Ce este timpul? Augustin cel Fericit a spus: „Știu ce este timpul, până nu mă gândesc la asta”. Conform modelului standard de fizică, timpul este a patra dimensiune, pe lângă cele trei dimensiuni spațiale. Deci poți trece prin ea. Ani de zile, scriitorii de ficțiune științifică au apreciat posibilitățile călătoriei în timp într-o varietate de moduri. În fiecare secol stăpânim tot mai multe tehnologii noi, descoperim noi aspecte ale științei. Ce ne rămâne pentru a afla despre călătoriile în timp înainte de a începe să o facem realitate?
Este posibil să fi observat că ne mișcăm constant în timp. Ne deplasăm prin ea. La nivelul de bază al conceptului, timpul este rata schimbării universului și indiferent dacă ne place sau nu, suntem supuși unor schimbări constante. Îmbătrânim, planetele se mișcă în jurul Soarelui, lucrurile sunt distruse.
Măsuram trecerea timpului în secunde, minute, ore și ani, dar acest lucru nu înseamnă deloc că timpul curge la o viteză constantă. Ca apa dintr-un râu, timpul trece în moduri diferite în locuri diferite. Pe scurt, timpul este relativ.
Dar ce provoacă fluctuații temporare pe drumul de la leagăn la mormânt? Totul se reduce la relația dintre timp și spațiu. Omul este capabil să perceapă în trei dimensiuni - lungime, lățime și adâncime. Timpul completează această petrecere ca fiind cea de-a patra dimensiune. Timpul nu există fără spațiu, spațiul nu există în afara timpului. Și acest cuplu este conectat într-un continuu spațiu-timp. Orice eveniment care are loc în Univers trebuie să implice spațiu și timp.
În acest articol, vom lua în considerare cele mai reale și cotidiene posibilități de călătorie în timp în Universul nostru, precum și mai puțin accesibile, dar nu mai puțin posibile căi prin a patra dimensiune.
Călătorii temporare către viitor
Dacă vrei să trăiești câțiva ani ceva mai repede decât altcineva, trebuie să te ocupi de spațiu-timp. Sateliții de poziționare globală fac acest lucru în fiecare zi, cu trei miliarde parte din secundă înaintea cursului natural al timpului. Pe orbită, timpul curge mai repede, deoarece sateliții sunt departe de masa Pământului. Și la suprafață, masa planetei poartă cu ea timp și o încetinește la scară relativ mică.
Video promotional:
Acest efect se numește dilatație gravitațională a timpului. Conform teoriei relativității generale a lui Einstein, gravitația se îndoaie spațiul, iar astronomii folosesc acest corolar când studiază lumina care trece lângă obiecte masive.
Dar ce legătură are asta cu calendarul? Amintiți-vă - orice eveniment care are loc în univers implică atât spațiu, cât și timp. Gravitatea nu numai că reunește spațiul, ci și timpul.
Fiind în fluxul de timp, veți observa cu greu o schimbare a cursului său. Dar obiectele suficient de masive - cum ar fi gaura neagră super-masivă alfa Săgetător, situată în centrul galaxiei noastre - vor deforma serios materialul timpului. Masa punctului său de singularitate este de 4 milioane de sori. Această masă încetinește timpul în jumătate. Cinci ani pe orbita unei găuri negre (fără a cădea în ea) sunt zece ani pe Pământ.
Viteza mișcării joacă, de asemenea, un rol important în viteza fluxului timpului nostru. Cu cât vă apropiați de viteza maximă de mișcare - viteza luminii - timpul curge mai lent. Până la sfârșitul călătoriei, ceasul unui tren în mișcare rapidă va începe să „întârzie” cu o miliardime de secundă. Dacă un tren atinge 99,999% viteză ușoară, într-un an într-o trăsură, puteți călători două sute douăzeci și trei de ani în viitor.
De fapt, călătoriile ipotetice în viitor sunt construite pe această idee, iertând tautologia. Dar despre trecut? Puteți întoarce timpul?
Călătorii temporare în trecut
Am constatat că călătoria în viitor se întâmplă tot timpul. Oamenii de știință au dovedit acest lucru experimental, iar ideea se află în centrul teoriei relativității lui Einstein, care împlinește 100 de ani în acest an. Este destul de posibil să treci în viitor, singura întrebare este „cât de repede”? Când vine vorba de călătorie înapoi în timp, răspunsul este să privim cerul nocturn.
Galaxia Calea Lactee are aproximativ 100.000 de ani lumină, ceea ce înseamnă că lumina de la stele îndepărtate trebuie să călătorească mii și mii de ani înainte de a ajunge pe Pământ. Prinde această lumină și, în esență, te vei uita pur și simplu la trecut. Când astronomii măsoară radiațiile cosmice cu microunde, ei privesc în cosmos așa cum era acum 10 miliarde de ani. Dar asta nu este tot.
