Totul nu este atât de simplu
Imaginați-vă că aveți un ou spart pe față, iar aceasta nu este o figură de vorbire. O încercare de a jongla cu ouă a determinat ca unul dintre ei să cadă și să se spargă pe cap, iar acum trebuie să mergi la duș și să-ți schimbi hainele.
Dar nu ar fi mai ușor să întoarcem timpul cu un minut? La urma urmei, oul s-a rupt în doar câteva secunde - de ce nu poți face același lucru, exact invers? Doar puneți coaja la loc, aruncați albușul și gălbenușul - și asta este. Ai avea o față curată, haine curate și fără gălbenuș în păr.
Pare ridicol - dar de ce? De ce nu pot anula această acțiune? De fapt, nimic nu este imposibil în acest sens. Nu există nicio lege naturală care să interzică acest lucru.
Mai mult, fizicienii raportează că orice moment care apare în viața de zi cu zi se poate întâmpla în ordine opusă în orice moment din timp. Deci de ce să nu „spargem” ouăle, să „ardem” chibritul sau chiar să „dislocăm” piciorul înapoi?
De ce nu se întâmplă aceste lucruri în fiecare zi? De ce este viitorul diferit de trecut? Această întrebare pare destul de simplă, dar pentru a răspunde trebuie să vă întoarceți la nașterea Universului, să vă întoarceți la lumea atomică și să ajungeți la granițele fizicii.
Ca multe povești din lumea fizicii, aceasta datează din marele fizician Isaac Newton. Ciuma bubonică a cuprins Marea Britanie în 1666 și a fost cea care a forțat Newton să părăsească Universitatea Cambridge și să se întoarcă acasă la mama sa, care locuia în mediul rural din Lincolnshire. Acolo Newton s-a plictisit și, fiind izolat de lumea exterioară, a preluat fizica.
El a descoperit trei legi ale mișcării, inclusiv faimoasa maximă că fiecare acțiune are propria sa opoziție. De asemenea, a venit cu o explicație pentru ce funcționează gravitația.
Video promotional:
Legile lui Newton sunt incredibil de eficiente în descrierea lumii din jurul nostru. Ele pot explica multe fenomene, de ce merele cad din copaci până de ce pământul se învârte în jurul soarelui.
Dar au o proprietate ciudată - funcționează la fel și invers. Dacă un ou se rupe, atunci legile lui Newton spun că se poate întoarce la starea inițială. Evident, acest lucru este greșit, dar practic fiecare teorie pe care oamenii de știință au dezvoltat-o de la Newton are exact aceeași problemă.
Legile fizicii pur și simplu nu iau în calcul modul în care timpul curge - înainte sau înapoi. Le pasă la fel de mult ca la informații despre faptul dacă scrii cu mâna dreaptă sau cu stânga. Dar cu siguranță vă pasă!
Din câte știți, timpul are o săgeată care îi indică direcția și este întotdeauna orientat spre viitor. Puteți amesteca estul și vestul, dar nu vă veți amesteca niciodată ieri și mâine. Cu toate acestea, legile fundamentale ale fizicii nu fac distincție între trecut și viitor.
Prima persoană care s-a confruntat serios cu această problemă a fost fizicianul austriac Ludwig Boltzmann, care a trăit în a doua jumătate a secolului XIX. În acele zile, toate ideile care sunt acum acceptate ca axiom au fost controversate.
În special, fizicienii nu erau la fel de convinși ca și astăzi, că tot ceea ce în lume este format din particule numite atomi. În opinia majorității fizicienilor, ideea de atomi nu a putut fi dovedită, nu a putut fi verificată prin metode practice.
Boltzmann era convins că atomii există de fapt, așa că a folosit această idee pentru a explica toate lucrurile de zi cu zi, cum ar fi flacăra focului, munca plămânilor și, de asemenea, de ce se răcește ceaiul când sufli. El a crezut că poate înțelege toate aceste lucruri folosind conceptul care îi era atât de aproape - teoria atomilor.
