Călătoria în timp este unul dintre cele mai interesante concepte fanteziste. Dar ridică multe întrebări - atât pentru fizicieni, cât și pentru filozofi - și poate duce, de asemenea, la diverse paradoxuri. „Paradoxul bunicului ucis” este unul dintre ei.
Conceptul de călătorie în timp este folosit în plină evoluție în literatură și cinema, indiferent de gen. Adesea în centrul tuturor acestor povești stau schimbările aduse de călător la evenimentele din trecut, care duc la adevărate dezastre în viitor. Merită să ne amintim cel puțin povestea lui Ray Bradbury „Și tunetul zguduit”.
Această dilemă, cunoscută și sub numele de paradoxul bunicului ucis, reprezintă obiecția principală a fizicienilor și filosofilor în călătoria în timp: o posibilă încălcare a cauzalității. Și în timp ce călătoria în timp este încă speculație, rezultatele probabile ale încălcării cauzalității și a modului în care natura le-ar putea preveni sunt dezbătute la cald între oameni de știință precum Stephen Hawking și Kip Thorne.
Care este „paradoxul bunicului ucis”
Paradoxul bunicului ucis prezintă o situație ipotetică în care un călător în timp călătorește înapoi în timp și face ceva care-l determină să nu existe niciodată (de obicei este considerat moartea accidentală a bunicului călătorului), sau un eveniment care face imposibilă călătoria sa … Paradoxul se datorează faptului că această persoană nu s-a născut niciodată. Și din moment ce nu a existat niciodată, cum ar putea să se întoarcă în timp și să-l omoare pe bunicul? Astfel, însăși ideea călătoriei în timp duce la o posibilă încălcare a cauzalității - regula că o cauză precedă întotdeauna un efect.
În conformitate cu Relativity Special, trecutul (cauza) precedă întotdeauna viitorul (efectul) / Helen Klus.
Să ne imaginăm un scenariu în care un tânăr inventator talentat - hai să-l numim Eugene - creează o mașină a timpului în 2018. Deoarece Eugene nu l-a cunoscut niciodată pe bunicul său, el decide să călătorească în timp pentru a-l întâlni. După o cercetare atentă, el află exact unde era bunicul său - încă tânăr și singur - la ora 15:43, la 22 noiembrie 1960, la ora 15:43. Intră în mașina timpului și își începe călătoria.
Video promotional:
Din păcate, Zhenya ia totul literal, iar când a aflat unde va fi bunicul său, a mers chiar în acel loc. El „aterizează” chiar acolo unde bunicul său ar trebui să fie în acel moment … cu un rezultat foarte previzibil. După un test ADN rapid, el își dă seama că acesta era cu adevărat tatăl tatălui său, se întoarce în mașină și își așteaptă dispariția.
Ce e de facut in continuare
Fizicienii și filozofii au propus mai multe soluții la paradox. Principiul autoconsistenței de la Novikov, dezvoltat în anii ’70 de fizicianul rus Igor Dmitrievici Novikov (Evoluția Universului, 1979), sugerează utilizarea unor linii geodezice pentru a descrie curbura timpului (aproximativ modul în care curbura spațiului este descrisă în teoria generală a relativității a lui Einstein). Aceste curbe închise, asemănătoare timpului, nu vor rupe relații cauzale care sunt pe aceeași curbă. Principiul presupune, de asemenea, că deplasarea în timp va fi posibilă doar în zonele în care aceste curbe închise sunt prezente - de exemplu, în prezența găurilor de vierme, așa cum au fost descrise de Kip Thorne și colegii lor din hârtia din 1988, Wormholes, Time Machines și Starea de energie slabă (Wormholes, Mașini de timp și condiții slabe de energie). În acest caz, evenimentele ar fi ciclice și auto-consecvente. La rândul său, acest lucru implică faptul că călătorii în timp nu ar putea să schimbe trecutul - fie printr-un fel de bariere fizice, fie prin lipsa capacității de a face o astfel de alegere. Așa că, oricât de greu ar fi încercat Eugene, nu ar fi fost în stare să-și aterizeze mașina chiar în acel moment, chiar dacă dintr-o dată era hotărât să-și omoare bunicul.
Igor Dmitrievich Novikov / Arhiva foto a GAISh MSU.
Această idee a fost extinsă ulterior de studenții Caltech, Fernando Esheverria și Gunnar Klinghammer, în colaborare cu Kip Thorn. În articolul lor, au prezentat o bilă de biliard aruncată în trecut printr-o gaură de vierme de-a lungul unei traiectorii care, în cele din urmă, l-ar împiedica să intre. Ei au susținut că proprietățile fizice ale găurii de vierme ar schimba traiectoria mingii în așa fel încât să nu poată interveni cu ea însăși sau că mingea nu poate intra în gaura de vierme din cauza interferenței efective din exterior.
