1949-ben a német matematikus Kurt Gödel, miután megoldotta az Einstein által kapott gravitációs tér egyenleteit, elméletileg bizonyította az időutazás lehetőségét. Majdnem hetven évvel később az amerikai és kanadai tudósok ehhez matematikai modellt építettek. És tavaly tavasszal a kvantumszámítógép egy másodperccel visszatért.
Új dimenzió - új lehetőségek
A huszadik század elején a fizikusok az időt egyenlő dimenziónak tekintették a már ismert három tényezővel együtt: fel és le, jobbra és balra, és oda-vissza. Ennek eredményeként a tér-idő kontinuum fogalma jelent meg a tudományban, és a természet törvényeiről eltérő nézet alakult ki - a relativitás speciális és általános elmélete (SRT és GRT). Az SRT csak egyenesen és egyenletesen mozgó tárgyakat vett figyelembe, GRT - olyan helyzeteket, amikor a testeket felgyorsították vagy oldalra fordították.
Az általános relativitáselmélet 1915-ben hozta létre Einstein a német matematikus Hilbert-rel együtt a gravitációs tér egyenletrendszerét, amely összeköti a tér-időt az azt kitöltő anyag tulajdonságaival. Harminc évvel később Gödel megoldotta ezeket az egyenleteket az anyag egyenletes eloszlású forgó porrészecskékként való ábrázolásával. Amikor azt javasolta, hogy ezeknek a részecskéknek tekintsék a galaxisokat, kapott egy forgó univerzum modelljét.
Ebben a fény vesz részt a forgó mozgásban, ami azt jelenti, hogy a tárgyak nemcsak a térben, hanem az időben is zárt pályák mentén mozoghatnak. Más szavakkal, ha az univerzumon utazik, visszatérhet a múltba. Az ilyen pályák létezésének valószínűségét (zárt időszerű görbéknek nevezzük) a gravitációs mező egyenleteinek megoldásainak más változatai határozzák meg - az 1974-ben előállított "Tipler henger" és "átjárható féreglyukak".
Térben és időben
Promóciós videó:
Roger Penrose brit fizikus azt feltételezte, hogy a zárt időszerű görbéknek át kell menniük az esemény horizontján - ez egy képzeletbeli határ a tér-időben. A határ egyik oldalán vannak olyan tér-idő pontok, amelyekben meg lehet tanulni valamit, másrészt - semmi sem ismert. A személy ezen az eseményhorizonton kívül van. Ezért nem tudja észrevenni az oksági elv megsértését a zárt időszerű görbékben.
Stephen Hawking szerint az ilyen görbék létrehozásának kísérletének feltétlenül egy fekete lyukkal kell végződnie. Ennek eredményeként a megfigyelő számára a meztelen szingularitás - ahol egy végtelenül távoli jövő vagy múlt látható - kiderül, hogy a fekete lyukak eseményei zárják be. Még akkor is, ha valaki eljut erre a pontra, nem fog tudni senkinek elmondani róla. Ehhez ki kell lépnie a fekete lyukból, amely teljesen kizárt.
A tudósok azonban megtaláltak egy módszert, bár elméletileg, hogy megkerüljék ezeket a korlátozásokat. Az amerikai és a kanadai fizikusok kifejlesztettek egy időgép matematikai modelljét, amely lehetővé teszi a zárt időszerű görbék mentén történő mozgást superluminális sebességgel. Sőt, ezen görbék keresésekor nem szükséges bejutni a fekete lyukakba - jegyzik meg a munka szerzői.
Az idő iránya a tér-idő felületén olyan görbületnek tűnik, amely egy fekete lyukhoz közeledve fokozódik - bizonyítékok vannak arra, hogy a közvetlen közelében az idő lelassul. A tudósok körkörös görbület lehetőségét írták le az utasok számára a fekete lyukon kívüli időgépben. Ez a kör elküldi őket a múltba.
Maga az időgép egy buborék. Azok az emberek, akik benne találják magukat, a kapott zárt görbe mentén mozognak a múltba és a jövőbe, majd visszatérnek a kiindulási pontjukhoz. Ugyanakkor egy külső megfigyelő az utasok két változatát fogja látni: az egyiknek az idő normálisan folyik, a másiknak pedig az ellenkező irányba.
Igaz, hogy egy ilyen időgép továbbra is tisztán spekulatív konstrukció. Az anyagot, amelyből el lehet készíteni, még nem találták meg.
Egy pillanattal ezelőtt
Ez év márciusában Oroszország, az Egyesült Államok és Svájc tudósai bebizonyították, hogy az időutazás a gyakorlatban lehetséges, de csak kvantumszinten. Megalapították a rendszer ilyen állapotát, amely maga is ellentétes irányba fejlődött - a káosztól a rendig, azaz megsértette a termodinamika második törvényét, amely kimondja, hogy az idő múlásával az Univerzum káosza (tudományos szempontból az entrópia) folyamatosan növekszik, ami azt jelenti, hogy az idő csak egyben mozog. irány: a múltból a jövőbe.
Először, a fizikusok elméletileg kimutatták, hogy az üres térben lévő elektron spontán módon képes a múltba térni, vagyis visszatérni az állapotába, amelyben néhány pillanattal ezelőtt volt. A számítások szerint egy ilyen esemény azonban csak egyszer fordulhat elő az univerzum teljes létezése során. Ebben az esetben csak 0,06 nanosekundummal lehet visszamenni.
Aztán megkísérelték ezt a műveletet egy kísérletben elvégezni egy felhő kvantum számítógép segítségével. Az egyik esetben kettőt kombináltak, a másikban három kvitet kombináltak - elemi számítási modulokat és kvantumgépek memóriacelláit. Töltöttük fel néhány számmal, és manipulálni kezdtük a tartalommal, hogy ebben a kvantumrendszerben a káosz gyorsan növekedjen. Amikor az entrópia elért egy bizonyos szintet, egy másik program átvette a kvbitok irányítását, és olyan állapotba helyezte őket, hogy a további evolúció a rend és a káosz helyett inkább az irányba haladjon. Ennek eredményeként a részvények pillanatnyilag eredeti állapotukban voltak. Más szavakkal, visszatértek a múltba.
Ez a trükk azonban nem mindig volt sikeres: az esetek kb. 80% -ánál két kvbittel, és csak fele a háromnál. A tanulmány szerzői szerint a kudarcok maga a kvantumszámítógép működésének hibáival vannak összekapcsolva, nem pedig néhány megmagyarázhatatlan okkal. Ez azt jelenti, hogy hatékonyabb algoritmusokat lehet létrehozni a múltba való utazáshoz.
Alfiya Enikeeva