Mi az idő? Áldott Ágoston azt mondta: "Tudom, mennyi az idő, amíg nem gondolok rá." A fizika standard modellje szerint az idő a három térbeli dimenzió mellett a negyedik dimenzió. Szóval átjuthat rajta. A tudományos fantasztikus írók évek óta sokféle módon felújították az időutazás lehetőségeit. Minden évszázadban egyre több új technológiát hallunk, felfedezzük a tudomány új aspektusait. Mi marad nekünk az időutazásról, mielőtt elkezdenénk valósággá vált?
Lehet, hogy észrevetted, hogy folyamatosan mozogunk az időben. Átmegyünk rajta. A koncepció alapszintjén az idő az univerzum változásának üteme, és függetlenül attól, hogy tetszik-e vagy sem, állandó változásoknak vannak kitéve. Öregszünk, a bolygók a Nap körül mozognak, a dolgok elpusztulnak.
Az idő múlását másodpercben, percben, órában és évben mérjük, de ez egyáltalán nem jelenti azt, hogy az idő állandó sebességgel folyik. A folyó vízéhez hasonlóan az idő különböző módon megy keresztül különböző helyekben. Röviden: az idő relatív.
De mi okozza az átmeneti ingadozást a bölcsőtől a sírig vezető úton? Mindez az idő és a tér közötti kapcsolaton nyugszik. Az ember három dimenzióban képes érzékelni - hosszúság, szélesség és mélység. Az idő kiegészíti ezt a pártot, mint a legfontosabb negyedik dimenziót. Az idő nem létezik tér nélkül, a tér nem létezik az időn kívül. És ez a pár tér-idő folytonosságban van összekapcsolva. Minden olyan eseménynek, amely az Univerzumban zajlik, helyet és időt kell tartalmaznia.
Ebben a cikkben megvizsgáljuk a világegyetemben való időben történő utazás legreálisabb és mindennapi lehetőségeit, valamint a negyedik dimenzió kevésbé elérhető, de nem kevésbé lehetséges útjait.
Ideiglenes utazás a jövőbe
Ha egy pár évvel kicsit gyorsabban akar élni, mint valaki más, akkor a téridővel kell foglalkoznia. A globális helymeghatározó műholdak ezt minden nap csinálják, másodperc három milliárdoddal a természetes idő előrehaladtával. Keringő pályán az idő gyorsabban áramlik, mivel a műholdak messze vannak a Föld tömegétől. És a felszínen a bolygó tömege viseli az időt, és viszonylag kis mértékben lelassítja.
Promóciós videó:
Ezt a hatást gravitációs időtágításnak hívják. Einstein általános relativitáselméletének elmélete szerint a gravitáció meghajolja a téridőt, és a csillagászok ezt a következményt használják, amikor a hatalmas tárgyak közelében áthaladó fényt tanulmányozzák.
De mi köze van ennek az időzítéshez? Ne feledje - minden olyan esemény, amely az univerzumban történik, térben és időben egyaránt magában foglalja. A gravitáció nem csak a teret, hanem az időt is összehúzza.
Az idő áramlásában alig észreveszi a változást az útjában. De a elég hatalmas tárgyak - mint például a szupermasszív fekete lyukú alfa Nyilas, mely galaxisunk közepén helyezkedik el - komolyan elvonja az idő szövetet. Szingularitási pontjának tömege 4 millió nap. Ez a tömeg az idő felére csökken. Öt év egy fekete lyuk pályáján (anélkül, hogy beleesnék) tíz év a Földön.
A mozgás sebessége szintén fontos szerepet játszik korunk áramlási sebességében. Minél közelebb van a maximális mozgási sebességhez - a fénysebességhez -, annál lassabb az idő. Az utazás végére a gyorsan mozgó vonat órája másodperces milliárdoddal késni kezd. Ha egy vonat elérte a 99,999% -os fénysebességet, akkor egy év alatt egy vonatkocsival kétszázhuszonhárom évet utazhat a jövőbe.