Astfel, dacă respectați teoria lui Novikov, orice acțiune întreprinsă de călător în timp devine o istorie a faptului complet, iar observatorii acestor evenimente sunt împiedicați să vadă orizontul Cauchy.
La revenirea în 2018, Evgeny nostru descoperă că casa familiei sale a dispărut, precum și alte urme ale existenței sale. După ce a citit despre teoria lui Novikov și bilele de biliard de la oamenii de știință din Caltech, el blestemă Universul pentru inacțiune. Și în acest moment își dă seama că poate Universul nu a intervenit, deoarece acest lucru a necesitat unele acțiuni corective. El se întoarce la mașina timpului pentru a-și schimba propriile acțiuni și a-și salva viitorul.
Soluția Esheverria și Klinkhammer / Wikipedia.
Soluția lui Novikov poate părea oarecum îndepărtată, deoarece necesită cu siguranță multe mecanisme care încă nu sunt cunoscute fizicii. Din acest motiv, comunitatea științifică respinge această soluție a „paradoxului bunicului ucis”.
Ar putea exista o soluție mai economică a paradoxului, bazată pe aspecte deja existente ale fizicii introduse de alte teorii? Se dovedește că o ipoteză precum interpretarea mai multor lumi a mecanicii cuantice o poate oferi.
Interpretarea multor lumi a mecanicii cuantice se grăbește spre salvare
Interpretarea în multe lumi a mecanicii cuantice a fost propusă de Hugh Everett III în anii 1950 ca o soluție a problemei de colaps a funcției de undă observată în celebrul experiment cu două fante ale lui Young.
Pe măsură ce călătorește prin fanta, un electron poate fi descris de o funcție de undă cu o probabilitate finită de a trece fie fanta 1, fie fanta 2. Când un electron apare pe ecran, arată ca o undă frântă. Și în alte cazuri, se manifestă ca o particulă. Aceasta se numește colapsul funcției de undă. Cu alte cuvinte, valul pare să dispară și o particulă rămâne la locul lui. Acesta este, la rândul său, un factor cheie în interpretarea de la Copenhaga a mecanicii cuantice. Dar oamenii de știință nu au înțeles de ce funcția valului s-a prăbușit.
Everett a pus o altă întrebare: funcția de undă se prăbușește deloc?
El a prezentat o situație în care funcția de undă continuă să crească exponențial fără să se prăbușească. Drept urmare, întregul Univers dobândește una dintre cele două stări posibile: „lumea” în care particulele a trecut prin slotul nr. 1 și „lumea” în care particula a trecut prin slotul nr. 2. Everett a susținut că aceeași „diviziune” de state are loc în toate evenimentele cuantice, ale căror rezultate multiple există în lumi diferite, într-o stare de suprapunere. Funcția de undă la noi pare că se prăbușește, deoarece trăim într-una dintre aceste lumi care nu sunt capabile să interacționeze între ele.
Diagrama diviziunii lumilor în funcție de interpretarea mai multor lumi a mecanicii cuantice / Wikipedia.
Prin urmare, când Eugene ajunge în 1960, universul este împărțit. El nu mai este în lumea de unde a venit (să fie numărul 1 mondial). În schimb, el a creat și a ocupat o lume nouă. Când călătorește spre viitor, se mișcă împreună cu cronologia acestei lumi. Nu a existat niciodată în ea și, de fapt, nu și-a ucis niciodată bunicul. Bunicul său continuă să existe într-o stare bună de sănătate în numărul 1 mondial.
Rezuma
Desigur, niciuna dintre soluțiile și ipotezele propuse nu face ca călătoria în timp să devină o realitate. Teoria specială a relativității a lui Einstein și limitările la viteza unui obiect de masă reprezintă obstacole serioase în acest sens. Cu toate acestea, acestea oferă soluții interesante pentru puzzle. În mod ironic, cea mai plauzibilă soluție a „paradoxului bunicului ucis” provine dintr-o singură ipoteză fizică, care a dat naștere chiar mai multe povești fantastice decât multe alte idei și ipoteze exprimate de oamenii de știință în secolul trecut.
În mod curios, interpretarea multor lumi poate răspunde, de asemenea, la o altă conundru asociată călătoriei în timp. Dacă o astfel de tehnologie va fi vreodată altceva decât fantezie, unde sunt tot timpul călătorii? De ce nu au venit la noi să ne povestească despre descoperirea lor?
Răspunsul probabil este că trăim într-o lume primordială în care mașinile de timp sunt destinate a fi create. Iar inventatorii și colegii lor călători pur și simplu sfârșesc în alte lumi, pe care ei înșiși le generează. Dacă acest lucru este adevărat, atunci invenția mașinii timpului va conduce lumea noastră la faptul că mulți fizicieni și inventatori vor dispărea din ea.
Vladimir Guillen