Nu există nimic în teoria relativității a lui Einstein care să excludă posibilitatea de a călători în trecut, însă existența foarte posibilă a unui buton care te-ar putea readuce ieri încalcă legea cauzalității sau cauza și efectul. Când se întâmplă ceva în Univers, evenimentul generează un nou lanț nesfârșit de evenimente. Cauza se naște întotdeauna înainte de efect. Imaginează-ți o lume în care victima ar muri înainte ca glonțul să-i lovească capul. Aceasta este o încălcare a realității, dar, în ciuda acestui fapt, mulți oameni de știință nu exclud posibilitatea de a călători în trecut.
De exemplu, se crede că mișcarea mai rapidă decât viteza luminii poate trimite înapoi în trecut. Dacă timpul încetinește pe măsură ce un obiect se apropie de viteza luminii, poate rupe această barieră întoarce timpul? Desigur, atunci când se apropie de viteza luminii, crește și masa relativistă a obiectului, adică se apropie de infinit. Pare imposibil să accelerăm o masă infinită. În teorie, viteza de urzire, adică deformarea vitezei ca atare, poate înșela legea universală, dar chiar și aceasta va necesita costuri energetice colosale.
Ce se întâmplă dacă timpul călătorește spre viitor și trecut depinde nu atât de cunoștințele noastre de bază despre spațiu, ci mai mult de fenomenele cosmice existente? Să aruncăm o privire la o gaură neagră.
Găuri negre și inele Kerr
Orbită în jurul găurii negre suficient de mult, iar dilatarea gravitațională a timpului te va arunca în viitor. Dar dacă te cazi chiar în fălcile acestui monstru cosmic? Am scris deja despre ce se va întâmpla la plonjarea într-o gaură neagră, dar nu am menționat o varietate atât de exotică de găuri negre precum inelul Kerr. Sau gaura neagră a lui Kerr.
În 1963, matematicianul din Noua Zeelandă, Roy Kerr, a propus prima teorie realistă a unei găuri negre rotative. Conceptul include stele neutronice - stele care se prăbușesc masiv de dimensiunea Sankt Petersburgului, de exemplu, dar cu masa Soarelui Pământului. Am inclus găurile de neutroni în lista celor mai misterioase obiecte din Univers, numindu-le magnete. Kerr a afirmat că, dacă o stea muribundă s-ar prăbuși într-un inel rotativ de stele neutronice, forța lor centrifugă le-ar împiedica să devină o singularitate. Și din moment ce gaura neagră nu va avea un punct de singularitate, Kerr și-a dat seama că va fi posibil să intre în interior, fără teama de a fi sfâșiat de gravitația din centru.
Dacă există găuri negre Kerr, am putea trece prin ele și ieși în gaura albă. Este ca și cum s-a făcut o gaură neagră. În loc să sugă tot ce poate, gaura albă va arunca, dimpotrivă, tot ce poate. Poate chiar și în alt timp sau alt univers.
Gurile negre de la Kerr rămân o teorie, dar, dacă există, sunt portaluri de soi, oferind călătorii unice către viitor sau trecut. Și în timp ce o civilizație extrem de avansată ar putea să evolueze în acest fel și să călătorească în timp, nimeni nu știe când „sălbatic” gaura neagră Kerr va dispărea.
Gura de vierme (găuri de vierme)
Inelele teoretice ale lui Kerr nu sunt singura modalitate de a „scurta” căile către trecut sau viitor. Filmele de ficțiune științifică - de la Star Trek la Donnie Darko - se ocupă adesea cu podul teoretic Einstein-Rosen. Pentru dvs. aceste poduri sunt mai bine cunoscute sub numele de găuri de vierme.
Teoria generală a relativității a lui Einstein permite existența găurilor de vierme, deoarece teoria marelui fizician se bazează pe curbura spațiului-timp sub influența masei. Pentru a înțelege această curbură, imaginați-vă țesătura spațiului ca o foaie albă și pliați-o în jumătate. Zona foii va rămâne aceeași, nu se va deforma, dar distanța dintre cele două puncte de contact va fi în mod clar mai mică decât atunci când foaia se afla pe o suprafață plană.
În acest exemplu simplificat, spațiul este înfățișat ca un plan bidimensional, și nu în patru dimensiuni, care este de fapt (amintiți-vă a patra dimensiune - timpul). Găurile de vierme ipotetice funcționează într-un mod similar.
Rapid înainte în spațiu. Concentrația de masă în două părți diferite ale universului ar putea crea un fel de tunel în spațiu-timp. În teorie, acest tunel ar conecta două segmente diferite ale continuumului spațiu-timp între ele. Desigur, este foarte posibil ca unele proprietăți fizice sau cuantice să împiedice astfel de găuri de vierme să apară singure. Ei bine, sau sunt născuți și dispar imediat, fiind instabili.
Potrivit lui Stephen Hawking, găurile de vierme pot exista în spumă cuantică, cel mai mic mediu din univers. Micutele tuneluri se nasc în mod constant și izbucnesc, legând locuri și ore separate pentru momente scurte.
