Žinoma, kad šiuolaikiniai astronautai tai jau daro. Tiesa, kol kas jie keliauja tik į ateitį. Ir sekundės akimirkai. Bet kas žino - galbūt vieną dieną galėsime išskristi ilgus metus ar net šimtmečius į priekį arba, atvirkščiai, paglostyti mūsų penkerių metų senelio priešakį? Bet pradėkime tvarka.
- „Salik.biz“
Sustokite akimirkai
Laikas skirtingai skrieja tuščioje kosmoso erdvėje ir Žemėje. Tai žino kiekvienas studentas. Kuo stipresnis objekto sunkumas, tuo lėčiau jo laikas teka šalia. Taip yra dėl to, kad gravitacija iškraipo keturių matmenų erdvės-laiko „audinį“. Kita vertus, Einšteinas parodė, kad kuo didesnis greitis, tuo didesnė masė. Todėl visiems objektams, judantiems labai dideliu greičiu, laikas taip pat sulėtėja. ISS greitis viršija 27 tūkstančius km / h. Pavyzdžiui, Rusijos kosmonautas Sergejus Krikalevas orbitoje praleido iš viso 803 dienas, 9 valandas ir 39 minutes. Taigi jis gyvena laiku, 1/50 sekundės priekyje.
Laiko mašina
Reliatyvumo teorija sako, kad gali būti sukurta laiko mašina, nukelianti mus į ateitį. Jūs įvesite jį, palaukite. Išeik ir sužinok, kad Žemėje praėjo šimtmečiai. Tam dar nėra technologijos, tačiau mokslas žino, kad tai įmanoma.
Tačiau tam jūs turite paspartinti greitį, artimą šviesos greičiui. Ar kažin, ar laiko mašina yra ne kas kitas kaip erdvėlaivis, nes, remiantis bendrąja reliatyvumo teorija, laikas ir erdvė yra neatsiejamai susijusios (klausimas, kaip, įsibėgėjant tokiam pasiutęs greičiui, nepažeisti savo kūno ir paties laivo?, dar ne). Bet ar žmogus, nuvykęs į tokią kelionę, gali sugrįžti į praeitį?
Reklaminis vaizdo įrašas:
Pirmosios užuominos, kad fizikos dėsniai leidžia žmonėms keliauti į praeitį, atsirado 1949 m., Kai matematikas Kurtas Gödelis rado naują Einšteino lygčių sprendimą, o iš tikrųjų - naują erdvės-laiko struktūrą, kuri yra gana priimtina bendrojo reliatyvumo požiūriu. Tačiau, remiantis Gödelio lygtimis, Visata turėtų suktis kaip visuma, o ne plėstis pagreičiu - o tai, kaip paaiškėjo nuo to laiko, neatitinka tikrovės.
Pastaraisiais metais mokslininkai pasiūlė kitas galimo laiko kelionės galimybes - erdvės-laiko kreivę. Tačiau mikrobangų fono analizė ir kiti duomenys rodo, kad Visata niekada nebuvo pakankamai susukta, kad tokia kelionė būtų įmanoma. Tačiau yra ir sprendimo.
Kokia praeitis?
Remiantis bendruoju reliatyvumu, visiems stebėtojams yra ne tik viena universali laiko matavimo priemonė, bet ir tam tikromis aplinkybėmis nereikia net stebėtojų susitarti dėl vienos tam tikrų įvykių sekos. Tarkime, kad laikas „Alfa Centauri“juda tokiu pat greičiu kaip ir Žemėje (planeta, kurioje gyvena ateiviai, turi tą pačią masę ir juda tuo pačiu greičiu). 2014 m. Įvyko Sočio olimpinės žaidynės. Taip pat tarkime, kad tarpplanetinio šachmatų turnyro „Alfa Kentauri“atidarymas įvyks 2015 m. Kuris įvykis įvyko anksčiau?
Žemininkų požiūriu - olimpinės žaidynės. „Kentauro“požiūriu - turnyras. Galų gale, šviesa nuo Žemės iki Alfa Kentauro užtruks ketverius metus. Judėdami greičiau nei šviesa, galėtumėte nuvykti į olimpines žaidynes ir nuskristi į turnyrą, o tada vėl grįžti į žemę … prieš olimpines žaidynes. Natūralu, kad teoriškai - jei rasite būdą keliauti greičiau nei šviesos greitis.
Manoma, kad judėti greičiau nei šviesos greičiu, remiantis reliatyvumo teorija, yra neįmanoma. Artėjant prie „šviesos barjero“, objekto pagreičiui reikia vis daugiau energijos. Vienu metu - pasiekus teorinį šviesos greitį - prireiks begalinio kiekio. Be to, kūnas, kuris pasiektų tokį greitį, turi įgyti begalinę masę.
Kirmėlės
Čia yra įmanomas žiedinės sankryžos manevras. Tai slypi galimybėje deformuoti erdvės laiką. Pavyzdžiui, kad buvo atidarytas trumpas kelias nuo olimpinių žaidynių iki šachmatų turnyro. Nejudėsite greičiau nei šviesos greitis - bet jūs greičiau keliausite erdvėje.
