Всичко не е толкова просто
Представете си, че имате счупено яйце на лицето си и това не е фигура на речта. Опит за жонглиране с яйца доведе до това, че едно от тях падна и се счупи на главата ви, а сега трябва да отидете под душа и да си смените дрехите.
Но не би ли било по-лесно да върнете времето за минута? В крайна сметка яйцето се счупи само за няколко секунди - защо не можете да направите същото, точно обратното? Просто сложете черупката заедно, хвърлете бялото и жълтъка - и това е всичко. Ще имате чисто лице, чисти дрехи и без жълтък в косата.
Звучи нелепо - но защо? Защо не мога да отменя това действие? Всъщност нищо не е невъзможно в това. Няма природен закон, който да забрани това.
Освен това физиците съобщават, че всеки момент, който се случва в ежедневието, може да се случи в обратен ред във всеки момент от време. Така че защо да не "разбиете" яйцата, да "изгорите обратно" мача или дори да "дислокирате" крака назад?
Защо тези неща не се случват всеки ден? Защо бъдещето изобщо се различава от миналото? Този въпрос изглежда доста прост, но за да го отговорите, трябва да се върнете към раждането на Вселената, да се обърнете към атомния свят и да достигнете границите на физиката.
Подобно на много истории в света на физиката, и тази датира от големия физик Исак Нютон. Бубонната чума погълна Великобритания през 1666 г. и именно тя принуди Нютон да напусне университета в Кеймбридж и да се прибере при майка си, която живееше в провинцията в Линкълншър. Там Нютон се отегчава и, изолиран от външния свят, се занимава с физика.
Той откри три закона за движение, включително прочутата максима, че всяко действие има свое противопоставяне. Той също излезе с обяснение защо гравитацията работи.
Промоционално видео:
Законите на Нютон са невероятно ефективни при описанието на света около нас. Те могат да обяснят много явления, от това защо ябълки падат от дървета до защо земята се върти около слънцето.
Но имат странно свойство - работят по същия начин и обратно. Ако яйце се счупи, тогава законите на Нютон казват, че то може да се върне в първоначалното си състояние. Очевидно това е погрешно, но практически всяка теория, която учените са разработили след Нютон, има точно същия проблем.
Законите на физиката просто не вземат под внимание как протича времето - напред или назад. Те се интересуват от него толкова, колкото до информация дали пишете с дясната си ръка или с лявата. Но определено ти пука!
Доколкото знаете, времето има стрелка, която показва посоката му и тя винаги е обърната към бъдещето. Можете да смесите изток и запад, но никога няма да се смесите вчера и утре. Основните закони на физиката обаче не правят разлика между минало и бъдеще.
Първият човек, който сериозно се сблъсква с този проблем, е австрийският физик Лудвиг Болцман, живял през втората половина на 19 век. В онези дни всички идеи, които сега се приемат като аксиома, бяха противоречиви.
По-специално физиците не бяха толкова убедени, колкото днес, че всичко на света е направено от частици, наречени атоми. Според мнението на повечето физици идеята за атомите не може да бъде доказана, не може да бъде проверена чрез практически методи.
Болцман беше убеден, че атомите всъщност съществуват, затова използва тази идея, за да обясни всички ежедневни неща, като пламъка на огъня, работата на белите дробове, а също и защо чаят се охлажда, когато духате върху него. Смяташе, че може да разбере всички тези неща, като използва концепцията, която му беше толкова близка - теорията за атомите.
Някои физици бяха впечатлени от работата на Болцман, но повечето го отхвърлиха. Скоро беше остракиран от научната общност заради идеите си.
Той обаче показа как атомите са свързани с природата на времето. В онези дни се появи теорията на термодинамиката, която описва как се държи топлината. Противниците на Болтман настояват, че природата на топлината не може да бъде описана; те казаха, че топлината е просто топлина.
Болтцман реши да докаже, че не са прави, а топлината се причинява от хаотичното движение на атомите. Той беше прав, но трябваше да прекара остатъка от живота си, защитавайки своята гледна точка.
Болтцман започна, като се опита да обясни нещо странно - „ентропия“. Според законите на термодинамиката всичко по света има определено количество ентропия и когато нещо се случи с този обект, ентропията се увеличава.
Например, ако поставите кубчета лед в чаша вода, те ще се стопят и ентропията в чашата ще се повиши. А растежът на ентропията се различава от всичко във физиката - процесът се движи в една посока. Физиците отдавна се чудят дали начинът, по който тече времето, се определя от увеличаване на ентропията.
Както може би се досещате, Болцман е първият, който повдигна този въпрос, но след това много други учени започнаха да изучават този въпрос. В резултат на това стана ясно, че времето потенциално може да тече в обратна посока - но само ако ентропията намалее, което е просто невъзможно.
Ако обаче времето може да тече в обратна посока, е възможно да се изгради машина на времето. През 2009 г. британският физик С. Хокинг беше домакин на парти за пътници във времето - трикът беше, че той изпрати покани на партито година по-късно (никой от гостите не се появи).
Така че пътуването назад във времето е най-вероятно невъзможно. Дори и да съществуваше тази възможност, Хокинг и други твърдят, че никога не можете да стигнете до момент до момента, в който е построена вашата машина на времето.
