Колко е часът? Августин Благословен каза: "Знам какво е времето, докато не се замисля." Според стандартния модел на физиката времето е четвъртото измерение в допълнение към трите пространствени измерения. Така че можете да преминете през него. От години писателите на научна фантастика наслаждават възможностите за пътуване във времето по най-различни начини. Всеки век усвояваме все повече и повече нови технологии, откриваме нови аспекти на науката. Какво остава да научим за пътуването във времето, преди да започнем да го превръщаме в реалност?
Може би сте забелязали, че постоянно се движим във времето. Преминаваме през него. На основното ниво на концепцията времето е скоростта на промяна на Вселената и независимо дали ни харесва или не, ние сме обект на постоянни промени. Остаряваме, планетите се движат около Слънцето, нещата се унищожават.
Измерваме преминаването на времето в секунди, минути, часове и години, но това изобщо не означава, че времето тече с постоянна скорост. Подобно на водата в река, времето минава по различни начини на различни места. Накратко, времето е относително.
Но какво причинява временни колебания по пътя от люлката до гроба? Всичко се свежда до връзката между времето и пространството. Човекът е в състояние да възприема в три измерения - дължина, ширина и дълбочина. Времето допълва тази партия като най-важното четвърто измерение. Времето не съществува без пространство, пространството не съществува извън времето. И тази двойка е свързана в континуум от време и време. Всяко събитие, което се случва във Вселената, трябва да включва пространство и време.
В тази статия ще разгледаме най-реалните и ежедневни възможности за пътуване във времето във нашата Вселена, както и по-малко достъпните, но не по-малко възможни пътища през четвъртото измерение.
Временно пътуване към бъдещето
Ако искате да живеете няколко години малко по-бързо от някой друг, трябва да се справите с пространството-времето. Глобалните сателити за позициониране правят това всеки ден, три милиарди от секундата пред естествения ход на времето. В орбита времето тече по-бързо, защото сателитите са далеч от земната маса. А на повърхността масата на планетата носи със себе си време и го забавя в сравнително малък мащаб.
Промоционално видео:
Този ефект се нарича гравитационна дилатация на времето. Според теорията на Айнщайн за обща относителност гравитацията огъва космическото време и астрономите използват това следствие, когато изучават светлината, минаваща близо до масивни предмети.
Но какво общо има това с времето? Запомнете - всяко събитие, което се случва във Вселената, включва както пространство, така и време. Гравитацията не само привлича заедно пространството, но и времето.
Бидейки в течение на времето, едва ли ще забележите промяна в хода му. Но обектите са достатъчно масивни - като свръхмасивната черна дупка алфа Стрелец, разположена в центъра на нашата галактика - сериозно ще изкривят тъканта на времето. Масата на нейната точка на сингулярност е 4 милиона слънца. Тази маса забавя времето наполовина. Пет години в орбита на черна дупка (без да попада в нея) е десет години на Земята.
Скоростта на движение също играе важна роля за скоростта на потока на нашето време. Колкото по-близо доближавате максималната скорост на движение - скоростта на светлината - толкова по-бавно тече времето. До края на пътуването часовникът в бързо движещ се влак ще започне да „закъснява“с една милиардна част от секундата. Ако влак достигне 99,999% светлинна скорост, за една година с влак можете да пътувате двеста двадесет и три години в бъдещето.
Всъщност хипотетичните бъдещи пътувания в бъдещето са изградени върху тази идея, помилвайте се от тавтологията. Но какво да кажем за миналото? Можете ли да върнете времето назад?
Временни пътувания в миналото
Установихме, че пътуването в бъдещето се случва непрекъснато. Учените доказаха това експериментално и идеята е в основата на теорията на относителността на Айнщайн, която тази година навършва 100 години. Напълно възможно е да се премине в бъдещето, единственият въпрос е "колко бързо"? Когато става въпрос за пътуване назад във времето, отговорът е да погледнете нощното небе.
Галактиката на Млечния път е широка около 100 000 светлинни години, което означава, че светлината от далечни звезди трябва да пътува хиляди и хиляди години, преди да достигне Земята. Хванете тази светлина и по същество просто ще погледнете в миналото. Когато астрономите измерват космическата микровълнова радиация, те гледат в Космоса както преди 10 милиарда години. Но това не е всичко.