1935 m. Albertas Einšteinas ir Nathanas Rosenas parašė dokumentą, kuriame jie teigė, kad bendras reliatyvumas leidžia egzistuoti tokiems erdvės laiko tiltams, lankams - „sliekinėms skylėms“.
Einšteino-Roseno tiltai, vadinamieji „kirmgraužos“
Alamy
Norint išlaikyti slieko angos vientisumą, reikia milžiniškos energijos, o teorija prognozuoja, kad jie negali ilgai veikti, kad pro juos galėtų praeiti erdvėlaivis ar kitas makroskopinis objektas. Toks tiltas gali „sugriūti“, o laivas dings kažkur išskirtinumo.
Tiesa, mokslininkai pripažįsta mintį, kad techniškai pažengusi civilizacija galėtų išlaikyti tokią skylę tinkamu metu atidarytą. Tačiau kaip tai pasiekti, vis dar neaišku.
Čia verta pasakyti, kad visos materijos, prie kurių esame pripratę, turi teigiamą energijos tankį, o tai suteikia erdvės metu teigiamą kreivę, primenančią sferą. O erdvės-laiko deformacijai, kuri leistų mums keliauti į praeitį, mums reikalinga materija, turinti neigiamą kreivumą - tai yra, su neigiamu energijos tankiu. Kvantinė mechanika, kaip žinote, leidžia egzistuoti tokiam neigiamam energijos tankiui (su sąlyga, kad šis „negatyvas“bus kompensuojamas „pozityvumu“kitose srityse), ir suteikia teorinę galimybę deformuoti erdvės laiką.
Tai nėra lengva įsivaizduoti. Norėdami tai padaryti, astrofizikai dažnai naudojasi kalvos pavyzdžiu. Iškasę didelę skylę ir išmesdami iš jos nešvarumus ant skylės krašto, jūs turėsite ne tik skylę, bet ir kalvą. Šiuo atveju kalva bus šios teigiamos energijos metafora, o duobė bus neigiama.
Juodosios skylės ir dar daugiau
Mokslininkai atsargiai siūlo manyti, kad juodosios skylės gali būti tam tikri kirminų analogai. Esmė ta, kad bo? Didžioji erdvės laiko dalis yra beveik lygi. Jis smarkiai deformuojasi tik juodosiose skylėse. Juodoji skylė iškreipia erdvės laiką aplink save tiek, kad sudaro savotišką „piltuvėlį“, kūgio formos „skylę“.
Tiesioginėje juodosios skylės vietoje gravitacija yra tokia didžiulė, kad erdvės laikas joje iš tikrųjų nustoja egzistuoti arba yra taip iškreiptas, kad laikas praktiškai sustoja. Be to, kai kurios juodosios skylės sukasi beveik šviesos greičiu. Dėl to erdvės laikas „susimeta“į skylę, praktiškai į „vamzdį“. Galbūt, įsiskverbę į juodąją skylę, galėtume praeiti pro siaurą tunelį ir atsidurti … praeityje, arba, pavyzdžiui, kitoje visatoje?
Garsiausias mūsų laikų teorinis fizikas Stephenas Hawkingas yra tikras, kad tai neįmanoma. Net jei erdvėlaivis kažkokiu neįtikėtinu būdu (nepaisydamas didžiulės gravitacijos poveikio) nesugeba patekti į patį juodosios skylės centrą, jis pasibaigs išskirtinumu ir tiesiog nustos egzistavęs.
Tačiau daugelis kitų mokslininkų mano, kad atsidūrę juodojoje skylėje, tam tikromis sąlygomis, vis tiek galite išgyventi ir net ieškoti būdų, kaip tai padaryti. Žinoma, jis atrodo ekscentriškas. Tačiau mokslo istorija žino daugybę pavyzdžių, kai tokie ekscentrikai sugalvojo lėktuvą ar leidosi į mėnulį.
Juodoji skylė vienaragio žvaigždyne ir jo palydove B (e) žvaigždutėje, kaip matė menininkas
ESA
Prinstono universiteto astrofizikos profesorius Richardas Gottas yra laiko kelionių entuziastas. Jis sukuria savo teorinį projektą apie laiko mašiną ir net teigia radęs sprendimą kelionei į praeitį. Po kai kurių astrofizikų, Gotas mano, kad natūrali laiko mašina yra greitai besisukančios juodosios skylės centras. Bet jis taip pat supranta, koks nepatikimas gali būti toks „transportas“.
Tačiau Gotas rado galimą mažiau pavojingą juodosios skylės centro analogą - reiškinį, vadinamą kosminėmis stygomis. Kosminės stygos yra hipotetiškai egzistuojančios erdvės laiko raukšlės, plonos energijos gijos, likusios nuo Didžiojo sprogimo. Jų plotis yra mažesnis nei atominio branduolio, tačiau jie turi fenomenalų tankį. Tokia styga, tik 1 m ilgio, turėtų daugiau gravitacijos nei visa Žemė ir sukurtų didžiulį kreivumą. Gotas atrado, kad tokių greitai judančių stygų sąveika gali sukelti natūralią laiko mašiną.