Но пътуване в бъдещето? Това е друга история. Разбира се, всички пътуващи във времето се състезаваме в течение на времето от миналото към бъдещето със скорост от един час на час. Но като река, потокът от време протича с различна скорост на различни места. Съвременната наука предлага няколко начина за приближаване на бъдещето. Ето обобщение на същността им.
Най-лесният и практичен начин да стигнете до далечното бъдеще е да се движите много бързо. Според теорията на относителността на Айнщайн, когато пътувате със скорост, близка до скоростта на светлината, времето се забавя за вас по отношение на външния свят.
Това не е просто хипотеза или мисловен експеримент - това е резултат от измерването. С помощта на два еднакви атомни часовници (някои летяха в реактивен самолет, други останаха неподвижни на Земята), физиците доказаха, че летящите часовници цъкат по-бавно поради скоростта.
В случай на самолет, ефектът е минимален. Но ако бяхте на борда на космически кораб, движещ се с 90% от скоростта на светлината, времето щеше да мине 2,6 пъти по-бавно, отколкото на Земята. И колкото по-близка е скоростта ви, толкова по-екстремно става пътуването във времето.
Най-бързата скорост, постигната благодарение на човешката технология, е скоростта, с която протоните се метят около Големия адронен колайдер - 99.9999991% от скоростта на светлината. С помощта на теорията на относителността може да се изчисли, че една секунда за протона е еквивалентна на 27 777 778 секунди или на практика 11 месеца за нас.
Изненадващо физиците на частици вземат предвид забавянето, когато се занимават с разпадащи се частици. В лабораторията мюонните частици обикновено се разпадат за 2,2 микросекунди. Но бързо движещите се мюони, които се получават, когато космическите лъчи достигнат горната атмосфера, се разпадат 10 пъти по-дълго.
Следният метод е вдъхновен и от работата на Айнщайн. Според неговата теория на общата относителност, колкото повече усещаш гравитацията, толкова по-бавно се движи времето. Например, когато се приближите до центъра на Земята, силата на гравитацията се увеличава. Времето минава по-бавно за краката, отколкото за главата.
Отново този ефект е измерен. През 2010 г. физиците от Националния институт за стандарти и технологии на САЩ поставиха два атомни часовника на рафтовете, един с 33 см по-висок от другия, и измериха разликата в скоростта на тиктакане. Часовникът на рафта отдолу маркираше по-бавно, защото беше малко по-подложен на гравитация.
За да бъдем в далечното бъдеще, всичко, от което се нуждаем, е място с изключително силна гравитация, като черна дупка. Колкото по-близо доближавате границата, толкова по-бавното време се движи - но това е рисковано, тъй като преминавайки линията, никога не можете да се върнете. Във всеки случай ефектът не е толкова силен, така че вероятно пътуването не си заслужава.
Да речем, че имате технологията да изминете дълги разстояния, за да стигнете до черна дупка (най-близката е на около 3000 светлинни години). По време на самото пътуване времето ще се забави много повече, отколкото по време на пътуване през самата черна дупка.
(Ситуацията в Интерстелар, където един час на планета близо до черна дупка е еквивалент на седем години на Земята, е твърде екстремна и напълно невъзможна за нашата Вселена, казва Кип Торн, научен съветник на филма.)
Може би най-удивителното е, че GPS системите трябва да отчитат ефектите от разширяването на времето (както поради скоростта на спътниците, така и от гравитацията, която действа върху тях) в своята работа. Без тези корекции GPS на телефона няма да може да определи вашето положение на Земята, дори в радиус от няколко километра.
Друг вариант за пътуване към бъдещето е да забавите възприемането на времето, като забавите или спрете жизнените процеси на вашето тяло и след това да ги рестартирате.
Бактериалните спори могат да живеят милиони години в спрена анимация, докато правилните условия на температура, влажност и храна не започнат отново метаболизма си. Някои бозайници, като мечки и катерици, могат да забавят метаболизма си по време на хибернация, което значително намалява нуждата на клетките им от кислород и храна. Ще успеят ли хората някога да направят същото?
Въпреки че пълното спиране на метаболизма на организма все още не е обект на съвременната наука, някои учени работят за постигане на ефекта от краткосрочната „хибернация“, продължила няколко часа. Това може да е достатъчно време, за да помогнете на човека да оцелее, например по време на сърдечен арест, преди да може да бъде откаран в болницата.
Друга техника, която поставя тялото в хипотермична "хибернация" - заместване на кръв със студен физиологичен разтвор - е работила при свине и в момента преминава клинични изпитвания върху хора в Питсбърг.
Общата относителност също така позволява възможността за бързо пътуване през времепространствените тунели, което би могло да помогне за покриване на разстояния от милиарди светлинни години или просто различни времена.
Много физици, включително С. Хокинг, смятат, че тунелите в пространството и времето, които постоянно се появяват на различни места от квантовата обвивка, са с много по-малки размери от атомите.
Номерът е да вземете един и да го мащабите до човешки пропорции - подвиг, който ще изисква огромно количество енергия, но може да бъде възможен само на теория.
Опитите да се докаже такъв метод се провалиха, в крайна сметка поради несъвместимостта между общата относителност и квантовата механика.
Въз основа на материали от списание "Неизвестно"