A modern űrhajósokról ismert, hogy ezt már megteszik. Igaz, eddig csak a jövőbe utaznak. És egy pillanatra. De ki tudja - talán egy nap évekkel vagy akár évszázadokkal előre el tudunk repülni, vagy fordítva, ölelhetjük meg ötéves nagyapánk előtérét? De kezdjük rendben.
Állj meg egy pillanatra
Az idő eltérően repül az üres térben és a Földön. Ezt minden hallgató tudja. Minél erősebb egy tárgy gravitációja, annál lassabban folyik az idő annak közelében. Ennek oka az a tény, hogy a gravitáció eltorzítja a négydimenziós téridő „szövetét”. Einstein viszont megmutatta, hogy minél nagyobb a sebesség, annál nagyobb a tömeg. Ezért minden olyan objektum esetében, amely nagyon nagy sebességgel mozog, az idő lelassul. Az ISS sebessége meghaladja a 27 ezer km / h sebességet. Például, Szergej Krikalev orosz űrhajós összesen 803 napot, 9 órát és 39 percet töltött pályán. Így időben él, teljes 1/50 másodperccel előttünk.
Időgép
A relativitáselmélet azt mondja nekünk, hogy létrehozható egy időgép, amely a jövőbe visz minket. Belépsz, várj. Gyere ki, és derítsd ki, hogy évszázadok telt el a Földön. Ehhez még nincs technológia, de a tudomány tudja, hogy ez lehetséges.
Ehhez azonban a fénysebességhez közeli sebességre kell gyorsulnia. Vajon csoda, hogy az időgép nem más, mint egy űrhajó, mert az általános relativitáselmélet szerint az idő és a tér elválaszthatatlanul kapcsolódnak egymáshoz (a kérdés, hogyan lehet az ilyen őrült sebességre gyorsítva megőrizni a testet és a hajót?, még nem). De visszatér-e a múltba egy olyan ember, aki ilyen utat tett?
Promóciós videó:
Az első utalások arra, hogy a fizikai törvények lehetővé teszik az emberek számára, hogy a múltba utazzanak, 1949-ben jelentkeztek, amikor Kurt Gödel matematikus új megoldást talált Einstein egyenleteire, sőt - a tér-idő új struktúráját, amely az általános relativitáselmélet szempontjából meglehetősen elfogadható. Gödel egyenletei alapján azonban a világegyetem egészének forognia kell, és nem szabad gyorsulással bővülnie - ami, azóta kiderült, nem felel meg a valóságnak.
Az utóbbi években a tudósok további lehetőségeket javasoltak a lehetséges időutazásra - a tér-idő görbülete. A mikrohullámú háttér elemzése és egyéb adatok azonban azt mutatják, hogy a világegyetem még soha nem volt annyira csavart, hogy lehetővé tegye az ilyen utazást. Van azonban megoldás is.
Mi a múlt?
Az általános relativitáselmélet szerint nem csak egyetlen, egyetemes időmérés van minden megfigyelő számára, de bizonyos körülmények között nincs szükség még a megfigyelőkre sem, hogy megállapodjanak bizonyos események egy sorozatában. Tegyük fel, hogy az Alpha Centauri-ban az idő ugyanolyan sebességgel mozog, mint a Földön (a bolygó, amelyen az idegenek élnek, azonos tömeggel és azonos sebességgel mozog). 2014-ben a szocsi olimpiára került sor. Tegyük fel azt is, hogy az Alpha Centauri-on a bolygóközi sakkturna megnyitására 2015-ben kerül sor. Melyik esemény történt korábban?
A földlakók szempontjából - az olimpia. A "Centauri" - egy verseny szempontjából. Végül is a Földtől az Alpha Centauriig tartó fény négy évig tart. A fénynél gyorsabban haladva eljuthat az olimpiára, repülhet a versenyre, majd visszatérhet a Földre … az olimpia előtt. Természetesen, elméletben - ha talál módot a fénysebességnél gyorsabb utazásra.
A relativitáselmélet alapján a fénysebességnél gyorsabb mozgatásról ismert, hogy lehetetlen. Ahogy közeledik a "fénygáthoz", egyre több energiára van szükség a tárgy gyorsításához. Egy ponton - a fénysebesség elméleti elérésével - végtelen mennyiségre lenne szükség. Ezenkívül egy testnek, amely eléri az ilyen sebességet, végtelen tömeget kell szereznie.
féreglyukak
Itt lehetséges a körforgalom manővere. A tér-idő deformálódásának a lehetősége. Például úgy, hogy egy rövid út nyíljon meg az olimpiától a sakk versenyig. Nem fog gyorsabban mozogni, mint a fénysebesség - de gyorsabban halad az űrben.
1935-ben Albert Einstein és Nathan Rosen papírt írtak, amelyben azt állították, hogy az általános relativitáselmélet lehetővé teszi ilyen tér-idő hidak, íjak - "féreglyukak" létezését.
