Скорость света: исчерпаны ли парадоксы?

Центральное положение теории относительности Эйнштейна (на которой покоится все здание современной физики и космологии) состоит в том, что скорость света в вакууме является предельной скоростью в нашем физическом мире, в нашей Вселенной. И вот эксперименты, как будто бы опровергающие эти утверждения. Где тут зарыта собака?

Каковы же эти эксперименты? Световой луч падает на зеркало, которое расщепляет его на два пучка. Они идут по параллельным путям, собираются на экране и взаимодействуют, так что на экране возникает система темных и светлых колец. Затем в одно “плечо” прибора (на одном из параллельных путей) ставится непрозрачный барьер, допускающий, однако, частичное проникновение света сквозь себя. Это явление называется “туннелированием”, или “туннельным эффектом” — световая частица словно бы проходит сквозь барьер по невидимому туннелю.

И что же оказывается? При введении в одно плечо прибора такого барьера прежняя картина на экране нарушается. Она становится такой, как будто луч, идущий сквозь барьер, движется быстрее, чем луч, идущий в вакууме. Вот вам и “свет, движущийся быстрее света”.

Эти эксперименты вызвали большой шум, особенно в ненаучных кругах. В кругах же научных эту шумиху оценили, как “много шума из ничего”. Почему?

А потому, что в действительности проходящий сквозь барьер поток света, или световой импульс представляет собой группу волн, или “волновой пакет”. У него есть пик, и вот он-то проходит сквозь барьер со “сверхсветовой скоростью”, — но теории относительности это нисколько не противоречит, потому что никакой информации — сигнала или взаимодействия — этот пик сам по себе не несет.

В самом деле, представьте, что вы передаете с помощью света какую-нибудь букву азбуки Морзе. Чтобы наблюдатель “за барьером” узнал, какая именно это буква, то есть принял осмысленный сигнал, нужно получить ВЕСЬ пакет, от его начала до конца, а не просто его пик. Скорость пика пакета, в сущности, не связана со скоростью волн, составляющих пакет, так же как скорость продвижения пробки, качающейся на проходящих под ней водяных волнах, не отражает скорость движения самих этих волн. Это понимали еще Эйнштейн и его современники. Один из создателей квантовой механики, Арнольд Зоммерфельд, говорил — и как раз по поводу таких экспериментов, — что ключевой вопрос в них состоит в том, чтобы определить, сколько времени занял приход СИГНАЛА, то есть волнового пакета в целом, ибо только это позволяет понять несомый им “смысл”. Как показывают расчеты, время распространения сигнала неизменно оказывается меньше скорости света в вакууме.