Unii fizicieni au fost impresionați de opera lui Boltzmann, dar cei mai mulți au respins-o. El a fost în curând ostracizat de comunitatea științifică pentru ideile sale.
Totuși, el a arătat modul în care atomii sunt legați de natura timpului. În acele zile, a apărut teoria termodinamicii, care descrie modul în care se comportă căldura. Adversarii lui Boltzmann au insistat că natura căldurii nu poate fi descrisă; au spus că căldura este doar căldură.
Boltzmann a decis să demonstreze că au greșit, iar căldura este cauzată de mișcarea haotică a atomilor. Avea dreptate, dar trebuia să-și petreacă tot restul vieții apărându-și punctul de vedere.
Boltzmann a început încercând să explice ceva ciudat - „entropia”. Conform legilor termodinamicii, totul din lume are o anumită cantitate de entropie, iar atunci când se întâmplă ceva cu acest obiect, entropia crește.
De exemplu, dacă puneți cuburi de gheață într-un pahar cu apă, acestea se vor topi și entropia din pahar se va ridica. Și creșterea entropiei diferă de orice în fizică - procesul se mișcă într-o direcție. Fizicienii s-au întrebat de mult dacă modul în care curge timpul este determinat de o creștere a entropiei.
După cum puteți ghici, Boltzmann a fost primul care a ridicat această problemă, dar apoi mulți alți oameni de știință au început să studieze această problemă. Drept urmare, a devenit clar că timpul ar putea curge în direcția opusă - dar numai dacă entropia scade, ceea ce este pur și simplu imposibil.
Cu toate acestea, dacă timpul poate curge în direcția opusă, este posibil să construiți o mașină de timp. În 2009, fizicianul britanic S. Hawking a găzduit o petrecere pentru călătorii în timp - trucul a fost că a trimis invitații la petrecere un an mai târziu (niciunul dintre invitați nu s-a prezentat).
Deci, călătoria înapoi în timp este foarte probabil imposibilă. Chiar dacă această posibilitate a existat, Hawking și alții susțin că nu puteți ajunge niciodată la un moment dat până în momentul în care a fost construită mașina dvs. de timp.
Dar o călătorie în viitor? Aceasta este o poveste diferită. Bineînțeles, toți călătorii în timp facem curse în fluxul de timp din trecut în viitor, la o viteză de o oră pe oră. Dar, ca un râu, fluxul de timp curge cu viteze diferite în locuri diferite. Știința modernă oferă mai multe modalități de a apropia viitorul. Iată un rezumat al esenței lor.
Cel mai simplu și practic mod de a ajunge la viitorul îndepărtat este să te miști foarte repede. Conform teoriei relativității lui Einstein, atunci când călătorești cu o viteză apropiată de viteza luminii, timpul se încetinește în raport cu lumea exterioară.
Nu este doar o ipoteză sau un experiment gândit - ci un rezultat al măsurării. Cu ajutorul a două ceasuri atomice identice (unii au zburat într-un avion cu jet, alții au rămas staționari pe Pământ), fizicienii au dovedit că ceasurile zburătoare bifează mai lent din cauza vitezei.
În cazul unei aeronave, efectul este minim. Dar dacă te-ai afla la bordul unei nave spațiale care călătorește cu 90% viteza luminii, timpul ar trece de 2,6 ori mai lent pentru tine decât pe Pământ. Și cu cât viteza dvs. se apropie de viteza luminii, cu atât călătoria în timp devine mai extremă.
Cea mai rapidă viteză obținută datorită tehnologiei umane este viteza cu care protonii măturează în jurul marelui colizor de Hadron - 99,9999991% din viteza luminii. Folosind teoria relativității, se poate calcula că o secundă pentru un proton este echivalentă cu 27.777.778 secunde sau, în practică, 11 luni pentru noi.
Surprinzător, fizicienii de particule iau în considerare decelerația atunci când se ocupă cu particule în descompunere. În laborator, particulele de muon se descompun de obicei în 2,2 microsecunde. Dar muioanele cu mișcare rapidă, care sunt produse când razele cosmice ajung în atmosfera superioară, se descompun de 10 ori mai mult.
