Cum de a crea o mașină a timpului

Este dificil, dar este posibil
Pol Deyvis

Mulți ani de călătorie în timp nu se încadrează în domeniul de aplicare al științei grave. Cu toate acestea, acest subiect a devenit ceva - ceva de genul unei clase secundare pentru fizicieni teoretice. Reflecții în călătoria în timp duce la o destul de amuzant și, în același timp, concluzii foarte profunde. De exemplu, esența unei teorii unificate a fizicii, bazat pe o înțelegere a relației dintre cauză și efect, va trebui să-și reconsidere în mod serios în cazul în care libera circulație a timpului, cel puțin în principiu, este posibil.

Conceptul cel mai cuprinzător de timp ne oferă teoria relativității a lui Einstein. Înainte de timpul său de apariție a fost considerată o universală și absolută, la fel pentru toată lumea, indiferent de un observator al stării sale fizice. În teoria sa specială a relativității, Einstein a speculat că valoarea intervalului de timp măsurat între două evenimente depinde de modul în care se mișcă observatorul. Cu alte cuvinte, doi observator care se deplasează în mod diferit, cu o lungime diferită a marca intervale între aceleași două evenimente.

fenomene similare sunt adesea denumite în continuare „paradoxul gemene“.

timpul efect de dilatare are loc ori de câte ori un observator care se mișcă una față de cealaltă. În viața de zi cu zi nu observăm distorsiunea timpului, așa cum apar ele numai la viteze apropiate de lumină. Chiar și viteza aeronavei este atât de scăzut încât dilatarea timpului unui zbor obișnuit de doar câteva nanosecunde. Inutil să mai spunem, scara nu este Wellsian. Cu toate acestea, ceasuri atomice sunt suficiente pentru a înregistra această schimbare de timp, și pentru a dovedi că în momentul în care mișcarea este extinsă corectă. Deci, de călătorie în viitor, chiar și în viitorul apropiat foarte - dovedit faptul.

Pentru a observa denaturare foarte vizibilă de timp, trebuie să privim dincolo de experiența de zi cu zi. În acceleratoare mari de particule elementare pot fi accelerate la viteze apropiate de viteza luminii. Unele dintre particule, cum ar fi muoni, au „ceasul intern“, pentru au un anumit timp de înjumătățire. Observațiile arată că, în conformitate cu teoria lui Einstein muonilor care călătoresc la un accelerator de mare viteză se dezintegrează încet. Pentru o experiență de observator fix distorsionări particule temporare și razele cosmice. Viteza de deplasare a acestor particule sunt atât de aproape de viteza luminii, care cu „punctul de vedere“ lor, ei traversează galaxia în câteva minute, în timp ce în cadrul de referință al Pământului este nevoie de zeci de mii de ani. Dacă nu ar fi manifestat dilatarea timpului, astfel de particule nu s-ar fi ajuns pe Pământ.

Viteza - o modalitate de a călători înapoi în viitor. Un alt mod - gravitația. In relativitatea generalizata, Einstein a arătat că gravitația încetinește timpul. Ceasul de pe acoperiș sunt un pic mai repede decât ceasul la subsol, care sunt situate mai aproape de centrul Pământului și, prin urmare, mai sunt afectate de câmpul gravitațional său. În mod similar, ceasul în spațiu sunt mai rapide decât pe Pământ. Abaterile observate sunt foarte mici, dar au fost fixate de ceas de mare precizie. Aceste distorsiuni de timp au fost luate în considerare în stabilirea unui sistem de poziționare globală (GPS), în caz contrar marinarii, șoferii de taxi și rachete de croazieră ar merge în mod constant pe căi greșite.

Până acum, a fost o mișcare în viitor. Și cum despre o călătorie în trecut? Aici, totul este mult mai complicat. In 1948, Kurt Gödel (Kurt Gaedel) a găsit o soluție pentru Einstein a formulat ecuațiile câmpului gravitațional care descrie un univers rotativ. Călătorie în spațiu acest univers, un astronaut poate ajunge la trecut. Acest lucru se întâmplă datorită influenței câmpului gravitațional asupra undei electromagnetice. Într-o astfel de lumină univers (și, prin urmare, o relație cauzală între obiectele) vor fi implicate în timpul unei mișcări de rotație, permite obiectelor materiale descriu traiectorii închise nu numai în spațiu, ci și în timp. Shrugging, soluția lui Gödel retrase din circuitul agricol ca un paradox matematic - în cele din urmă, nu există nici o dovadă că întregul nostru univers se învârte. Cu toate acestea, Gödel a obținut rezultate au arătat că teoria relativității nu exclude deplasarea înapoi, în timp. Mai mult decât atât, Einstein însuși a fost nedumerit de acest fapt.

Cea mai mare provocare la crearea unui tunel de mașină a timpului
Este gaura de vierme de construcție

Dar scenariul cel mai plauzibil de o mașină a timpului a apărut la mijlocul anilor '80. ultimul secol. Ea se bazează pe conceptul de tunel spațiu-timp.

În science fiction, găurile de vierme sunt adesea numite porți stelare; ele reprezintă calea cea mai scurtă dintre două puncte separate în spațiu larg. Mergând într-o gaură de vierme ipotetic, puteți în câteva momente din ea pe de cealaltă parte a galaxiei. Stargate se potrivesc într-adevăr în teoria generală a relativității, potrivit căreia gravitatea denaturează nu doar timp, ci și spațiu. Această teorie face posibilă o analogie cu drumul de by-pass și tunelul care leagă două puncte în spațiu. Matematicienii numesc un astfel de spațiu este conectat multiplica. La fel ca un tunel printr-o gamă de munte este de obicei de by-pass mai scurt și o gaură de vierme poate fi mai scurtă decât calea în spațiul normal.