Valójában a jövőbeli hipotetikus jövőbeli utazások erre az ötletre épülnek, megbocsátják a tautológiát. De mi a helyzet a múlttal? Meg tudja fordítani az időt?
Ideiglenes utazás a múltban
Megállapítottuk, hogy a jövőbe történő utazás minden alkalommal megtörténik. A tudósok ezt kísérletileg bebizonyították, és az ötlet az Einstein relativitáselméletének középpontjában áll, amely idén 100-ra fordul. Teljesen lehetséges a jövőbe lépés, az egyetlen kérdés az, hogy "milyen gyorsan"? Az időben történő utazás esetén a válasz az, hogy az éjszakai égboltra nézzünk.
A Tejút-galaxis körülbelül 100 000 fényév széles, ami azt jelenti, hogy a távoli csillagoktól származó fénynek több ezer és több évvel kell utaznia, mielőtt eléri a Földet. Fogd meg ezt a fényt, és lényegében egyszerűen a múltba nézel. Amikor a csillagászok mérik a kozmikus mikrohullámú sugárzást, a kozmoszba úgy néznek ki, mint 10 milliárd évvel ezelőtt. De ez még nem minden.
Einstein relativitáselméletében semmi nem zárja ki a múltba való utazás lehetőségét, de egy olyan gomb létezése, amely visszahozhat tegnap a tegnap, megsérti az okozati összefüggések törvényét, vagy pedig az ok-okokat. Amikor valami történik az univerzumban, az esemény egy új, végtelen eseményláncot generál. Az ok mindig a hatás előtt születik. Képzelje csak el egy olyan világot, ahol az áldozat meghalna, mielőtt a golyó a fejére ütne. Ez a valóság megsértése, ennek ellenére sok tudós nem zárja ki a múltba való utazás lehetőségét.
Például úgy gondolják, hogy a fénysebességnél gyorsabb mozgás visszajuthat a múltba. Ha az idő lelassul, amikor egy objektum közeledik a fénysebességhez, akkor ezen akadály megtörése visszafordíthatja az időt? Természetesen, amikor közeledik a fénysebességhez, a tárgy relativista tömege is növekszik, vagyis a végtelenhez közeledik. Lehetetlennek tűnik egy végtelen tömeg felgyorsítása. Elméletileg a lánc sebessége, vagyis a sebesség deformációja önmagában megtévesztheti az egyetemes törvényt, de még ehhez is óriási energiaköltségekre lesz szükség.
Mi lenne, ha az időutazás a jövőbe és a múltba nem annyira attól függ, hogy milyen alapvető ismereteink vannak a térről, hanem inkább a létező kozmikus jelenségektől? Vessen egy pillantást egy fekete lyukra.
Fekete lyukak és Kerr gyűrűk
Körüli pálya a fekete lyuk körül elég hosszú, és a gravitációs időtágulás a jövőbe dob. De mi lenne, ha beleesne ennek a kozmikus szörnyetegnek az állkapcsa? Már írtunk arról, hogy mi fog történni, amikor belemerül a fekete lyukba, de nem említettünk ilyen egzotikus különféle fekete lyukakat, mint a Kerr-gyűrű. Vagy Kerr fekete lyukát.
1963-ban az új-zélandi matematikus, Roy Kerr a forgó fekete lyuk első reális elméletét javasolta. A koncepció magában foglalja a neutroncsillagokat - például a Szentpétervár méretű hatalmas, összeomló csillagokat, de a Föld Napjának tömegével. A neutronlyukakat felveszük az univerzum leginkább titokzatos tárgyainak listájába, mágneseknek nevezzük őket. Kerr elmélete szerint ha egy haldokló csillag összeomlik egy neutroncsillag forgó gyűrűjébe, centrifugális erőik megakadályozzák őket, hogy szingularitássá váljanak. És mivel a fekete lyuknak nincs szingularitási pontja, Kerr rájött, hogy be lehet jutni a belépésbe, anélkül, hogy félne attól, hogy a közepén a gravitáció szakad meg.
