en rumdimension
Om vi teoretiskt sett rör oss med ljusets hastighet på 300 000 kilometer per sekund i ett vakuum, så skulle tiden stå stilla.
Och om vi i teorin skulle röra oss snabbare än ljuset skulle tiden börja gå baklänges enligt den speciella relativitetsteorin.
Det vill säga att vi rör oss i den fyrdimensionella rumtid vi känner till, med tre rumdimensioner och en tidsdimension.
Och det är just rumtiden fysikerna har experimenterat med.
Den partikel som överskrider ljusets hastighet kommer att se ut som en bubbla som rör sig i flera riktningar samtidigt.
I stället för den klassiska rumtid vi känner till, så har de räknat sig fram till en rumtid som består av tre tidsdimensioner och en enda rumdimension.
För att få ekvationen att fungera vände sig fysikerna till kvantmekaniken, som beskriver de minsta delarna av universum.
Inom kvantmekaniken arbetar man med något som kallas superposition, vilken gör det möjligt för en partikel att existera i mer än ett av sina teoretiskt möjliga tillstånd samtidigt.
Därför kan en partikel röra sig längs många banor på samma gång – och i den nya rumtiden flera gånger samtidigt.
En bubbla i flera riktningar
För oss utifrån skulle en superluminal partikel (det vill säga en partikel snabbare än ljuset) likna en partikel som expanderar likt en bubbla i en rörelse åt flera håll samtidigt, enligt forskarnas nya modell.
Omvänt skulle partikeln ”genomleva” tre tidsdimensioner på en gång, och den skulle åldras olika i var och en av de tre dimensionerna, medan den bara rör sig i en rumdimension.
Samtidigt skulle ljusets hastighet i ett vakuum förbli konstant, även för partikeln som rör sig fortare än ljuset.
Partikeln kommer aldrig att överstiga ljusets hastighet i rumdimensionen, men den kommer att kunna göra i tid. Därmed upprätthålls den speciella relativitetsteorin.
Men fysikerna tvivlar på om det ens är möjligt att observera detta förlängda rum-tidsbeteende.
Däremot tror de att teorin, förutom att bygga en bro mellan kvantfysiken och den speciella relativitetsteorin, kan hjälpa till att förstå Higgsmekanismen som ger partiklar massa.