Următoarea metodă este inspirată și din lucrarea lui Einstein. Conform teoriei sale despre relativitatea generală, cu cât simțiți mai mult gravitația, cu atât timpul este mai lent. De exemplu, pe măsură ce te apropii de centrul Pământului, forța gravitației crește. Timpul trece mai lent pentru picioare decât pentru cap.
Din nou, acest efect a fost măsurat. În 2010, fizicienii de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie din SUA au plasat două ceasuri atomice pe rafturi, unul cu 33 cm mai înalt decât celălalt și au măsurat diferența de viteză de bifare. Ceasul de pe raftul de dedesubt a bifat mai încet, deoarece era puțin mai supus gravitației.
Pentru a fi în viitorul îndepărtat, tot ce avem nevoie este un loc cu o gravitate extrem de puternică, precum o gaură neagră. Cu cât ajungeți mai aproape de graniță, cu atât timpul este mai lent - dar acest lucru este riscant, deoarece treceți linia nu vă puteți întoarce niciodată. În orice caz, efectul nu este atât de puternic, așa că călătoria probabil nu merită.
Să zicem că aveți tehnologia pentru a parcurge distanțe lungi pentru a ajunge la o gaură neagră (cea mai apropiată este la aproximativ 3000 de ani lumină). În timpul călătoriei în sine, timpul va încetini mult mai mult decât în timpul călătoriei prin gaura neagră în sine.
(Situația descrisă în Interstellar, în care o oră pe o planetă de lângă o gaură neagră este echivalentul a șapte ani pe Pământ, este prea extremă și complet imposibilă pentru universul nostru, spune Kip Thorne, consilierul științific al filmului.)
Poate cel mai uimitor lucru este că sistemele GPS trebuie să țină cont de efectele dilatării timpului (atât datorită vitezei sateliților, cât și a gravitației care acționează asupra lor) în activitatea lor. Fără aceste corecții, GPS-ul de la telefon nu va putea determina poziția dvs. pe Pământ, chiar și pe o rază de câțiva kilometri.
O altă opțiune pentru a călători în viitor este să încetiniți percepția asupra timpului încetinind sau oprirea proceselor de viață ale corpului dvs. și apoi repornește-le.
Sporii bacterieni pot trăi milioane de ani în animație suspendată până când temperatura, umiditatea și condițiile alimentare potrivite încep din nou metabolismul lor. Unele mamifere, cum ar fi urșii și veverițele, își pot încetini metabolismul în timpul hibernării, ceea ce reduce mult nevoia de oxigen și hrană a celulelor. Oare oamenii vor putea vreodată să facă la fel?
Deși oprirea completă a metabolismului organismului nu este încă supusă științei moderne, unii oameni de știință lucrează la obținerea efectului „hibernării” pe termen scurt care durează câteva ore. Acesta poate fi suficient timp pentru a ajuta persoana să supraviețuiască, de exemplu, în timpul stopului cardiac, înainte de a putea fi dus la spital.
O altă tehnică care pune corpul într-o „hibernare” hipotermică - înlocuirea sângelui cu soluție salină rece - a funcționat la porci și este în prezent în curs de studii clinice la om în Pittsburgh.
Relativitatea generală permite, de asemenea, posibilitatea de a călători rapid prin tuneluri spațiale în timp, care ar putea ajuta la acoperirea distanțelor de miliarde de ani-lumină sau pur și simplu diferite perioade.
Mulți fizicieni, inclusiv S. Hawking, consideră că tunelurile spațio-temporale, care apar constant în diferite locuri ale cochiliei cuantice, au dimensiuni mult mai mici decât atomii.
Trucul este să acaparezi unul și să-l mărești la proporții umane - un fapt care va necesita o cantitate extraordinară de energie, dar în teorie nu poate fi posibil decât.
Încercările de a dovedi o astfel de metodă au eșuat, în cele din urmă datorită incompatibilității dintre relativitatea generală și mecanica cuantică.
Bazat pe materiale din revista „Necunoscut”
