Ir zināms, ka mūsdienu astronauti to jau dara. Tiesa, viņi līdz šim ceļo tikai uz nākotni. Un uz sekundes daļu. Bet kas zina - varbūt kādu dienu mēs varēsim aizlidot gadiem vai pat gadsimtiem uz priekšu vai, gluži pretēji, paglābt mūsu piecus gadus vecā vectēva priekšteci? Bet sāksim kārtībā.
Apstājieties uz brīdi
Laiks atšķirīgi lido tukšā kosmosa telpā un uz Zemes. To zina katrs students. Jo spēcīgāks ir objekta smagums, jo lēnāk laiks plūst tā tuvumā. Tas ir saistīts ar faktu, ka gravitācija kropļo četrdimensiju telpas laika "audumu". No otras puses, Einšteins parādīja, ka jo lielāks ir ātrums, jo lielāka ir masa. Tāpēc visiem objektiem, kas pārvietojas ar ļoti lielu ātrumu, laiks arī palēninās. ISS ātrums pārsniedz 27 tūkstošus km / h. Piemēram, krievu kosmonauts Sergejs Krikalevs orbītā pavadīja 803 dienas, 9 stundas un 39 minūtes. Tādējādi viņš dzīvo laikā, pilnībā priekšā 1/50 sekundes.
Laika mašīna
Relativitātes teorija stāsta, ka var izveidot laika mašīnu, kas mūs ved uz nākotni. Jūs to ievadāt, pagaidiet. Iznāciet un uzziniet, ka gadsimtiem pagājuši uz Zemes. Pagaidām tam nav tehnoloģiju, taču zinātne zina, ka tas ir iespējams.
Tomēr tam jums jāpaātrina līdz ātrumam, kas tuvs gaismas ātrumam. Vai ir kāds brīnums, ka laika mašīna nav nekas vairāk kā kosmosa kuģis, jo saskaņā ar vispārējo relativitātes teoriju laiks un telpa ir nesaraujami saistīti (jautājums par to, kā, paātrinoties līdz tik izmisīgam ātrumam, saglabāt savu ķermeni un pašu kuģi neskartu), Vēl nē). Bet vai cilvēks, kurš ir veicis šādu ceļojumu, var atgriezties pagātnē?
Reklāmas video:
Pirmie mājieni, ka fizikas likumi ļauj cilvēkiem ceļot pagātnē, parādījās 1949. gadā, kad matemātiķis Kurts Gēdels atrada jaunu risinājumu Einšteina vienādojumos un faktiski - jaunu telpas-laika struktūru, kas ir diezgan pieņemama no vispārējās relativitātes viedokļa. Tomēr, balstoties uz Gēdela vienādojumiem, Visumam vajadzētu rotēt kopumā, nevis paplašināties ar paātrinājumu - kas, kā kopš tā laika izrādījās, neatbilst realitātei.
Pēdējos gados zinātnieki ir ierosinājuši citus potenciālā laika pārvietošanās ceļus - telpas-laika izliekumu. Tomēr mikroviļņu fona analīze un citi dati rāda, ka Visums nekad nav bijis pietiekami savijies, lai šāda ceļošana būtu iespējama. Tomēr ir arī risinājums.
Kāda ir pagātne?
Saskaņā ar vispārējo relativitāti, visiem novērotājiem ir ne tikai viens, universāls laika rādītājs, bet noteiktos apstākļos pat novērotājiem nav jāvienojas par noteiktu notikumu vienotu secību. Teiksim, ka laiks Alfa Kentaurā pārvietojas ar tādu pašu ātrumu kā uz Zemes (planētai, uz kuras dzīvo citplanētieši, ir tāda pati masa un tā pārvietojas ar tādu pašu ātrumu). 2014. gadā notika Soču olimpiāde. Pieņemsim arī, ka Starpplanētu šaha turnīra atklāšana Alpha Centauri notiks 2015. gadā. Kurš notikums notika agrāk?