В теорията на относителността на Айнщайн няма нищо, което да изключва възможността за пътуване към миналото, но много възможното съществуване на бутон, който би могъл да ви върне към вчера, нарушава закона за причинно-следствената връзка или причината и следствието. Когато нещо се случи във Вселената, събитието генерира нова безкрайна верига от събития. Причината винаги се ражда преди ефекта. Само си представете свят, в който жертвата щеше да умре, преди куршумът да я удари в главата. Това е нарушение на реалността, но въпреки това много учени не изключват възможността за пътуване в миналото.
Например се смята, че придвижването по-бързо от скоростта на светлината може да се върне в миналото. Ако времето се забави, когато обектът се приближи до скоростта на светлината, може ли прекъсването на тази бариера да върне времето назад? Разбира се, когато се приближава към скоростта на светлината, релативистката маса на обекта също нараства, тоест се приближава до безкрайността. Изглежда невъзможно да се ускори безкрайна маса. На теория скоростта на деформация, тоест деформацията на скоростта като такава, може да заблуди универсалния закон, но дори това ще изисква колосални разходи за енергия.
Какво става, ако пътуването във времето към бъдещето и миналото зависи не толкова от нашите основни познания за космоса, колкото повече от съществуващите космически явления? Нека да разгледаме черна дупка.
Черни дупки и пръстени Kerr
Орбита около черната дупка достатъчно дълго и гравитационното разширяване на времето ще ви хвърли в бъдещето. Но какво ще стане, ако попаднете право в челюстите на това космическо чудовище? Вече сме писали за това какво ще се случи при потопяването в черна дупка, но не споменахме такова екзотично разнообразие от черни дупки като пръстена на Кер. Или черната дупка на Кер.
През 1963 г. новозеландският математик Рой Кер предложи първата реалистична теория за въртяща се черна дупка. Концепцията включва неутронни звезди - масивни срутващи се звезди с размерите на Санкт Петербург, например, но с масата на земното Слънце. Включихме неутронните дупки в списъка на най-мистериозните обекти във Вселената, наричайки ги магнетици. Кер теоретизира, че ако умираща звезда се срине във въртящ се пръстен от неутронни звезди, тяхната центробежна сила ще им попречи да станат сингулярност. И тъй като черната дупка няма да има точка на сингулярност, Кер прецени, че е възможно да влезе вътре, без да се страхува да бъде разкъсан от гравитацията в центъра.
Ако съществуват черни дупки на Кер, можем да преминем през тях и да излезем в бялата дупка. Това е като изпускателната тръба на черна дупка. Вместо да смуче всичко, което може, бялата дупка, напротив, ще изхвърли всичко, което може. Може би дори в друго време или друга вселена.
Черните дупки на Кер остават теория, но ако съществуват, те са своеобразни портали, предлагащи еднопосочно пътуване към бъдещето или миналото. И докато една изключително напреднала цивилизация би могла да се развие по този начин и да пътува във времето, никой не знае кога ще изчезне „дивата“черна дупка на Кер.
Дупки за червеи
Теоретичните пръстени на Кер не са единственият начин за евентуално „пряк път“към миналото или към бъдещето. Научнофантастичните филми - от „Стар Трек“до „Дони Дарко“- често се занимават с теоретичния мост на Айнщайн-Розен. За вас тези мостове са по-известни като червейни дупки.
Общата теория на относителността на Айнщайн позволява съществуването на червейни дупки, тъй като теорията на великия физик се основава на кривината на пространство-време под влияние на масата. За да разберете тази кривина, представете тъканта на космическото време като бял лист и го сгънете наполовина. Площта на листа ще остане същата, няма да се деформира, но разстоянието между двете точки на допир очевидно ще бъде по-малко, отколкото когато листът е лежал върху равна повърхност.
В този опростен пример пространството е изобразено като двуизмерна равнина, а не четириизмерна, каквато всъщност е тя (помнете четвъртото измерение - време). Хипотетичните дупки на червата работят по подобен начин.
Бързо напред към космоса. Концентрацията на маса в две различни части на Вселената може да създаде един вид тунел в пространство-време. На теория този тунел би свързвал два различни сегмента от пространствено-времевия континуум помежду си. Разбира се, напълно е възможно някои физически или квантови свойства да попречат на подобни червейни дупки да се появят сами. Е, или се раждат и веднага загиват, бидейки нестабилни.
Според Стивън Хокинг червейни дупки могат да съществуват в квантова пяна, най-малката среда във Вселената. Непрекъснато се раждат и пукат малки тунели, свързващи отделни места и времена за кратки моменти.
