Hvad er hurtigere end lysets hastighed?

Hurtigere end lyset? En fortælling om misforståelser og kvantefysik

Spørgsmålet om noget kan bevæge sig hurtigere end lyset har fascineret og forvirret både forskere og fantasiforfattere i årtier. Det korte svar er: Ja, i visse meget specifikke og begrænsede sammenhænge, men nej, ikke på en måde, der bryder fysikkens grundlæggende love eller muliggør tidsrejser som i science fiction. Misforståelsen ligger i, hvad der rent faktisk bevæger sig “hurtigere” end lyset.

Einstein’s relativitetsteori fastslår, at lysets hastighed i vakuum (ca. 300.000 kilometer i sekundet) er en kosmisk hastighedsgrænse for information og energi. Intet med masse kan nå denne hastighed, da energien dertil krævet ville blive uendelig. Derfor kan vi ikke bygge et rumskib, der rejser hurtigere end lyset.

Men der findes fænomenet “superluminalitet”, hvor observationer tyder på, at noget bevæger sig tilsyneladende hurtigere end lyset. Disse observationer er dog ikke i strid med relativitetsteorien, da de handler om tilsyneladende hastighed, ikke reel hastighed. Lad os se på et par eksempler:

• Ekspansionen af universet: Universet udvider sig, og afstanden mellem fjerne galakser vokser. I ekstreme afstande sker denne udvidelse hurtigere end lysets hastighed. Men dette er ikke en bevægelse igennem rummet, men snarere en udvidelse af rummet selv. Ingen information bevæger sig hurtigere end lyset i denne proces.

• Fasehastighed: I visse medier, som fx visse typer krystalstrukturer, kan fasehastigheden af lys overstige lysets hastighed i vakuum. Fasehastigheden beskriver bevægelsen af en bølgekam – ikke selve informationen. Man kan ikke sende information hurtigere end lyset ved at udnytte fasehastigheden.

• Kvanteforvikling: To kvanteforbundne partikler, uanset afstanden mellem dem, kan øjeblikkeligt påvirke hinandens tilstand. Dette ser ud til at være øjeblikkelig kommunikation, altså hurtigere end lyset. Dog kan denne “øjeblikkelighed” ikke anvendes til at sende information. Det er ikke muligt at styre den ene partikels tilstand for at sende et signal til den anden.

Kort sagt: Mens man kan observere fænomen, der ser ud til at overskride lysets hastighed, betyder det ikke, at information eller energi rent faktisk bevæger sig hurtigere end lysets hastighed i vakuum. Relativitetsteorien forbliver intakt, og drømmen om at rejse hurtigere end lyset for at nå andre stjernesystemer forbliver netop det – en drøm. Men den fascinerende verden af kvantefysik fortsætter med at give os nye og uventede resultater, der udfordrer vores forståelse af tid og rum.