Возможна ли в теории машина времени
Возможны ли путешествия во времени?
В романе Курта Воннегута «Бойня № 5 или крестовый поход детей» главного героя по имени Билли Пилигрим похищают инопланетяне. Пришельцы с планеты Тральфамадор открывают Билли тайну о путешествиях во времени и позволяют ему почувствовать себя одним из них, подарив Пилигриму возможность перемещаться в разные временные отрезки собственной жизни. Примечательно и то, что для Тральфамадорцев не существует смерти, так как смерть — это лишь отрезок во времени, в который можно заглянуть в любой момент. Похожая идея прослеживается и в фильме «Прибытие» 2016 года. Но если отвлечься от научно-фантастических произведений и подумать об окружающей нас Вселенной, то как узнать, можно ли на самом деле путешествовать во времени?
Не исключено, что когда ученые откроют новую, революционную теорию всего, она поможет понять как путешествовать во времени
В 1915 году Альберту Эйнштейну удалось более или менее объяснить наш мир. До сих пор общая теория относительности (ОТО) остается лучшим описанием гравитации в современной физике. Предсказания теории были подтверждены многочисленными наблюдениями и экспериментами, проведенными как в прошлом веке, так и в нынешнем. ОТО предсказала обнаружение сверхмассивных черных дыр и гравитационных волн. Таким образом, мы снова и снова произносим: «Эйнштейн был прав». Однако сегодня исследователи находятся в поиске новой теории, способной объяснить причины, по которым Вселенная расширяется с ускорением. А ведь согласно ОТО, наша Вселенная не должна расширяться все быстрее и быстрее. Ученые полагают, что за ускорение расширения Вселенной ответственна загадочная темная энергия — невидимая субстанция и движущая сила Вселенной. Но есть и другие несоответствия: недавно исследователи обнаружили черную дыру в нашей галактике, которая, если верить ОТО и нашим знаниям об эволюции звезд, не должна существовать. Выходит, нам нужна новая фундаментальная теория всего, которая будет согласовываться как с ОТО, так и с квантовой теорией.
Гений Альберта Эйнштейна
Исаак Ньютон размышлял о фундаментальных силах Вселенной еще задолго до рождения Альберта Эйнштейна. Его мысли о нашем месте во Вселенной как нельзя лучше описывает Шекспир: «Весь мир театр, а люди в нем актеры». Ньютон полагал, что все объекты во Вселенной это актеры на сцене: Солнце, кометы, собака и даже яблоко. И сама сцена была пространством и временем, двумя вещами, которые абсолютны, и ничто не может на них повлиять. Стрелка часов движется с постоянной скоростью, независимо от того, где они находятся, полагал Ньютон. Эти мысли положили начало классической механике, которая могла объяснить почти все. Однако слово «почти» неприемлемо, если мы пытаемся объяснить, как работает вся Вселенная, а не только ее часть.
Время относительно, не стоит об этом забывать
Спустя примерно двести лет Альберт Эйнштейн предположил, что пространство и время могут сочетаться со всеми объектами во Вселенной. То, что Ньютон считал абсолютным Эйнштейн сделал частью спектакля. Согласно ОТО, три измерения пространства и одно измерение времени объединены в одно четырехмерное пространство-время. И пространство не является неприкосновенным: существуют массивные объекты, которые могут влиять на форму самого пространства, а также на течение времени. Но и это еще не все: Эйнштейн утверждал, что время индивидуально. Теоретически, это допускает `возможность особых «путей» в пространстве-времени, способных отклоняться в прошлое — это своего рода замкнутые кривые, по которым можно вернуться назад к более раннему моменту во времени.
Один из самых талантливых философов и математиков 20-го века Курт Гедель считал, что по замкнутым времениподобным кривым частица может добраться до точки в собственном прошлом. Однако для того, чтобы предположение Геделя работало, наша Вселенная должна вращаться, а ее размер должен оставаться неизменным. Но мы с вами прекрасно знаем, что Вселенная расширяется с ускорением. После Геделя другие ученые создавали теории, которые соотносились с концепцией Эйнштейна. Но даже если замкнутые времениподобные кривые существуют, чтобы их пройти, необходимо достигнуть скорости, превышающей 220 тысяч километров в секунду. Однако несогласованность ОТО с фактом ускоряющегося расширения Вселенной и существования замкнутых времениподобных кривых — это лишь вершина айсберга, когда речь заходит о путешествиях во времени, ведь перед нами стоит гораздо более серьезная проблема: теория Эйнштейна никоим образом не соотносится с квантовой физикой. И это самая большая проблема в современной физике. Нам действительно нужна другая теория для описания Вселенной. Теория, которая будет учитывать квантовую природу материи.