No zemnieku viedokļa - olimpiāde. No "Kentauru" viedokļa - turnīrs. Galu galā gaisma no Zemes līdz Alfa Kentauri prasīs četrus gadus. Pārvietojoties ātrāk par gaismu, jūs varētu doties uz olimpiādi un lidot uz turnīru, un pēc tam atkal atgriezties uz Zemes … pirms olimpiādes. Protams, teorētiski - ja atrodat veidu, kā ceļot ātrāk nekā gaismas ātrums.
Ir zināms, ka nav iespējams pārvietoties ātrāk par gaismas ātrumu, pamatojoties uz relativitātes teoriju. Tuvojoties “gaismas barjerai”, objekta paātrināšanai ir nepieciešama arvien vairāk enerģijas. Vienā brīdī - ar teorētisku gaismas ātruma sasniegšanu - tas prasītu bezgalīgu daudzumu. Turklāt ķermenim, kas sasniegtu šādu ātrumu, jāiegūst bezgalīga masa.
Tārpu caurumi
Šajā vietā ir iespējams veikt manevru apļveida krustojumā. Tas slēpjas telpā-laika deformācijas potenciālā. Piemēram, tā, lai tiktu atvērts īss ceļš no olimpiādes līdz šaha turnīram. Jūs nepārvietosities ātrāk par gaismas ātrumu - bet kosmosā ceļosit ātrāk.
1935. gadā Alberts Einšteins un Nātans Rozens uzrakstīja rakstu, kurā apgalvoja, ka vispārējā relativitāte ļauj eksistēt šādiem telpas-laika tiltiem, lokiem - “tārpiem”.
Einšteina-Rozena tilti, tā sauktie "tārpu caurumi"
Alamy
Tārpa cauruma integritātes saglabāšana prasa milzīgu enerģiju, un teorija paredz, ka tie nevar ilgt pietiekami ilgi, lai kosmosa kuģis vai cits makroskopisks objekts varētu iziet cauri. Šāds tilts var "sabrukt", un kuģis pazudīs kaut kur savdabībā.
Tiesa, zinātnieki atzīst domu, ka tehniski attīstīta civilizācija šādu caurumu varētu turēt vaļā īstajā laikā. Bet kā to panākt, joprojām nav skaidrs.
Šeit ir vērts teikt, ka visām lietām, pie kurām mēs esam pieraduši, ir pozitīvs enerģijas blīvums, kas piešķir telpas laikam pozitīvu izliekumu, kas atgādina sfēru. Un telpas-laika deformācijai, kas ļautu mums ceļot pagātnē, mums ir nepieciešama matērija ar negatīvu izliekumu - tas ir, ar negatīvu enerģijas blīvumu. Kā jūs zināt, kvantu mehānika ļauj eksistēt šādam negatīvam enerģijas blīvumam (ar nosacījumu, ka šo "negatīvismu" kompensē "pozitivitāte" citās jomās), un pieļauj teorētisku iespēju deformēt telpas laiku.
To nav viegli iedomāties. Lai to izdarītu, astrofiziķi bieži izmanto kalna piemēru. Ja izrakt lielu caurumu un izmest no tā netīrumus uz urbuma malas, jūs nonāksit ne tikai ar caurumu, bet arī ar kalnu. Šajā gadījumā kalns būs šīs pozitīvās enerģijas metafora, un bedre būs negatīva.
Melnie caurumi un vairāk
Zinātnieki piesardzīgi liek domāt, ka melnie caurumi var būt kaut kādi tārpu caurumu analogi. Lieta ir tā, ka bo? Kosmosa laika lielākā daļa ir gandrīz līdzena. Tas ir stipri deformēts tikai melnajos caurumos. Melnais caurums tik ļoti izkropļo telpas laiku laikā, ka tas veido sava veida "piltuvi", koniska formas "caurumu".
