Cauzalitatea este relația dintre cauze și efecte. Se consideră a fi fundamentală pentru toate științele naturale, în special pentru fizică. Cauzalitatea este, de asemenea, un subiect studiat din perspectiva filosofiei și a statisticilor. Cauzalitatea înseamnă că un efect nu poate să apară dintr-o cauză care nu se află în conul luminii din spate (trecut) al acelui eveniment. În mod similar, o cauză nu poate avea un efect în afara conului său de lumină din față (viitor).
(Conul de lumină)
În diagramă, intervalul AB este „temporal”; adică există un cadru de referință în care evenimentele A și B apar în aceeași locație în spațiu, separate doar prin apariția la momente diferite. Dacă A precede B în acel cadru, atunci A precede B în toate cadrele. Este ipotetic posibil ca materia (sau informațiile) să călătorească de la A la B, astfel încât poate exista o relație de cauzalitate (cu A cauza și B efectul).
Intervalul AC din diagramă este „spațial”; adică există un cadru de referință în care evenimentele A și C apar simultan, separate doar în spațiu. Există, de asemenea, cadre în care A precede C (după cum se arată) și cadre în care C precede A. Dacă ar fi posibil ca o relație cauză-efect să existe între evenimentele A și C, ar rezulta paradoxuri de cauzalitate. De exemplu, dacă A ar fi cauza și C efectul, atunci ar exista cadre de referință în care efectul precede cauza. Deși acest lucru nu va da naștere la un paradox, se poate arăta că pot fi trimise înapoi în propriul trecut semnale mai repede decât lumina. Un paradox cauzal poate fi apoi construit prin trimiterea semnalului dacă și numai dacă nu a fost recepționat nici un semnal anterior.
În consecință, dacă se menține cauzalitatea, una dintre consecințele relativității speciale este aceea că niciun semnal de informație sau un obiect material nu poate călători mai repede decât lumina în vid. Cu toate acestea, unele „lucruri” se pot mișca mai repede decât lumina. De exemplu, locația în care fasciculul unui proiector atinge partea de jos a unui nor se poate mișca mai repede decât lumina atunci când proiectorul se rotește rapid.
Chiar și fără considerente de cauzalitate, există și alte motive puternice pentru care călătoria mai rapidă decât lumina este interzisă de relativitatea specială. De exemplu, dacă o forță constantă este aplicată unui obiect pentru o perioadă nelimitată de timp, atunci forța F = dp/dt dă un impuls care crește fără limite, dar aceasta este doar pentru că p = mγv se apropie de infinit atunci când v se apropie de c. Pentru un observator care nu accelerează, pare că inerția obiectului crește, astfel încât să producă o accelerație mai mică ca răspuns la aceeași forță. Acest comportament este observat în acceleratoarele de particule, unde fiecare particulă încărcată este accelerată de forța electromagnetică.
Lasă un răspuns