Găurile de vierme pot fi prea mici și de scurtă durată pentru ca o persoană să se miște, dar ce se întâmplă dacă într-o zi le putem găsi, ține, stabiliza și mări? Cu condiția, Hawking notează că veți fi gata de feedback. Dacă dorim să stabilizăm artificial tunelul spațiu-timp, radiațiile din acțiunile noastre îl pot distruge, la fel cum inversarea sunetului poate deteriora un difuzor.
Șiruri cosmice
Încercăm să strecurăm găurile negre și găurile de vierme, dar există un alt mod de a călători în timp folosind un fenomen cosmic teoretic? Având în vedere aceste gânduri, ne întoarcem la fizicianul J. Richard Gott, care a conturat ideea unui șir cosmic în 1991. După cum sugerează și numele, acestea sunt obiecte ipotetice care s-ar fi putut forma în primele etape ale dezvoltării universului.
Aceste șiruri pătrund în întregul univers, fiind mai subțiri decât un atom și sub presiune puternică. În mod natural, acest lucru implică faptul că dau o forță gravitațională pentru tot ceea ce trece lângă ei, ceea ce înseamnă că obiectele atașate la șirul cosmic pot călători în timp cu viteză incredibilă. Dacă trageți două șiruri cosmice mai aproape unul de celălalt sau așezați una dintre ele lângă o gaură neagră, puteți crea ceea ce se numește o curbă de timp închisă.
Folosind gravitația produsă de două șiruri cosmice (sau o sfoară și o gaură neagră), nava spațială s-ar putea trimite teoretic înapoi în timp. Pentru a face acest lucru, va trebui să faceți o buclă în jurul șirurilor cosmice.
Apropo, șirurile cuantice sunt dezbătute fierbinte chiar acum. Gott a afirmat că pentru a călători înapoi în timp, se va bucla în jurul unui șir care conține jumătate din energia de masă a unei întregi galaxii. Cu alte cuvinte, jumătate din atomii din galaxie ar trebui să fie folosiți ca combustibil pentru mașina dvs. de timp. Ei bine, după cum știe toată lumea, nu poți să te întorci în timp înainte ca mașina în sine să fie creată.
În plus, există paradoxuri temporare.
Paradoxuri în timpul călătoriei
După cum am spus, ideea călătoriei în timp este ușor umbrită de partea a doua a legii cauzalității. Cauza intră în vigoare, cel puțin în Universul nostru, ceea ce înseamnă că poate strica chiar și cele mai gândite planuri de călătorie în timp.
Pentru început, imaginați-vă dacă călătoriți cu 200 de ani înapoi în timp, veți apărea cu mult înainte de a vă naște. Gândiți-vă pentru o secundă. De ceva timp, efectul (tu) va exista înainte de cauza (nașterea ta).
Pentru a înțelege mai bine cu ce avem de-a face, ia în considerare celebrul bunic paradox. Ești un asasin în călătorii în timp, bunicul tău este ținta ta. Te strecori printr-o gaură de vierme din apropiere și te îndrepți spre o versiune vie de 18 ani a tatălui tău. Îți ridici pistolul, dar ce se întâmplă când tragi pe trăgaci?
Gandeste-te la asta. Încă nu te-ai născut. Chiar și tatăl tău nu s-a născut încă. Dacă îl omori pe bunicul tău, el nu va avea un fiu. Acest fiu nu vă va naște niciodată și nu puteți călători înapoi în timp cu o sarcină sângeroasă. Iar absența ta nu va trage declanșatorul în niciun fel, negând astfel întregul lanț de evenimente. Numim asta o buclă de cauze incompatibile.
Alternativ, luați în considerare ideea unei bucle cauzale secvențiale. Deși te gândești, elimină teoretic paradoxurile temporale. Potrivit fizicianului Paul Davis, o astfel de buclă arată astfel: un profesor de matematică trece în viitor și fură o teoremă matematică complexă. Apoi îl dă celui mai strălucit student. După aceea, studentul promițător crește și învață pentru ca într-o zi să devină omul de la care profesorul a furat odată o teoremă.
În plus, există un alt model de călătorie în timp care implică o denaturare a probabilității atunci când abordăm posibilitatea unui eveniment paradoxal. Ce inseamna asta? Hai să revenim în pantofii ucigașului bunicului tău. Acest model de călătorie în timp vă poate ucide bunicul. Puteți trage declanșatorul, dar arma nu va trage. Pasărea va ciripi în momentul potrivit sau se va întâmpla altceva: o fluctuație cuantică nu va permite o situație paradoxală.
Și în sfârșit, cel mai interesant lucru. Viitorul sau trecutul la care mergeți pot exista pur și simplu într-un univers paralel. Să ne imaginăm acest lucru ca fiind paradoxul separării. Puteți distruge orice doriți, dar acest lucru nu vă va afecta lumea în casă. Îți vei ucide bunicul, dar nu vei dispărea - poate un alt „tu” va dispărea într-o lume paralelă sau scenariul va urma modelele de paradox pe care le-am considerat deja. Cu toate acestea, este posibil ca această călătorie în timp să fie o călătorie unică și niciodată să nu vă mai puteți întoarce acasă.
Ești complet confuz? Bine ați venit în lumea călătoriilor în timp.
Ilya Khel