Одной из попыток объяснить Вселенную расставив все точки над И является теория струн. Шелдон Купер из «Теории Большого Взрыва», как известно, трудился именно над ней. Однако теория струн также не лишена проблем: чтобы она оказалась правильной, необходимо существование шести дополнительных измерений пространства. Наряду с теорией струн существуют теория петлевой квантовой гравитации, теория причинных множеств и многие другие. Тем не менее, несмотря на то, что, ни одна из них на сегодняшний день не в состоянии полностью объяснить все происходящее во Вселенной, ученые не торопятся списывать их со счетов. По крайней мере, размышляя о путешествиях во времени.
Сегодня наши знания о Вселенной не так обширны, как нам бы хотелось
Так, исследование, над которым трудились ученые из Оксфордского университета, предполагает, что создание машины времени на самом деле возможно. В работе рассматривается логическая, метафизическая и физическая возможность путешествий во времени, опираясь на существование замкнутых времениподобных кривых. Ученые считают, что эти кривые можно будет обнаружить с помощью новых технологий и утверждают, что ни один из предполагаемых парадоксов не исключает путешествий во времени. Также в работе исследователи пишут, что путешествия во времени возможны в соответствии с теорией квантовой гравитации, теорией струн и теорией петлевой квантовой гравитации. Как бы там ни было, вопросов сегодня больше, чем ответов.
Можно ли остановить время?
Альберт Эйнштейн продемонстрировал, что время относительно: оно движется медленнее, если объект движется быстро. События не происходят в установленном порядке. Не существует единого универсального «сейчас», в том смысле, в котором его описывала бы ньютоновская физика. Это правда, что многие события во Вселенной можно упорядочить, но время не всегда четко разделено на прошлое, настоящее и будущее. Некоторые физические уравнения работают в любом направлении. Один из аспектов восприятия времени, который многие из нас разделяют — это то, как мы думаем о своем прошлом: мы представляем его как гигантскую видеотеку, архив, в котором можно ознакомиться с записями событий собственной жизни. Некоторые физики-теоретики, например Карло Ровелли, заходят в своих размышлениях еще дальше, полагая, что время не линейно или вовсе не существует. Однако, хотя некоторые физики и предполагают, что времени не существует, существует наше восприятие времени. Вот почему доказательства физики расходятся с тем, как мы воспринимаем ход жизни. Наша понимание таких значений как «будущее» или «прошлое» не обязательно относится ко всему во Вселенной, но отражает реальность нашей жизни здесь, на Земле. Однако, как и в ньютоновской идее абсолютного времени, вера в течение времени способна вводить нас в заблуждение.
А как вы думаете, существует ли время на самом деле или это всего лишь иллюзия? Делитесь своим мнением в комментариях и с участниками нашего Telegram-чата
Скорее всего, истории про путешествие в будущее так и останутся на страницах научно-фантастических произведений
Некоторые исследователи считают, что ход времени можно остановить, хотя это может быть нецелесообразно. Чтобы понять, как остановить время, нужно вновь обратиться к теории относительности Альберта Эйнштейна: скорость света составляет 299 792 458 метров в секунду и является постоянной во всей Вселенной. Эта скорость остается неизменной, даже если наблюдатель движется относительно нее. Однако, согласно данным, полученным исследователями из Университета Южного Мэна, наше восприятие света можно изменить. Теоретически, это означает, что наше восприятие времени тоже можно изменить с помощью явления, известного как «замедление времени». Замедление времени — это разница во времени при измерении на двух часах. Представьте, что одни из этих часов установлены на космическом корабле, который движется со скоростью света или близко к ней, а другие часы остались на Земле.