Gotto skaičiavimai dar nepatvirtino stebėjimų, tačiau mokslininkas bando įrodyti, kad šios stygos egzistuoja. Tačiau net jis sako, kad beveik neįmanoma rasti dviejų tokių stygų, kurios praeitų viena prieš kitą. Todėl Gotas atkreipia dėmesį į kitą teorinę struktūrą, į kosminius žiedus, kurie galėtų sudaryti uždaras stygas. Nepaisant jų egzistavimo įrodymų, Gotto teorijoje nėra tiesioginių klaidų. Be to, tokio „žiedo“viduje vėl bus … juodoji skylė. Ir apskritai, norint suvaldyti tokią grandiozinę gravitaciją, reikės ištisų galaktikų energijos išteklių.
„Galaxy M83“. Juodoji skylė, rasta galaktikoje M 83, aplenkė teorinę ryškumo ribą ir paneigia faktą, kad Eddingtono riba yra pagrindinis gamtos dėsnis
NASA
Negalite atsilikti praeityje
Bet ar kvantinė teorija leidžia keliauti laiku pagal mūsų - makroskopinę - skalę? Stephenas Hawkingas sako, kad tai daro iš pirmo žvilgsnio. Tai įrodo Feynmano integralai per trajektorijas (Feynmano integralų esmė ta, kad jie pakeičia unikalios, tik įmanomos bet kurios elementariosios dalelės trajektorijos apibrėžimą bendra begalinio jo judesio trajektorijų aibės suma). Galų gale, jie apima visus įmanomus scenarijus, todėl leidžia egzistuoti tokiam erdvės laiko iškraipymui, kuris yra būtinas kelionei į praeitį. Todėl negalima sakyti, kad tokios kelionės iš principo yra neįmanomos.
Sunkiosios dalelės, kurios pagreitėja susidūrus Europos branduolinių tyrimų centrui (CERN) arba Nacionalinei laboratorijai. „Fermi“JAV pasiekia greitį, lygų 99,99% šviesos greičio. Tačiau nesvarbu, kiek padidinsite įrengimo galią, nebus galima viršyti šviesos barjero.
Ei, svečiai iš ateities
Bet jei taip, kodėl dar nebuvo aplankę ateities svečiai? Populiarus požiūris yra tai, kad ateities civilizacija yra tokia „pažengusi“, kad laiko netinkamą atskleisti laiko kelionių paslaptį tokioms nepagrįstoms būtybėms kaip mes. O kas, jei entuziastingas šiuolaikinis nori grįžti atgal į laiką ir atskleisti naciams atominės bombos paslaptį?..
Tokia kitokia istorija
Gali paaiškėti, kad istorija yra griežtai fiksuota įvykių grandinė, taigi, net jei grįšite į praeitį, būsite pasmerkti daryti tą patį, ką darėte anksčiau. Priešingu atveju, grįždami į savo ateitį, galite net pastebėti, kad jūs … paprasčiausiai neegzistuojate, arba jūsų artimieji neegzistuoja, arba nėra šalies, kurioje gyvenate ir t.t. Panaši drama gerai aprašyta garsiojoje Ray Bradbury „Ir griaustinis griaustinis“fantastinėje istorijoje, kurios pagrindinis veikėjas, žengdamas į praeitį, netyčia sutraiškė drugelį - liberalas yra diktatorius. Gamtos moksluose šis terminas vadinamas drugelio efektu:mažas poveikis chaotiškai sistemai gali sukelti didelių ir nenuspėjamų padarinių kitur ir skirtingu metu.
Kitas galimas būdas išspręsti laiko kelionių paradoksus gali būti apibūdinamas kaip alternatyvios istorijos hipotezė. Kai laiko keliautojai grįžta į praeitį, jie atsiduria alternatyviose istorijose, kurios skiriasi nuo žinomų. Daugybė mokslininkų šiandien kalba apie galimą daugialypės terpės egzistavimą, į kurią gali būti įtraukti visi šie - ir begalinis skaičius kitų - praeities variantai, išsišakoję begaliniame pasaulyje.
Iš pirmo žvilgsnio ši hipotezė primena Feynmano kvantines mechanines lygtis. Tačiau tarp jų yra ir neišsprendžiamų prieštaravimų. Feynmano integraluose kiekviena trajektorija visiškai apima erdvės-laiko ir visa, kas joje yra. Ir, kaip mes sužinojome, pagal tokį vaizdą raketa galėjo keliauti per išlenktą erdvės laiką net į praeitį. Bet pati raketa būtų likusi tame pačiame „savo“erdvės laike, taigi, toje pačioje istorijoje. Todėl Feynmano integralai verčiau pasisako už fiksuotos praeities hipotezę.
Šiuolaikinis mokslas abejoja galimybe keliauti į praeitį. Tačiau vis tiek nerekomenduojame ginčytis su kuo dėl šio rezultato: o kas, jei kažkas ginčijasi, iš anksto žinodamas apie ateitį?..
Olga Fadeeva