Путешествие во времени

Путешествие во времени. Возможно ли?..

Как отмечали некоторые респонденты, мы постоянно путешествуем во времени – просто вперед, и все с одинаковой скоростью. Но если серьезно, то путешествия во времени-это больше, чем просто фантазия, как отметил Гэри т. Горовиц, профессор физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре:

– Может быть, это и удивительно, но вопрос оказывается очень тонким. Очевидно, что это не исключается нашими нынешними законами природы. Недавние исследования этого вопроса дали некоторые доказательства того, что ответ на него отрицательный, но пока еще не доказано, что он невозможен.”

Даже незначительная возможность путешествия во времени вызывает такое восхищение, что многие физики продолжают изучать не только то, возможно ли это, но и то, как это можно сделать.

Одним из ведущих исследователей в этой области являлся Уильям А. Хискок, профессор физики в Университете штата Монтана. Вот его мысли по этому поводу:

-А можно ли путешествовать во времени? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны немного конкретизировать, что мы подразумеваем под путешествием во времени. Если отбросить повседневное течение времени, то вопрос можно разделить на две части: возможно ли за короткое время (меньше, чем продолжительность человеческой жизни) совершить путешествие в далекое будущее? А можно ли путешествовать в прошлое?

Заработок в интернете без вложений

– Наше нынешнее понимание фундаментальной физики говорит нам, что ответ на первый вопрос-определенно да, а на второй-возможно.

“Механизм путешествия в далекое будущее заключается в использовании эффекта замедления времени специальной теории относительности, которая утверждает, что движущиеся часы тикают медленнее, чем ближе они приближаются к скорости света. Этот эффект, который был в подавляющем большинстве подтвержден экспериментальными испытаниями, применим ко всем типам часов, включая биологическое старение.

Путешествие во времени-1

“Если бы мы улетели с Земли на космическом корабле, который мог бы непрерывно ускоряться с удобной скоростью g (ускорение, которое производило бы силу, равную силе тяжести на поверхности Земли), мы бы начали приближаться к скорости света относительно Земли примерно через год. По мере того как корабль будет продолжать ускоряться, он будет все больше приближаться к скорости света, и его часы будут становиться все более медленными относительно Земли. При таких обстоятельствах круговое путешествие к центру нашей галактики и обратно на землю-расстояние около 60 000 световых лет-может быть завершено всего лишь за немногим более 40 лет корабельного времени. Вернувшись на Землю, астронавт был бы всего лишь на 40 лет старше, в то время как на Земле прошло бы 60 000 лет. (Заметьте, что никакого “парадокса близнецов” не существует, поскольку совершенно очевидно, что космический путешественник ощущал постоянное ускорение в течение 40 лет, в то время как гипотетический близнец, оставленный на космическом корабле, вращающемся вокруг Земли, не испытывал его.)

– Такое путешествие создало бы огромные инженерные проблемы: количество необходимой энергии, даже если предположить совершенное преобразование массы в энергию, больше, чем масса планеты. Но ничто в известных законах физики не помешало бы такому путешествию произойти.

“Путешествие во времени в прошлое, которое люди обычно подразумевают под путешествием во времени, является гораздо более неопределенным предложением. Существует множество решений уравнений Общей теории относительности Эйнштейна, которые позволяют человеку следовать временной шкале, которая приведет к тому, что он (или она) встретит себя, или свою бабушку, в более раннее время. Проблема заключается в том, чтобы решить, представляют ли эти решения ситуации, которые могут возникнуть в реальной Вселенной, или же они являются просто математическими странностями, несовместимыми с известной физикой. Ни один эксперимент или наблюдение никогда не указывали на то, что путешествия во времени происходят в нашей Вселенной. За последнее десятилетие физики-теоретики проделали большую работу, пытаясь определить, можно ли построить машину времени во вселенной, изначально лишенной путешествий во времени, другими словами, можно ли манипулировать материей и геометрией пространства-времени таким образом, чтобы создавать новые траектории, обращающиеся назад во времени.

Путешествие во времени-2

Как можно построить машину времени?. Самый простой способ, который в настоящее время обсуждается, -это взять червоточину (она же кротовая нора) – (туннель, соединяющий пространственно разделенные области пространства-времени) и придать одному устью червоточины существенную скорость относительно другого. Проход через червоточину позволил бы тогда путешествовать в прошлое.

– Легко сказать…но где же можно найти кротовую нору? Хотя теоретические свойства червоточин были широко изучены в течение последнего десятилетия, мало что известно о том, как сформировать макроскопическую червоточину, достаточно большую для человека или космического корабля, чтобы пройти через нее. Некоторые спекулятивные теории квантовой гравитации говорят нам, что пространство-время имеет сложную, похожую на пену структуру червоточин в мельчайших масштабах или в миллиард миллиардов раз меньше электрона. Некоторые физики считают, что можно захватить одну из этих поистине микроскопических червоточин и увеличить ее до приемлемого размера, но в настоящее время все эти идеи очень гипотетичны.