Когда космический корабль достигает скорости света, время на двух часах начинает идти по-разному. Поскольку скорость света неизменна, может показаться, что время на корабле будет двигаться намного медленнее. Результаты исследования показали, что чем больше скорость корабля, тем больше эффект замедление времени. Только когда скорость корабля приближается к скорости света, эффект замедления времени становится значительным. Таким образом, если бы космический корабль достиг скорости света, то время на борту просто-напросто остановилось бы. Можно попробовать представить, что корабль продолжит движение со скоростью света вплоть до 2214 года. В таком случае, для нас прошло бы две сотни лет, а на корабле не изменилось бы вообще ничего. Это чрезвычайно странно, но теоретически правильно. Однако не стоит забывать о том, что с точки зрения фундаментальных законов физики, достичь скорости света невозможно.
А вы бы сели за руль Делориана?
Профессор Стивен Хокинг считал, что исследования Эйнштейна в области гравитации, пространства и времени, начиная с 1915 года, возможно, решили проблему путешествий во времени. Ответ, как вы, вероятно, уже поняли, кроется в червоточинах или кротовых норах. Кротовая нора — это переход сквозь ткань пространства-времени, который соединяет две удаленные точки космоса. Таким образом, червоточина может соединять не только два разных места во Вселенной, но и две разные Вселенные. Напомним, что британский физик-теоретик не исключал того, что черные дыры и кротовые норы могут быть порталом в другие Вселенные. Более того, одна из последних работ Хокинга была посвящена параллельным Вселенным. Если представители развитых цивилизаций существуют и обладают технологиями, необходимыми для космических путешествий, не исключено, что они могут путешествовать из одной части галактики в другую и через неделю или две могут вернуться домой прежде, чем отправились в путь. Вот такой парадокс.
И все же, когда речь заходит о путешествиях во времени, не стоит забывать о самом главном — каждую ночь, когда мы смотрим на звездное небо, мы видим прошлое. Свет далеких звезд достигает нашей планеты спустя миллионы лет, а объекты, которые его излучают, давно погасли. Несмотря на то, что мы с вами не Тральфамадорцы и наше восприятие времени сильно ограничено, у нас есть приборы, с помощью которых мы можем заглянуть назад во времени и увидеть следы Большого Взрыва. Выходит, все мы — путешественники во времени.
Путешествие во времени возможно: О чем говорил Стивен Хокинг и другие физики
В своей последней книге Стивен Хокинг сделал довольно громкое заявление, над которым стоит задуматься.
Вернемся в 2009 год. Вот Хокинг сидит в украшенной воздушными шарами комнате. Он явно ждет гостей — стол накрыт, шампанское охлаждается в ведерке со льдом. Это был закрытый праздник, на который астрофизик ждал только путешественников во времени из будущего — но к нему никто не явился.
Тогда Хокингу не удалось доказать возможность путешествий во времени и, согласно отчету IFLScience, в 2012 году, выступая на симпозиуме, он сказал: «У меня есть экспериментальные доказательства того, что путешествие во времени невозможно». После чего ученый рассказал, как устраивал вечеринку для гостей из будущего, но на нее никто не пришел.
Тем не менее мы знаем, что к моменту смерти в марте 2018 года астрофизик не исключал возможности путешествий во времени — в своей посмертной книге «Краткие ответы на большие вопросы» он снова возвращается к этой теме. Он пишет, что это «очень серьезный вопрос», но отмечает, что если подать заявку на грант для изучения путешествий во времени, тебя немедленно уволят.
Так возможно ли путешествие во времени? Удастся ли человеку когда-нибудь решить эту проблему? В колонке в издании The Conversation ученый из Школы физики и астрономии Университета Ноттингема по имени Питер Миллингтон попытался разобраться с некоторыми из этих вопросов.
Скорость света — самое важное в путешествии во времени
Миллингтон пишет: «Мы считаем возможность позвонить друзьям и родственникам в любой уголок планеты само собой разумеющимся, но на самом деле их голоса и изображения путешествуют хоть и быстро, но совсем не мгновенно».
Никакой сигнал — или, как говорят физики, электромагнитная волна — не может распространяться быстрее скорости света, а это ровно 299 792 458 метров в секунду. Эйнштейн в рамках своей теории относительности постулировал, что скорость света является универсальной постоянной, то есть свет движется в вакууме всегда с одинаковой скоростью — и независимо от наблюдателя.
