Prečo Cestovanie v čase môže byť podľa fyziky viac možné, ako si myslíte

Pojem cestovanie v čase vždy zachytil predstavivosť fyzikov a laikov. Je to naozaj možné? Jasné že je. Robíme to hneď teraz, nie? Všetci cestujeme do budúcnosti po jednej sekunde.

Ale to nebolo to, čo ste si mysleli. Môžeme cestovať oveľa ďalej do budúcnosti? Absolútne. Ak by sme sa mohli priblížiť k rýchlosti svetla alebo v blízkosti čiernej diery, čas by spomalil a umožnil nám cestovať ľubovoľne ďaleko do budúcnosti. Skutočne zaujímavou otázkou je, či sa môžeme vrátiť späť do minulosti.

Pozri tiež: „Future Man“ robí „Doctor Who“ Time Travel Look slabým AF

Som profesor fyziky na univerzite v Massachusetts, Dartmouth, a prvýkrát som počul o pojme cestovanie v čase, keď som mal 7 rokov, z 1980 epizódy klasického televízneho seriálu Carla Sagana, kozmos, Vtedy som sa rozhodol, že raz budem pokračovať v hlbokej štúdii teórie, ktorá je základom takých kreatívnych a pozoruhodných myšlienok: Einsteinovej relativity. O dvadsať rokov neskôr som sa objavil s Ph.D. Odvtedy sú aktívnymi výskumníkmi v teórii.

Teraz jeden z mojich doktorandov práve uverejnil príspevok v časopise Klasická a kvantová gravitácia ktorý popisuje, ako vybudovať stroj času pomocou veľmi jednoduchej konštrukcie.

Uzavreté časovo podobné krivky

Einsteinova všeobecná teória relativity umožňuje možnosť deformácie času do takej vysokej miery, že sa v skutočnosti zloží na seba, čo vedie k časovej slučke. Predstavte si, že cestujete po tejto slučke; to znamená, že v určitom okamihu skončíte v okamihu v minulosti a začnete zažívať tie isté chvíle, pretože znova - trochu ako deja vu, okrem toho, že by ste si to neuvedomili. Takéto konštrukty sa často označujú ako „uzavreté časovo podobné krivky“ alebo CTC vo výskumnej literatúre a populárne sa označujú ako „časové stroje“. Časové stroje sú vedľajším produktom efektívnych, rýchlejších systémov cestovania a ich pochopenia. môže zlepšiť naše chápanie toho, ako funguje vesmír.

Počas posledných niekoľkých desaťročí, známych fyzikov, ako je Kip Thorne a Stephen Hawking vyrába seminal práce na modeloch súvisiacich s časom stroje.

Všeobecný záver, ktorý vyplynul z predchádzajúceho výskumu, vrátane Thorneho a Hawkingovej, je, že príroda zakazuje časové slučky. Toto je možno najlepšie vysvetlené v Hawkingovom „Chronology Protection Conjecture“, ktorý v podstate hovorí, že príroda neumožňuje zmeny v jeho minulej histórii, čím nás chráni pred paradoxmi, ktoré sa môžu objaviť, ak by to bolo možné.

Snáď najznámejším z týchto paradoxov, ktoré sa objavujú v dôsledku cestovania do minulosti, je takzvaný „paradox dedko“, v ktorom sa cestujúci vracia do minulosti a vracia svojho vlastného dedka. To mení priebeh dejín tak, že sa objaví protirečenie: Cestovateľ sa nikdy nenarodil, a preto nemôže existovať. Tam bolo veľa filmov a románov sprisahania založené na paradoxoch, ktoré vyplývajú z cestovného času - možno niektoré z najpopulárnejších z nich sú Späť do budúcnosti filmy a Groundhog deň.

Exotická hmota

V závislosti od detailov môžu zasahovať rôzne fyzikálne javy, aby sa zabránilo tomu, aby sa vo fyzických systémoch vyvíjali krivky podobné uzavretému času. Najbežnejšia je požiadavka na konkrétny typ „exotickej“ hmoty, ktorá musí byť prítomná, aby existovala časová slučka. Voľne povedané, exotická hmota je hmota, ktorá má zápornú hmotnosť. Problémom je záporná hmotnosť nie je známe, že existuje v prírode.

Caroline Mallaryová, doktorandka na University of Massachusetts Dartmouth, zverejnila v časopise nový model pre stroj času. Klasická a kvantová gravitácia, Tento nový model nevyžaduje žiadny negatívny masový exotický materiál a ponúka veľmi jednoduchý dizajn.

Pozri tiež: Ako sa vráska v časovej piatej dimenzii vysvetľuje teóriou superstringov

Model mallary sa skladá z dvoch super dlhých áut - vyrobených z materiálu, ktorý nie je exotický, a má pozitívnu hmotu - zaparkovanú paralelne. Jedno auto sa pohybuje rýchlo dopredu a ostatné zaparkované. Mallary dokázali ukázať, že v takomto usporiadaní sa v priestore medzi autami nachádza časová slučka.

Takže môžete stavať toto vo vašom dvore?

Ak máte podozrenie, že je úlovok, máte pravdu. Model mallary vyžaduje, aby stred každého auta mal nekonečnú hustotu. To znamená, že obsahujú objekty - nazývané singularity - s nekonečnou hustotou, teplotou a tlakom. Okrem toho, na rozdiel od singularit, ktoré sú prítomné vo vnútri čiernych dier, čo z nich robí úplne neprístupné, singularity v modeli Mallary sú úplne holé a pozorovateľné, a preto majú skutočné fyzické účinky.

Fyzici neočakávajú, že by takéto zvláštne objekty existovali v prírode. Takže, nanešťastie, stroj času nebude v dohľadnej dobe k dispozícii. Táto práca však ukazuje, že fyzici budú musieť vylepšiť svoje predstavy o tom, prečo sú zakázané zakrivené časovo podobné krivky.

Tento článok bol pôvodne uverejnený na Konverzácii Guarav Khanna. Prečítajte si pôvodný článok.