Ha léteznek Kerr fekete lyukak, áthatolhatnánk rajtuk és kiléphetnénk a fehér lyukba. Olyan, mint egy fekete lyuk kipufogócsője. Ahelyett, hogy mindent beleszívna, a fehér lyuk éppen ellenkezőleg mindent eldob. Talán még egy másik időben vagy más univerzumban is.
A Kerr fekete lyukak továbbra is elmélet, de ha léteznek, akkor különféle portálok, amelyek egyirányú utazást kínálnak a jövőbe vagy a múltba. És bár egy rendkívül fejlett civilizáció így fejlődhet és átjárhat az idővel, senki sem tudja, mikor tűnik el a "vad" Kerr fekete lyuk.
Féreglyukak (féreglyukak)
A Kerr elméleti gyűrűi nem csak a "rövidíthető" utak a "múltba vagy a jövőbe" való útvonalak. A sci-fi filmek - a Star Trek-től Donnie Darkoig - gyakran foglalkoznak az elméleti Einstein-Rosen-híddal. Neked ezeket a hidakat jobban féreglyuknak nevezik.
Einstein általános relativitáselmélete megengedi a féreglyukak létezését, mivel a nagy fizikus elmélete a tér-idő görbületén alapul, tömeg hatása alatt. A görbület megértése érdekében képzelje el az űridő szövetét fehér lapként, és hajtsa fel felére. A lemez területe változatlan marad, nem deformálódik, de a két érintkezési pont közötti távolság egyértelműen kisebb lesz, mint amikor a lap egy sima felületen feküdt.
Ebben az egyszerűsített példában a teret kétdimenziós síkként ábrázolják, nem pedig négydimenziós síkként, amely valójában van (emlékezzünk meg a negyedik dimenzióra - az időre). A hipotetikus féreglyukak hasonló módon működnek.
Gyorsan előre az űrbe. A tömeg koncentrációja az univerzum két különböző részében egyfajta alagútot hozhat létre a tér-időben. Elméletileg ez az alagút összekapcsolná a tér-idő kontinuum két különböző szegmensét. Természetesen valószínű, hogy bizonyos fizikai vagy kvantumjellemzők megakadályozzák az ilyen féreglyukak önmagukban történő kialakulását. Nos, vagy megszületnek és azonnal elvesznek, instabilok.
Stephen Hawking szerint a féreglyukak létezhetnek kvantumhabban, amely a legkisebb közeg az univerzumban. Apró alagutak folyamatosan születnek és robbantnak fel, összekapcsolva külön helyeket és időket rövid pillanatokra.
A féreglyukak lehetnek túl kicsik és rövid életűek ahhoz, hogy egy ember mozoghasson, de mi van, ha egy nap megtalálhatjuk, megtarthatjuk, stabilizálhatjuk és kibővíthetjük őket? Feltéve, hogy Hawking megjegyzi, hogy készen áll a visszajelzésre. Ha azt akarjuk, hogy mesterségesen stabilizáljuk az űridő alagútját, akkor a cselekedeteinkből származó sugárzás megsemmisítheti azt, ugyanúgy, mint a hang visszafordítása károsíthatja a hangszórót.
Kozmikus húrok
Megpróbáljuk átjutni a fekete lyukakon és a féreglyukakon, de van-e másik mód az időutazásra egy elméleti kozmikus jelenség felhasználásával? Ezeket a gondolatokat szem előtt tartva fordulunk J. Richard Gott fizikushoz, aki 1991-ben vázolta a kozmikus húr ötletét. Ahogy a neve is sugallja, ezek hipotetikus tárgyak, amelyek a világegyetem fejlődésének korai szakaszában kialakultak.
Ezek a húrok áthatolják az egész univerzumot, vékonyabbak, mint egy atom, és erős nyomás alatt vannak. Természetesen ez azt jelenti, hogy gravitációs lendületet adnak mindazoknak, ami közel állnak, ami azt jelenti, hogy a kozmikus húrhoz csatolt tárgyak hihetetlen sebességgel haladhatnak időben. Ha két kozmikus húrot közelebb húz egymáshoz, vagy egyiket egy fekete lyuk mellé helyezi, létrehozhat úgynevezett zárt időbeli görbét.