И, если мы говорим о возможности путешествия во времени, это условие становится очень важным — вывод, что ничто не может перемещаться быстрее скорости света, следует из принципа причинности, который гласит, что действие может произойти только после причины — что и делает путешествие во времени невозможным. Миллингтон объясняет: «Если я возвращаюсь в прошлое и предотвращаю собственное рождение, я меняю причину и следствие местами».
Возможно ли путешествие в будущее в рамках теории относительности Эйнштейна?
Из постоянства скорости света, однако, следует, что пространство и время не абсолютны, а относительны, а время идет с разной скоростью в зависимости от быстроты движения объектов. Например, часы, идущие в автомобиле, движущемся с постоянной скоростью, идут медленнее, чем у стороннего наблюдателя, который стоит на улице.
Это уже похоже на путешествие в будущее — даже если разница во времени между движущимся водителем и наблюдателем составляет лишь миллиардную долю секунды.
Миллингтон объясняет это на следующем примере: «Если бы мне пришлось очень быстро улететь на космическом корабле, а потом вернуться на Землю, для меня прошло бы меньше времени, чем для тех, кого я оставил дома. Они бы решили, что у меня все замедлилось, что я постарел меньше, чем они, а мне бы они казались, наоборот, убежавшими от меня вперед».
Что же было бы, если бы мы, вопреки Теории относительности, могли двигаться быстрее света? Неужели мы бы смогли вернуться в прошлое?
Ответить на этот вопрос непросто. Миллингтон говорит, что в этом случае принцип причинности станет неприменим, и мы уже не сможем сказать, движется время вперед или назад. Более того, Теория относительности утверждает, что масса и энергия — это одно и то же, а значит, что для разгона любой частицы, имеющей массу покоя, быстрее скорости света, потребовалась бы бесконечная энергия, а частиц без массы покоя мы пока не обнаружили.
Путешествие в будущее через пространственно-временной тоннель
Однако, как пишет Стивен Хокинг в своей книге, возможно, способ путешествовать в прошлое все же есть — через пространственно-временной тоннель или, как еще говорят, червоточину, соединяющую две удаленных части Вселенной.
В Общей теории относительности Эйнштейна гравитация является следствием искажения пространства-времени под действием массы — которое в отчет влияет на движение массы. В физике понятие «пространство-время» характеризует комбинированное представление, включающее трехмерное пространство и одномерное время, в виде четырехмерной математической структуры.
Миллингтон пишет: «Чем большую массу мы концентрируем в некоторой области пространства, тем больше деформируется пространство-время и тем медленнее идут часы, расположенные неподалеку. Если мы сожмем достаточную массу, эти искажения достигнут такой величины, что даже свет не сможет избежать гравитационного притяжения — в этом случае образуется черная дыра».
Впрочем, к путешествиям во времени имеет отношение только край черной дыры: время там идет бесконечно медленно относительно удаленного наблюдателя. Физики предполагают, что червоточины могут образовываться из черных дыр.
Червоточины — это своего рода тоннели в пространстве-времени, позволяющие перемещаться между точками А и В со скоростью света, но для стабилизации такого тоннеля нужно место с отрицательной кривизной пространства, то есть отрицательной плотностью энергии. Но может ли плотность энергии вообще быть отрицательной?
Большинство людей, знакомых с классической физикой XIX века, ответили бы на этот вопрос уверенным «нет», но современная квантовая механика не исключает существования отрицательных плотностей энергии: согласно этой теории, пустое пространство вовсе не пусто, а заполнено парами частиц, которые постоянно появляются и исчезают, и область, в которой появляется и исчезает меньше пар, чем в других местах, будет иметь отрицательную плотность энергии.
Правда, как объясняет Миллингтон, до сих пор не существует теории, которая совместила бы теорию гравитации Эйнштейна с квантовой механикой, так что пока ответ на вопрос, возможно ли путешествие в прошлое, остается одним из многих секретов нашей вселенной.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Не только технологии и крипта, но и много эксклюзивных историй, полезных материалов и красивых фото.
Путешествие во времени возможно – квантовая физика доказывает это
Квантовая физика лежит на границе академической физики и научной фантастики. Классические физики относятся к ней с настороженностью, потому что они в первую очередь говорят о том, что происходит после создания материи. Однако Альберт Эйнштейн внес большой вклад в развитие этой науки, и именно его теории первыми указали на возможность путешествовия во времени.