Червените дупки може да са твърде малки и краткотрайни, за да може човек да се движи, но какво ще стане, ако един ден можем да ги намерим, задържим, стабилизираме и разширим? При условие, Хокинг отбелязва, че ще сте готови за обратна връзка. Ако искаме да стабилизираме изкуствено тунела на пространството и времето, радиацията от нашите действия може да го унищожи, точно както реверсията на звука може да повреди един говорител.
Космически струни
Опитваме се да се промъкнем през черни дупки и дупки, но има ли друг начин за пътуване във времето, използвайки теоретично космическо явление? Имайки предвид тези мисли, се обръщаме към физика Дж. Ричард Гот, който очертава идеята за космическа струна през 1991 г. Както подсказва името, това са хипотетични обекти, които може да са се образували в ранните етапи от развитието на Вселената.
Тези струни проникват в цялата Вселена, като са по-тънки от атом и под силен натиск. Естествено от това следва, че те придават гравитационна тяга на всичко, което минава близо до тях, което означава, че обекти, прикрепени към космическата струна, могат да пътуват във времето с невероятна скорост. Ако издърпате две космически струни по-близо един до друг или поставите една от тях до черна дупка, можете да създадете това, което се нарича затворена времева крива.
Използвайки гравитацията, произведена от две космически струни (или струна и черна дупка), космическият апарат може теоретично да се върне назад във времето. За да направите това, трябва да направите цикъл около космическите струни.
Между другото, квантовите струни са горещо обсъдени в момента. Гот заяви, че за да се върне назад във времето, човек ще се завърта около низ, съдържащ половината от енергийната енергия на цяла галактика. С други думи, половината от атомите в галактиката ще трябва да се използва като гориво за вашата машина на времето. Е, както всички знаят, не можете да се върнете назад във времето, преди да е създадена самата машина.
Освен това има временни парадокси.
Парадокси за пътуване във времето
Както казахме, идеята за пътуване назад във времето е леко замъглена от втората част на закона за причинно-следствената връзка. Причината идва преди ефект, поне в нашата Вселена, което означава, че може да съсипе дори най-обмислените планове за пътуване във времето.
Като начало, представете си, ако пътувате 200 години назад във времето, ще се появите много преди да сте се родили. Помислете за секунда. Известно време ефектът (вие) ще съществува преди причината (вашето раждане).
За да разберем по-добре с какво имаме работа, помислете за парадокса на известния дядо. Вие сте убиец на пътуване във времето, собственият ви дядо е вашата цел. Промъкнете се през близкия червей и отидете до жива 18-годишна версия на бащата на вашия баща. Вдигаш пистолета си, но какво се случва, когато дръпнеш спусъка?
Помисли за това. Още не сте се родили. Дори баща ти още не се е родил. Ако убиеш дядо си, той няма да има син. Този син никога няма да ви роди и вие не можете да пътувате назад във времето с кървава задача. И вашето отсъствие няма да дръпне спусъка по никакъв начин, като по този начин отрича цялата верига от събития. Наричаме това цикъл от несъвместими причини.
Като алтернатива, помислете за идеята за последователен причинно-следствен цикъл. Макар да кара човек да мисли, теоретично елиминира времевите парадокси. Според физик Пол Дейвис такъв цикъл изглежда така: професор по математика отива в бъдещето и открадва сложна математическа теорема. След това го дава на най-блестящия ученик. След това обещаващият ученик расте и се учи, за да стане един ден човекът, от когото професорът веднъж открадна теорема.
Освен това съществува друг модел на пътуване във времето, който включва изкривяване на вероятността при приближаване до възможността за парадоксално събитие. Какво означава това? Нека се върнем в обувките на убиеца на дядо ви. Този модел за пътуване във времето може на практика да убие дядо ви. Можете да дръпнете спусъка, но пистолетът няма да стреля. Птицата ще щрака в точния момент или ще се случи нещо друго: квантовото колебание няма да позволи да се случи парадоксална ситуация.
И накрая, най-интересното. Бъдещето или миналото, за което отиваш, може просто да съществува в паралелна вселена. Нека си представим това като парадокс на раздялата. Можете да унищожите всичко, което искате, но това няма да повлияе по никакъв начин на вашия домашен свят. Ще убиете дядо си, но няма да изчезнете - може би друг „ти“ще изчезне в паралелен свят или сценарият ще следва парадоксните модели, които вече разгледахме. Възможно е обаче това пътуване във времето да е еднократно и никога няма да можете да се върнете у дома.
Напълно ли сте объркани? Добре дошли в света на пътуванията във времето.
Иля Кел
