Laikas nuo laiko tai astronomai, tai optikos mokslo specialistai praneša pasauliui apie kokį nors savo eksperimentą, kuriame arba šviesa nukeliauja atstumą greičiau nei reiktų, arba kokios kitos dalelės mus pasiekia greičiau nei šviesa. Kartais tą elgesį paaiškina banali eksperimento klaida arba matavimo netikslumai, tačiau vis atsiranda tokių pavyzdžių, kur mokslininkai pasimeta savo spėjimuose.
Vienas iš tokių pavyzdžių yra Tarantulo Ūke esančios supernovos 1987A sprogimas, kuris buvo vienas skaisčiausių tokių reiškinių per paskutinius 400 metus. 1987 metų vasario 23 dieną, viso pasaulio astronomai galėjo stebėti šį didingą įvykį. Sprogimas buvo nuodugniai išnagrinėtas visuose elektromagnetinių bangų ruožuose – nuo kietų gama spindulių iki radijo bangų. Sąlygos stebėti supernovą buvo idealios – jos galaktika (Didysis Magelano Debesis) gana sėkmingai išsidėsčiusi mūsų danguje, o ankstyvesnių matavimų dėka atstumas iki supernovos buvo žinomas.
Anuomet supernova 1987A buvo antras istorijoje objektas, kurį astronomai stebėjo ir su neutrinų jutikliais. Didžiai astronomų nuostabai, pirmi sureagavo neutrino detektoriai Monblane, nors paprasti teleskopai šviesos dar neregistravo. Po 4,7 valandų sureagavo neutrinų jutiklis „Kamiokande II“ Japonijoje. Tik praėjus 7,7 valandos po pirmo neutrino pliūpsnio, mokslininkų teleskopai pradėjo reaguoti į šviesą!
Skaitytojui verta prisimint pirmų klasių gamtos pažinimo pamokėles, kur mokytojas rodė, kaip šviesa lūžta pereidama iš oro į vandenį. Vanduo yra tankesnis šviesai, arba vandens šviesos lūžio rodiklis yra didesnis negu oro. Vanduo yra tankesnis ir elektros laukui – elektrinis laukas greičiau slopsta vandenyje negu ore. Taip atsitinka dėl taip vadinamos medžiagos poliarizacijos.
Kas yra poliarizacija? Ūkiškai galima paaiškint gana paprastai. Įsivaizduokite, kad nusiplovėte galvą ir rankšluosčiu nusišluostėte plaukus (jei plaukų neturite, prisiminkite laikus, kuomet turėjote). Pasižiūrėjus į veidrodį vaizdelis galvoje ne koks – pasišiaušę plaukai atrodo lyg „sprogimas makaronų fabrike“. Bet užtenka paimt į rankas šukas ir galva, galima sakyti, tampa panaši į padoraus bei tvarkingo žmogaus galvą. Sveikinu! Jus ką tik paėmėte „poliarizatorių“ – šukas – ir „poliarizavote“ savo plaukus. Panašiai elgiasi ir vandens molekulės, kuomet netoli jų atsiranda elektros krūvis. Vienas vandens molekulės „galiukas“ yra nestipriai teigiamas, kitas „galiukas“ yra truputėlį neigiamas, todėl molekulės elgiasi kaip pagaliukai, kurie visi gražiai išsirikiuoja palei linijas nukreiptas link elektros krūvio. Šios molekulės „paslepia“, ekranuoja nuo toliau esančių kitų molekulių elektros krūvį, todėl Kulono dėsnyje atsiranda vardiklyje medžiagos dielektrinė konstanta, o elektros laukas slopsta greičiau nei vakuume.
Niekada nesusimastėte, ką reiškia didesnis už vienetą lūžio rodiklis? Vandens lūžio rodiklis yra 1,33, o stiklo n=1,5. Tai reiškia, kad šviesa vandenyje sklinda ketvirtadaliu, o stikle trečdaliu lėčiau negu kosmose! Kas gi atsitinka? Mes žinome, kad pačios molekulės yra ganėtinai mažos, o milžinišką erdvės dalį atomo branduolyje užima tuštuma. Visai kaip mūsų Saulės sistemoje, kur apie Saulę skrieja mažytės planetos. Kodėl gi šviesa vandenyje skrieja lėčiau? Reikalas tas, kad šviesa sąveikauja su vandens molekulėmis. Šviesos fotonas yra sugeriamas molekulės, kur jis sužadina elektroną ir trumpam dingsta. Po kiek laiko molekulėje elektronas grįžta į nesužadintą lygmenį, o molekulė tą patį fotoną išspinduliuoja ir jis skrieja toliau. Kuo lėčiau šviesa skrieja per medžiagą, tuo ilgesniam laikui fotonas „dingsta“. Jei medžiagos lūžio rodiklis yra penki, tai reiškia, kad net 80 procentų viso kelionės laiko fotonas yra „dingęs” molekulėje!
Viskas panašiai ir kvantiniame vakuume, tik energija skolinama ne „kvantinei” naminukei gaminti, o virtualioms dalelėms atsirasti. Virtualios dalelės – tai tokios dalelių poros, kuriose visada yra dalelė ir antidalelė: elektronas ir pozitronas, protonas ir antiprotonas, kvarkas ir antikvarkas. Šių dalelių pora turi savo masę. Jei pamenate, Albertas Einsteinas pirmas susiejo masę ir energiją. Kuo didesnė virtualių dalelių masė, tuo trumpesniam laikui jos atsiranda iš niekur.
Tokia virtualių dalelių pora kažkuo primena vandens molekulę, kadangi vienas jos „galas” turi teigiamą krūvį, o kitas – neigiamą. Ar jau matote panašumą? Taip, taip! Tos virtualios dalelės gali poliarizuotis, kuomet šalia jų atsiranda realus elektros krūvis! Būtent jos paaiškina vakuumo dielektrinės ir magnetinės konstantų dydžius!
Kažkas panašaus vyksta ir tada, kai supernovos šviesa keliauja mūsų link per Visatą. Dėl Galaktikos gravitacijos fotonui dingus, o dviems virtualioms dalelėms atsiradus, stiprus Galaktikos traukos laukas užlaiko virtualias dalelės. Jos pasiskolina sau būtiną energiją vos vos ilgesniam laikui, negu būtų pasiskolinusios nesant gravitacinei traukai. Dėl šios priežasties jos anihiliuoja truputį vėliau nei turėtų ir taip susidaro labai mažas skirtumas šviesos greityje, su kurio nuo supernovos mūsų link skrieja šviesa.
Kaip matote, skirtingai nei mes pratę galvoti, kitaip negu mus mokė mokykloje ir universitete, net vakuume šviesa gali skrieti lėčiau, nei ji turėtų.