Почему это возможно:
1. Эйнштейн и Хокинг говорили о возможности путешествия во времени;
2. Путешествие в будущее возможно – для физиков это факт;
3. Сдвиг назад во времени вызывает больше споров;
4. Некоторые физики утверждают, что можно построить машину для путешествия во времени.
Большинство детей, по крайней мере с 80-х и 90-х годов, мечтали о возможности путешествовать во времени. Культовые фильмы, такие как «Назад в будущее», «Терминатор» и «Параллельные миры», способствовали этому. Все они были основаны на теориях Альберта Эйнштейна с концепцией пространственно-временного туннеля (также известного как “Мост Эйнштейна-Розена”) и теории относительности. И, вопреки внешнему виду, они были не так маловероятны, как могло бы показаться.
Что такое время?
Понятие времени вызывало споры у древних мыслителей. Аристотель разработал теорию абсолютного времени, полностью отделенную от пространства. Сэр Исаак Ньютон также считал, что везде, во всем космосе, время проходит точно так же, и что оно неизменно. Но Альберт Эйнштейн не согласился с этой концепцией времени. Блестящий ученый начал изучать этот предмет и пришел к выводу, что время – относительная величина. Он создал концепцию “пространства-времени”, где время и место одинаково важны. Таким образом, чисто теоретически именно Эйнштейн обнаружил возможность путешествия во времени.
Путешествие во времени – это факт
В 1971 году был проведен знаменитый эксперимент Хафеле-Китинга, основанный на концепции пространства-времени Альберта Эйнштейна. Он является одним из тестов теории относительности, непосредственно продемонстрировавшим реальность замедления времени для движущихся объектов, предсказываемого теорией относительности, и соответственно, экспериментально продемонстрировавшим парадокс близнецов и гравитационное замедление времени.
Квантовые физики говорят, что для путешествий в будущее нужно просто двигаться быстрее, то есть иметь устройство, перемещающееся с нужной скоростью. Этот вид путешествий, на самом деле, уже существует. Это касается, например, космонавтов, которые проводят время на космических станциях. Они движутся со скоростью 8 км / с, что значительно быстрее, чем люди на Земле. В результате их время идет медленнее. Так, когда Скотт Келли вернулся после годичного пребывания на Международной космической станции, выяснилось, что он . моложе своего брата-близнеца Марека.
Парадокс близнецов, чье материальное доказательство было примером братьев Келли, связано с одним из самых основных методов потенциального путешествия в будущее. Речь идет о строительстве космического корабля, который будет двигаться с большой скоростью, сделает круг вокруг звезд и вернется на Землю. За это время на нашей планете пройдет гораздо больше времени, поэтому человек, который вернется домой после такой поездки, попадет в будущее.
Следующим с аналогичной концепцией выступил недавно умерший астрофизик Стивен Хокинг. Он предположил, что для того, чтобы быть в будущем, нужно было бы лишь некоторое время пролететь вокруг черной дыры. С точки зрения наблюдателя объект, движущийся вокруг черной дыры, движется очень медленно, хотя у обычного человека и эта скорость вызовет головокружение (она должна превышать скорость света, чтобы путешествовать со временем). Поэтому после завершения такого путешествия возможный пассажир отправился бы на Землю, где прошло намного больше времени, чем то, которое он провел в путешествии вокруг объекта.
Хотя все проведенные эксперименты и имеет определенный вес для квантовых физиков, сам факт путешествия во времени довольно абстрактен на сегодняшний день. Но это и не означает, что когда-нибудь мы не сможем создать машину, которая отправит нас на столетия и тысячелетия вперед, чтобы уже никогда не сомневаться в том, что будущее наступит.
Ставьте лайки и подписывайтесь на наш канал, у нас много интересного!
Источники:
http://hi-news.ru/eto-interesno/vozmozhny-li-puteshestviya-vo-vremeni.html
http://ru.ihodl.com/lifestyle/2018-11-30/puteshestvie-vo-vremeni-vozmozhno-o-chem-govoril-stiven-hoking-i-drugie-fiziki/
http://zen.yandex.ru/media/id/592e91537ddde8b70fb1baac/5be328fa82c2d705a9a6c249
