Концепцията за пътуване във времето винаги е завладяла въображението както на физиците, така и на обикновените хора. Но възможно ли е наистина? Разбира се, че е. Правим го в момента, нали? Всички пътуваме в бъдещето една секунда.
Но не това си мислехте. Можем ли да пътуваме много по-далеч в бъдещето? Абсолютно. Ако можехме да пътуваме близо до скоростта на светлината или в близост до черна дупка, времето би се забавило, което ни позволява да пътуваме произволно далече в бъдещето. Наистина интересният въпрос е дали можем да пътуваме назад в миналото.
Гаурав Хана: Аз съм професор по физика в Университета на Масачузетс, Дартмут, и за първи път чух за понятието пътуване във времето, когато бях на 7, от епизод от 1980 г. на класическия телевизионен сериал на Карл Сейгън, „ Космос “. Точно тогава реших, че някой ден ще продължа задълбочено изследване на теорията, която е в основата на такива творчески и забележителни идеи: относителността на Айнщайн. Двадесет години по-късно получих докторска степен. в областта и оттогава са активен изследовател в теорията.
Един от моите докторанти публикува статия през 2018 г. в списанието Classical and Quantum Gravity, която описва как да се изгради машина на времето, използвайки много проста конструкция.
Затворени времеподобни криви
Общата теория на относителността на Айнщайн допуска възможността за изкривяване на времето до такава висока степен, че то действително да се сгъва върху себе си, което води до времеви цикъл. Представете си, че пътувате по този контур; това означава, че в един момент ще се окажете в момент в миналото и ще започнете да изпитвате същите моменти оттогава, отначало – малко като дежавю, само че не бихте го осъзнали. Такива конструкции често се наричат „затворени времевоподобни криви“ или CTC в изследователската литература и популярно наричани „машини на времето“. Машините на времето са страничен продукт на ефективни схеми за пътуване по-бързо от светлината и разбирането им може да подобри разбирането ни за това как работи Вселената.
Тук виждаме времеви цикъл. Зеленото показва краткия път през червейната дупка. Червеното показва дългия път през нормалното пространство. Тъй като времето за пътуване по зелената пътека може да бъде много малко в сравнение с червената, дупката на червея може да позволи възможността за пътуване във времето. Panzi , CC BY-SA
През последните няколко десетилетия известни физици като Кип Торн и Стивън Хокинг направиха основополагаща работа върху модели, свързани с машини на времето
Общият извод, който излезе от предишни изследвания, включително тези на Торн и Хокинг, е, че природата забранява примките във времето. Това може би е най-добре обяснено в „ Хронологията за защита на предположенията “ на Хокинг, която по същество казва, че природата не позволява промени в своята минала история, като по този начин ни спестява от парадоксите, които могат да се появят, ако пътуването във времето беше възможно.
Може би най-известният сред тези парадокси, които се появяват поради пътуване във времето в миналото, е така нареченият „парадокс на дядото“, при който пътник се връща в миналото и убива собствения си дядо. Това променя хода на историята по начин, при който възниква противоречие: пътникът никога не е бил роден и следователно не може да съществува. Има много филмови и новели сюжети, базирани на парадоксите, които са резултат от пътуването във времето – може би някои от най-популярните са филмите „ Завръщане в бъдещето “ и „ Денят на мармока“ .
Екзотична материя
В зависимост от детайлите, различни физически явления могат да се намесят, за да предотвратят развитието на затворени времеви криви във физическите системи. Най-често срещаното е изискването за определен тип „екзотична“ материя, която трябва да присъства, за да съществува времеви цикъл. Обширно казано, екзотичната материя е материя с отрицателна маса. Проблемът е, че отрицателната маса не съществува в природата.
Каролайн Малари, докторант в Университета на Масачузетс Дартмут, публикува нов модел за машина на времето в списанието Classical & Quantum Gravity . Този нов модел не изисква екзотичен материал с отрицателна маса и предлага много опростен дизайн.
Моделът на Малари се състои от две супер дълги коли – изградени от материал, който не е екзотичен и имат положителна маса – паркирани успоредно. Едната кола се движи бързо напред, оставяйки другата паркирана. Малари успя да покаже, че при такава настройка може да се намери времеви цикъл в пространството между колите.
Тази анимация показва как работи времевият цикъл на Малари. Когато космическият кораб навлезе във времевия цикъл, се появява и неговото бъдещо аз и може да се проследят позициите и на двамата във всеки един момент след това. Тази анимация е от гледна точка на външен наблюдател, който наблюдава как космическият кораб влиза и излиза от времевия цикъл.
Така че можете ли да построите това в задния си двор?
Ако подозирате, че има уловка, вие сте прави. Моделът на Малари изисква центъра на всяка кола да има безкрайна плътност. Това означава, че те съдържат обекти – наречени сингулярности – с безкрайна плътност, температура и налягане. Освен това, за разлика от сингулярностите, които присъстват във вътрешността на черните дупки, което ги прави напълно недостъпни отвън, сингулярностите в модела на Малари са напълно голи и наблюдаеми и следователно имат истински физически ефекти.
Физиците също не очакват подобни особени обекти да съществуват в природата. Така че, за съжаление машина на времето няма да бъде налична скоро. Въпреки това, тази работа показва, че физиците може да трябва да прецизират идеите си за това защо затворените времеви криви са забранени.
Автор: Гаурав Хана (Gaurav Khanna), професор по физика, Университет в Масачузетс Дартмут
Тази статия е публикувана от The Conversation под лиценз Creative Commons. Прочетете оригиналната статия.