– Даже если бы у нас была червоточина, разве природа позволила бы нам превратить ее в машину времени? Стивен Хокинг сформулировал “гипотезу защиты хронологии”, которая утверждает, что законы природы препятствуют созданию машины времени. На данный момент, однако, это всего лишь предположение, не доказанное.

– Физики-теоретики изучали различные аспекты физики, чтобы определить, может ли этот закон защитить хронологию и запретить создание машины времени. Однако в ходе всех поисков был найден только один элемент физики, который может запретить использование червоточины для перемещения во времени. В 1982 году мы с Деборой А. Конковски из Военно-Морской академии США показали, что энергия в вакуумном состоянии безмассового квантованного поля (такого как фотон) будет расти без ограничений, поскольку включается машина времени, эффективно предотвращая ее использование.

Более поздние исследования Хокинга и Кипа С. Торна из Калифорнийского технологического института показал, что неясно, изменит ли растущая энергия геометрию пространства-времени достаточно быстро, чтобы остановить работу машины времени. Работа Цунефуми Танака из Университета штата Монтана и моя собственная, а также независимое исследование Дэвида Булвэра из Вашингтонского университета показали, что энергия в вакуумном состоянии поля, имеющего массу (например, электрона), не растет до бесконечных уровней; это открытие указывает на то, что может быть способ создать физику элементарных частиц, чтобы позволить машине времени работать.

“Возможно, самым большим сюрпризом работы последних десятилетий является то, что не очевидно, что законы физики запрещают путешествия во времени. Становится все более очевидным, что этот вопрос не может быть решен до тех пор, пока ученые не разработают адекватную теорию квантовой гравитации.”

Джон Л. Фридман с физического факультета Висконсинского университета в Милуоки также уделил этому вопросу большое внимание:

Путешествие во времени-3

“Специальная теория относительности подразумевает, что люди или часы в состоянии покоя (или не ускоряющиеся) стареют быстрее, чем партнеры, путешествующие туда и обратно, в которых человек меняет направление, чтобы вернуться. В мировых ускорителях частиц это предсказание проверяется ежедневно: частицы, движущиеся по кругу почти со скоростью света, распадаются медленнее, чем те, что находятся в состоянии покоя, и время распада согласуется с теорией о высокой точности измерений.

“В рамках специальной теории относительности тот факт, что частицы не могут двигаться быстрее света, не позволяет человеку вернуться после высокоскоростного путешествия во время, более раннее, чем время отправления. Однако как только гравитация включена, пространство-время искривляется, поэтому существуют решения уравнений Общей теории относительности, в которых частицы могут перемещаться по траекториям, возвращающим их в более ранние времена. Другие особенности геометрии, которые решают уравнения общей теории относительности, включают гравитационные линзы, гравитационные волны и черные дыры; драматический взрыв открытий в радио и рентгеновской астрономии за последние два десятилетия привел к наблюдениям гравитационных линз и гравитационных волн, а также к убедительным доказательствам существования гигантских черных дыр в центрах галактик и черных дыр звездного размера, возникающих в результате коллапса умирающих звезд. Но, по-видимому, не существует областей пространства-времени, которые позволяют путешествовать во времени, что ставит фундаментальный вопрос о том, что запрещает их если они действительно запрещены.

“Недавний сюрприз заключается в том, что можно обойти “парадокс дедушки”, идею о том, что логически непоследовательно, чтобы траектории частиц возвращались в более ранние времена, потому что, например, внучка может вернуться назад во времени, чтобы покончить со своим дедушкой. Для нескольких простых физических систем решения уравнений физики существуют для любого начального условия. В этих модельных системах всегда что-то вмешивается, чтобы предотвратить непоследовательность, аналогичную убийству своего деда.

Путешествие во времени-4

-Тогда почему же здесь нет машин времени? Два разных ответа согласуются с нашими знаниями. Первая заключается просто в том, что классическая теория имеет гораздо более широкий набор решений, чем правильная теория квантовой гравитации. Вполне вероятно, что причинная структура фундаментальным образом входит в квантовую гравитацию и что классические пространства-времени с временными петлями являются ложными, другими словами, что они не приближаются ни к одному из состояний полной теории. Второй возможный ответ дают результаты, получившие название Защита хронологии: предполагается, что квантовая гравитация допускает микроскопические структуры, нарушающие причинность, и показано, что характер макроскопической материи запрещает существование областей с макроскопически большими временными петлями. Для создания машины времени потребовалась бы отрицательная энергия, а квантовая механика, по-видимому, допускает только чрезвычайно малые области отрицательной энергии. А силы, необходимые для создания области обычного размера с временными петлями, по-видимому, чрезвычайно велики.

“Подводя итог: весьма вероятно, что законы физики исключают макроскопические машины времени, но возможно, что пространство-время заполнено микроскопическими временными петлями.

 


 

ред. shtorm777.ru