Einstein-Rosen hidak, az úgynevezett "féreglyukak"
Alamy
A féreglyukak integritásának fenntartása óriási energiát igényel, és az elmélet azt sugallja, hogy ezek nem tarthatnak elég hosszú ideig ahhoz, hogy egy űrhajó vagy más makroszkopikus tárgy áthaladjon. Egy ilyen híd "összeomolhat", és a hajó eltűnik valahol a szingularitásban.
Igaz, a tudósok elismerik azt az elképzelést, hogy egy műszakilag fejlett civilizáció egy ilyen lyukat nyitva tarthat a megfelelő időben. Mégis teljesen tisztázatlan, hogyan lehet ezt elérni.
Érdemes itt mondani, hogy minden olyan anyagnak, amelyhez megszoktuk, pozitív energia-sűrűsége van, ami a téridő pozitív görbületét adja, egy gömbre emlékeztetve. És a tér-idő deformációjához, amely lehetővé tenné számunkra a múltba való utazást, negatív görbülettel - vagyis negatív energia sűrűséggel rendelkező anyagokra van szükségünk. A kvantummechanika, amint tudod, lehetővé teszi egy ilyen negatív energia sűrűség meglétét (feltéve, hogy ezt a "negativitást" más területeken a "pozitivitás" kompenzálja), és lehetővé teszi a téridő deformálásának elméleti lehetőségét.
Ezt nem könnyű elképzelni. Ehhez az asztrofizikusok gyakran használják a hegy példáját. Ha ás egy nagy lyukat, és a földből dobja a szennyeződést a lyuk szélére, akkor nemcsak lyukkal, hanem egy dombgal is végül jár. Ebben az esetben a domb metaforája lesz ennek a pozitív energianak, és a gödör negatív lesz.
Fekete lyukak és így tovább
A tudósok óvatosan azt sugallják, hogy a fekete lyukak lehetnek a féreglyukak valamilyen analógjai. A lényeg az, hogy bo? Az űridő nagy része majdnem lapos. Csak a fekete lyukakban súlyosan deformálódik. A fekete lyuk annyira eltorzítja a tér-időt körülötte, hogy egyfajta "tölcsért", kúp alakú "lyukat" képez.
A fekete lyuk közvetlen közelében lévő gravitáció annyira óriási, hogy az abban lévő téridő valójában megszűnik, vagy annyira torzul, hogy az idő gyakorlatilag megáll. Ezenkívül néhány fekete lyuk közel fényviszonyok mellett forog. Ennek eredményeként a téridő "összehajlik" a lyukban, gyakorlatilag egy "csőbe". Lehet, hogy egy fekete lyukba áthatolva átjuthatnánk annak keskeny alagútján, és találhatnánk magunkat … a múltban, vagy például egy másik univerzumban?
Korunk leghíresebb elméleti fizikusa - Stephen Hawking - biztos benne, hogy ez lehetetlen. Még ha az űrhajó valamilyen hihetetlen módon (legyőzve a hatalmas gravitáció hatását is) sikerül bejutni a fekete lyuk közepébe, az szingularitásba kerül, és egyszerűen megszűnik.
Sok más tudós azonban úgy véli, hogy egy fekete lyukban, bizonyos feltételek mellett, továbbra is fennmaradhat, sőt még módszereket is kereshet erre. Természetesen excentrikusnak tűnik. A tudomány története azonban számos példát ismer, amikor az ilyen excentrikumok repülőgépet találtak fel vagy holdra mentek.
A fekete lyuk az Egyszarvú csillagképben és társának B (e) csillagában, a művész által látott módon
ESA
Richard Gott, a Princeton Egyetem asztrofizikai professzora, időutazás rajongója. Elkészíti egy időgéppel kapcsolatos elméleti projektjét, sőt azt is állítja, hogy megoldást talált a múltba való utazáshoz. Néhány asztrofizikus után Gott úgy véli, hogy a természetes időgép a gyorsan forgó fekete lyuk központja. De megérti azt is, hogy milyen megbízhatatlan lehet egy ilyen "szállítás".
Gott azonban a fekete lyuk középpontjának kevésbé veszélyes analógját találta - ezt a jelenséget kozmikus vonósoknak nevezik. A kozmikus húrok hipotetikusan a tér-idő létező ráncai, az energia vékony szálai, amelyek a Big Bang-ból maradtak. Szélességük kisebb, mint az atommag, de fenomenális sűrűségük van. Egy ilyen, csupán 1 m hosszú húr nagyobb gravitációval bírna, mint az egész Föld, és óriási görbületet hozna létre. Gott felfedezte, hogy az ilyen gyorsan mozgó vonóságok interakciója természetes időgépet eredményezhet.