Smagums melnā cauruma tiešā tuvumā ir tik milzīgs, ka telpā esošais laiks faktiski pārstāj eksistēt vai ir tik ļoti izkropļots, ka laiks praktiski apstājas. Turklāt daži melnie caurumi rotē gandrīz gaismas ātrumā. Rezultātā telpas laiks "krokas" bedrē, praktiski "caurulē". Varbūt, iekļūstot melnajā caurumā, mēs varētu iziet cauri tā šaurajam tunelim un atrasties … pagātnē vai, piemēram, citā Visumā?
Visslavenākais mūsu laika teorētiskais fiziķis - Stefans Hokings - ir pārliecināts, ka tas nav iespējams. Pat ja kosmosa kuģim kaut kādā neticamā veidā (pārvarot milzīgā gravitācijas efektu, neskarto) izdosies iekļūt melnā cauruma pašā centrā, tas atradīsies savdabībā un vienkārši pārstās eksistēt.
Tomēr daudzi citi zinātnieki uzskata, ka, nonākot melnajā caurumā, noteiktos apstākļos, jūs joprojām varat izdzīvot un pat meklēt veidus, kā to izdarīt. Protams, tas izskatās ekscentriski. Bet zinātnes vēsture zina daudz piemēru, kad šādi ekscentri izgudroja lidmašīnu vai devās uz mēness.
Melnais caurums Unicorn zvaigznājā un tā pavadonis B (e) -star, kā redzējis mākslinieks
ESA
Ričards Gots, Prinstonas universitātes astrofizikas profesors, ir laika ceļojumu entuziasts. Viņš izveido savu teorētisko projektu laika mašīnai un pat apgalvo, ka ir atradis risinājumu ceļošanai uz pagātni. Pēc dažu astrofiziķu uzskatiem, Gots uzskata, ka dabiskā laika mašīna ir ātri rotējoša melnā cauruma centrs. Bet viņš arī saprot, cik neuzticams var būt šāds “transports”.
Tomēr Gots atrada potenciāli mazāk bīstamu melnā cauruma centra analogu - parādību, ko sauc par kosmiskām stīgām. Kosmiskās virknes ir hipotētiski esošas telpas-laika krokas, plānas enerģijas pavedieni, kas palikuši no Lielā sprādziena. To platums ir mazāks par atomu kodolu, bet tiem ir fenomenāls blīvums. Šādai virknei, tikai 1 m garai, būtu lielāks smagums nekā visai Zemei, un tā radītu milzīgu izliekumu. Gots atklāja, ka šādu ātri kustīgu stīgu mijiedarbība var radīt dabisku laika mašīnu.
Gota aprēķinus vēl neapstiprina novērojumi, taču zinātnieks mēģina pierādīt, ka šīs virknes pastāv. Tomēr pat viņš saka, ka gandrīz neiespējami atrast divas šādas virknes, kas šķērsotu viena otrai. Tāpēc Gott pievērš uzmanību citai teorētiskai struktūrai, kosmiskajiem gredzeniem, kas varētu veidot slēgtas virknes. Neskatoties uz to esamības pierādījumu trūkumu, Gota teorijā nav tiešu kļūdu. Bez tam šāda "gredzena" iekšpusē atkal būs … melnais caurums. Un vispār, lai kontrolētu sistēmu ar tik grandiozu smagumu, būtu nepieciešami visu galaktiku enerģijas resursi.
Galaktika M83. Melnais caurums, kas atrasts galaktikā M 83, ir apiets teorētiskā spilgtuma robeža, atspēkojot faktu, ka Eddington robeža ir dabas pamatlikums
NASA
Jūs nevarat palikt atpakaļ pagātnē
Bet vai kvantu teorija pieļauj laika pārvietošanos mūsu - makroskopiskajā - mērogā? Stefans Hokings saka, ka viņš to dara no pirmā acu uzmetiena. To pierāda Feynman integrāļi virs trajektorijām (Feynman integrāļu būtība ir tāda, ka tie jebkuras elementārdaļiņas unikālās, vienīgās iespējamās trajektorijas definīciju aizstāj ar tās kustības iespējamo trajektoriju bezgalīga kopuma kopsummu). Galu galā tie aptver visus iespējamos scenārijus un tāpēc ļauj eksistēt šādam telpas-laika izkropļojumam, kas nepieciešams ceļošanai uz pagātni. Tāpēc nav iespējams apgalvot, ka šādi ceļojumi principā nav iespējami.