Két kozmikus vonal (vagy egy húr és egy fekete lyuk) által előidézett gravitáció felhasználásával az űrhajó elméletileg képes időben visszatérni magához. Ehhez hurkot kell készítenie a kozmikus vonóságok körül.
By the way, a kvantum húrokról jelenleg hevesen vitatkoznak. Gott kijelentette, hogy az időben történő visszautazáshoz az egész galaxis tömegenergiájának felét tartalmazó húr körül hurcolhatunk. Más szavakkal, a galaxis atomjainak felét üzemanyagként kellene felhasználni az időgépéhez. Nos, ahogy mindenki tudja, nem térhet vissza időben, még mielőtt maga a gép létrejött.
Ezen kívül vannak átmeneti paradoxonok.
Időutazási paradoxonok
Mint mondtuk, az időben történő utazás gondolatát kissé eltakarja az okozati összefüggés törvényének második része. Az ok a hatás előtt áll, legalábbis az univerzumban, ami azt jelenti, hogy tönkreteheti még a leginkább átgondolt időutazási terveket.
Először is képzelje el, ha 200 évvel később utazik vissza az időben, akkor jóval a születése előtt fog megjelenni. Gondolj csak egy pillanatra. Egy ideig a hatás (Ön) fennáll az ok (a születés) előtt.
Annak érdekében, hogy jobban megértsük, miről van szó, vegye figyelembe a híres nagyapa paradoxonját. Időutazási bérgyilkos vagy, a nagyapád a célod. Átcsúszol egy közeli féreglyukon, és odamened az apád apja 18 éves verziójához. Ön felemeli a pisztolyt, de mi történik, amikor meghúzza a ravaszt?
Gondolkozz rajta. Még nem született. Még az apád sem született még. Ha megöli a nagyapádat, nem lesz fia. Ez a fiú soha nem fog neked szülni, és véres feladattal nem tudsz időben visszautazni. És távolléted semmilyen módon nem fogja meghúzni a ravaszt, ezáltal tagadja az események teljes láncát. Ezt összeférhetetlen okok hurkának nevezzük.
Alternatív megoldásként mérlegelje a szekvenciális okozati hurok ötletét. Noha gondolkodásra késztet, elméletileg kiküszöböli az időbeli paradoxonokat. Paul Davis fizikus szerint egy ilyen hurok így néz ki: egy matematikai professzor bemegy a jövőbe, és ellop egy komplex matematikai tételt. Aztán odaadja a legszebb diáknak. Ezután az ígéretes hallgató növekszik és megtanul, hogy egy nap emberré váljon, akitől a professzor ellopta egy tételét.
Ezen túlmenően van egy másik időutazási modell, amely magában foglalja a valószínűség torzulását, amikor egy paradox esemény bekövetkezésekor közeledik. Mit is jelent ez? Menjünk vissza a nagyapád gyilkosának cipőjébe. Ezúttal az utazási modell gyakorlatilag megöli a nagyapádat. Meghúzhatja a ravaszt, de a pisztoly nem fog lőni. A madár a megfelelő pillanatban csikorog, vagy valami más történik: a kvantumingadozás nem teszi lehetővé a paradox helyzet kialakulását.
És végül, a legérdekesebb dolog. A jövő vagy a múlt, amelyre megy, egyszerűen létezik egy párhuzamos világegyetemben. Képzeljük el ezt az elválasztás paradoxonjaként. Bármit megsemmisíthet, amit akar, de ez semmilyen módon nem befolyásolja otthoni világát. Meg fogja ölni a nagyapádat, de nem fog eltűnni - talán egy másik „te” eltűnik egy párhuzamos világban, vagy a forgatókönyv követi a már figyelembe vett paradoxonmintákat. Előfordulhat azonban, hogy ezúttal az egyszeri utazás lesz, és soha nem lesz képes visszatérni haza.
Teljesen összezavarod? Üdvözöljük az időutazás világában.
Ilya Khel