Gott számításait a megfigyelések még nem erősítették meg, de a tudós megpróbálja bizonyítani, hogy ezek a húrok léteznek. De azt is mondja, hogy szinte lehetetlen két olyan húrot találni, amelyek egymással szemben haladnának. Ezért Gott felhívja a figyelmet egy másik elméleti struktúrára, a kozmikus gyűrűkre, amelyek zárt vonóságokat képezhetnek. Annak ellenére, hogy nincs bizonyíték létezésükről, Gott elméletében nincs közvetlen hiba. Amellett, hogy egy ilyen "gyűrűben" belül is lesz … egy fekete lyuk. És általában egy ilyen nagyszabású gravitációval rendelkező rendszer irányításához a teljes galaxisok energiaforrásaira lenne szükség.
Galaxy M83. Az M 83 galaxisban található fekete lyuk megkerülte az elméleti fényerő határát, megcáfolva azt a tényt, hogy az Eddington határ egy alapvető természetvédelmi törvény
NASA
Nem maradhat vissza a múltban
De vajon lehetővé teszi-e a kvantumelmélet az időutazást a makroszkopikus skálán? Stephen Hawking szerint első pillantásra megteszi. Ezt a trajektóriák feletti Feynman-integrálok bizonyítják (a Feynman-integrálok lényege, hogy az elemi részecskék egyedülálló, csak lehetséges trajektóriájának meghatározását a mozgásának lehetséges trajektóriáinak végtelen sorozatának összesített összegével helyettesítik). Végül is lefedik az összes lehetséges forgatókönyvet, és ennélfogva lehetővé teszik a tér-idő ilyen torzulásának fennállását, amely a múltba való utazáshoz szükséges. Ezért lehetetlen azt mondani, hogy az ilyen utazások elvileg lehetetlenek.
Nehéz részecskék, amelyek felgyorsulnak az ütközőkben az Európai Nukleáris Kutatási Központ (CERN) vagy a nemzeti laboratóriumban. Az Egyesült Államokban a Fermi a fénysebesség 99,99% -ával megegyező sebességet ér el. Nem számít azonban az, hogy a telepítés teljesítménye megnövekszik, a fényvédő túllépés nem lehetséges.
Hé, a jövő vendégei
De ha igen, miért nem látogatták meg még a jövőbeli vendégeket? A népszerű szempont az, hogy a jövő civilizációja olyan "előrehaladott", hogy helytelennek tartja az időutazás titkának feltárását olyan ésszerűtlen lényekhez, mint mi. Mi lenne, ha egy lelkes kortárs vissza akar térni az időbe, és felfedi a náciknak az atombomba titkát?..
Ilyen más történet
Kiderülhet, hogy a történelem szigorúan rögzített eseménylánc, így még ha visszatérünk is a múltba, akkor ugyanazt a dolgot fogod tenni, mint korábban. Ellenkező esetben, visszatérve a jövőbe, azt is tapasztalhatja, hogy … egyszerűen nem létezik, vagy nincsenek szeretteik, vagy nincs olyan ország, ahol élsz, stb. Egy hasonló dráma jól leírható Ray Bradbury híres tudományos fantasztikus történetében, a „És mennydörgés megrázta” című filmben, melynek főszereplője a múltbeli utazás során véletlenül megrántotta a pillangót - és visszatérve rájött, hogy szerettei más nyelven írnak, és az elnök helyett hatalmon vannak. a liberális diktátor. A természettudományokban ezt a kifejezést pillangóhatásnak nevezik:egy kaotikus rendszerre gyakorolt kis hatás nagy és kiszámíthatatlan következményekkel járhat másutt és más időben.
Az időutazás paradoxonainak megoldásának egy másik módja az alternatív történelem hipotéziseként írható le. Amikor az időutazók visszatérnek a múltba, alternatív történetek találják magukat, amelyek különböznek az általuk ismerttől. Manapság sok tudós beszél egy Multiverse lehetséges létezéséről, amely magában foglalhatja mindezeket - és végtelen számú mást is - a múlt változatait, amelyek végtelen számú világban elágaznak …
Első pillantásra ez a hipotézis Feynman kvantummechanikai egyenleteire emlékeztet. De közöttük is oldhatatlan ellentmondás van. A Feynman-integrálokban minden egyes pálya teljesen magában foglalja a tér-időt és mindent, ami benne van. És amint rájöttünk, egy ilyen nézetben a rakéta még a múltba is eljuthatott az íves téridőn. De maga a rakéta ugyanabban a "saját" tér-időben maradt volna, és ezért ugyanazon a történelemben. Ezért a Feynman-integrálok inkább a rögzített múlt hipotézisének mellett szólnak.
A modern tudomány megkérdőjelezi a múltba való utazás lehetőségét. De mégsem javasoljuk, hogy vitatkozzon valakivel ezen a ponton: mi lenne, ha ez a valaki vitatkozik, előre ismeri a jövőt?..
Olga Fadeeva