Smagas daļiņas, kuras paātrina sadursmēs Eiropas Kodolpētījumu centrā (CERN) vai Nacionālajā laboratorijā. Fermi Amerikas Savienotajās Valstīs sasniedz ātrumu, kas vienāds ar 99,99% no gaismas ātruma. Tomēr neatkarīgi no tā, cik tiek palielināta instalācijas jauda, nebūs iespējams pārsniegt gaismas barjeru.
Sveiki, viesi no nākotnes
Bet ja tā, kāpēc vēl viesi no nākotnes mūs nav apmeklējuši? Populārais viedoklis ir tāds, ka nākotnes civilizācija ir tik "attīstīta", ka tā uzskata par nelietīgu atklāt laika ceļojuma noslēpumu tādām nesaprātīgām būtnēm kā mēs. Ko darīt, ja aizrautīgs laikmetīgais vēlas atgriezties laikā un atklāt nacistiem atombumbas noslēpumu?..
Tik atšķirīgs stāsts
Var izrādīties, ka vēsture ir stingri noteikta notikumu ķēde, tāpēc, pat ja atgriezīsities pagātnē, jums būs lemts rīkoties tāpat, kā jūs darījāt iepriekš. Pretējā gadījumā, atgriežoties savā nākotnē, jūs pat varat atrast, ka jūs … vienkārši neeksistē, vai arī jūsu tuvinieki neeksistē, vai arī nav nevienas valsts, kurā jūs dzīvojat utt. Līdzīga drāma ir labi aprakstīta slavenajā zinātniskās fantastikas stāstā Reja Bredberija filmā "Un pērkons satriekts", kuras galvenais varonis ceļojumā pagātnē nejauši sasmalcināja tauriņu - liberālis ir diktators. Dabas zinātnēs šo terminu sauc par tauriņa efektu:neliela ietekme uz haotisko sistēmu var radīt lielas un neparedzamas sekas citur un citā laikā.
Vēl vienu iespējamu laika ceļojuma paradoksu risināšanas veidu var raksturot kā alternatīvas vēstures hipotēzi. Kad laika ceļotāji atgriežas pagātnē, viņi nonāk alternatīvos stāstos, kas atšķiras no tiem, kurus viņi zina. Daudzi zinātnieki šodien runā par iespējamo Multiverse pastāvēšanu, kurā var ietilpt visi šie - un bezgalīgs skaits citu - pagātnes variantu, kas sazarojas bezgalīgā skaitā pasaulju …
No pirmā acu uzmetiena šī hipotēze atgādina Feynmana kvantu mehāniskos vienādojumus. Bet starp viņiem ir arī neatrisināmas pretrunas. Feynman integrāļos katrā trajektorijā pilnībā ietilpst telpas laiks un viss, kas tajā atrodas. Un, kā mēs uzzinājām, šāda skata ietvaros raķete varēja ceļot pa izliektu telpas laiku pat pagātnē. Bet pati raķete būtu palikusi tajā pašā "savā" telpas laikā un tāpēc tajā pašā vēsturē. Tāpēc Feynman integrāļi drīzāk atbalsta fiksētas pagātnes hipotēzi.
Mūsdienu zinātne apšauba iespēju ceļot uz pagātni. Bet tomēr mēs neiesakām jums strīdēties ar kādu par šo rezultātu: ko darīt, ja tas kāds strīdas, jau iepriekš zinot nākotni?..
Olga Fadeeva