Fantastic tunel de spațiu-timp este descrisă în romanul lui Karla Sagana „Contact“, care a fost publicat în 1985. Inspirat de Sagan, Kip S. Thorne (Kip S. Thorne) si colegii sai de la Institutul de Tehnologie din California, a decis să afle dacă ideea de poarta stelara legile fizicii moderne. Punctul de plecare al cercetării lor a fost presupunerea că gaura de vierme ar trebui să fie similară cu o gaură neagră fiind corpul cu o forță extraordinară de gravitate. Cu toate acestea, spre deosebire de o gaură neagră, care oferă du-te permanent nicăieri, trebuie să aibă nu poartă stelară numai de intrare, ci și de ieșire.

Pentru gaură de vierme a fost acceptabil, acesta trebuie să conțină cuvintele Thorne, materia exotica. Ar trebui să fie ceva care creează câmp antigravitațional și prevenind astfel conversia unei găuri negre masive în sistem sub propria masă gigantică. Sursa de anti-gravitație, sau repulsie gravitațională, poate fi o energie negativa. După cum știți, stările energetice negative, caracterizate prin unele sisteme cuantice. Acest lucru sugerează că existența materiei tornovskoy exotice nu contrazice legile fizicii. Cu toate acestea, încă necunoscute, ar fi posibil să se creeze o cantitate suficientă de substanță anti-gravitație pentru a stabiliza tunel.

Curând Thorne si colegii sai au dat seama că, dacă o gaură de vierme stabilă poate fi folosit ca o mașină a timpului: care trece printr-un tunel, poate fi nu doar un alt punct al universului, dar la un alt punct în timp - în trecut sau în viitor.

Pentru a se adapta tunelul de a călători în timp, aveți nevoie de unul dintre intrările sale remorcate suficient de aproape de suprafața unei stele neutronice. Stele Gravity lent timp aproape că intrarea tunel, astfel încât diferența de timp dintre cele două intrări vor acumula. Dacă ambele intrări sunt apoi plasate în locul potrivit al spațiului, diferența de timp va fi stabilită între ele.

Cea mai mare provocare la crearea unui tunel de timp a mașinii este de a construi o gaură de vierme. Poate că spațiul nostru este impregnat cu astfel de tuneluri de la momentul Big Bang-ului. În acest caz, o civilizație avansată ar putea folosi una dintre ele. Găurile de vierme pot apărea și la o scară microscopică și au dimensiuni de ordinul unui nucleu atomic. In principiu, un astfel de tunel poate fi stabilizată impuls de energie și apoi într-un fel întins până la dimensiuni acceptabile.

schimbare roșu este de 0,2

Intervalele de timp sunt majorate cu 20% (față de spațiu liber

Să presupunem că dificultățile de inginerie pot fi depășite. Apoi, crearea unei mașini de timp se deschide cutia Pandorei, care conține o mulțime de paradoxuri cauzale. Imaginați-vă un călător care se întoarce în timp și ucide mama sa, care în acel moment era o fetiță. Prostii, nu-i așa? Dacă fata moare, ea nu poate fi mama călător nostru. Dar dacă el nu a fost născut, atunci a ajuns înapoi în timp și a ucis mama ta?

Paradoxurile de acest fel apar de fiecare dată când un călător este încercarea de a face, în trecut, cu siguranță, nu poate fi schimbat. Cu toate acestea, acest lucru nu împiedică pe cineva să fie o parte din trecutul tău. Să presupunem că, o dată în trecut, călătorul salvează o tânără de crima, iar ea devine apoi mama lui. bucla cauzator în acest caz este auto-consistent și nu pare paradoxal. Astfel, consistența de cauzalitate ar putea impune restricții cu privire la acțiunile călătorului în timp și, în același timp, nu exclude călătoria în timp per se.

consecințele nenaturale de călătorie în timp au condus unele science-fiction abandoneze complet ideea. Stefan Hoking (Stephen W. Hawking) de la Universitatea Cambridge a prezentat „conjectura de protecție cronologia“, care interzice existența unei bucle de cauzalitate. Deoarece teoria relativității este cunoscută pentru a permite călătorie în trecut, apoi pentru a proteja istoria trebuie să existe un factor care interzice o astfel de călătorie. Ce ar putea fi un factor? Aceasta poate veni în ajutorul proceselor cuantice. Existența unei mașini a timpului ar permite particulelor să cadă în propriul lor trecut. Calculele au aratat ca are loc ca urmare a reacției în lanț va genera divergent val de energie care va distruge tunelul.

Cronologia de protecție este încă o ipoteză, astfel încât călătoria în timp nu poate fi încă considerată ca fiind imposibil. Probabil, soluția finală la această problemă va fi posibilă în cazul unei generalizare de succes a mecanicii cuantice și teoria gravitației folosind teoria corzilor și completările sale (așa-numita M-teorie). Este posibil ca acceleratoare de particule din generația următoare va fi capabil de a crea găuri de vierme subatomice, stabilitatea care ar fi suficient pentru a efectua cele mai apropiate particulele de bucle temporale rapide. Este doar un ecou vizual al Wellsian o mașină a timpului, care, cu toate acestea, se va schimba pentru totdeauna imaginea noastră a realității fizice.