Почему путешествия во времени могут быть более вероятными, чем вы думаете

Концепция путешествий во времени всегда привлекала воображение как физиков, так и непрофессионалов. Но действительно ли это возможно? Конечно, это. Мы делаем это прямо сейчас, не так ли? Мы все путешествуем в будущее каждую секунду.

Но это было не то, о чем ты думал. Можем ли мы путешествовать намного дальше в будущее? Абсолютно. Если бы мы могли путешествовать со скоростью, близкой к скорости света, или вблизи черной дыры, время замедлилось бы, что позволило бы нам путешествовать сколь угодно далеко в будущее. Действительно интересный вопрос - можем ли мы вернуться в прошлое?

Смотрите также: «Будущий человек» заставляет «Доктора Кто» путешествовать во времени слабым AF

Я профессор физики в Массачусетском университете, Дартмут, и впервые услышал о путешествии во времени, когда мне было 7 лет, из эпизода 1980 года классического телесериала Карла Сагана, космос, Я прямо тогда решил, что когда-нибудь буду углубленно изучать теорию, которая лежит в основе таких творческих и замечательных идей: относительности Эйнштейна. Двадцать лет спустя я получил докторскую степень в этой области и был активным исследователем в теории с тех пор.

Теперь один из моих докторантов только что опубликовал статью в журнале Классическая и Квантовая Гравитация это описывает, как построить машину времени, используя очень простую конструкцию.

Закрытые временные кривые

Общая теория относительности Эйнштейна допускает возможность искажения времени до такой высокой степени, что оно фактически сворачивается в себя, что приводит к временной петле. Представьте, что вы путешествуете по этой петле; это означает, что в какой-то момент вы окажетесь в какой-то момент в прошлом и начнете испытывать те же самые моменты с тех пор, снова и снова - немного как дежа вю, за исключением того, что вы этого не осознаете. Такие конструкции часто упоминаются как «замкнутые кривые, похожие на время» или CTC в исследовательской литературе, и в народе называются «машинами времени». Машины времени являются побочным продуктом эффективных схем движения со скоростью, превышающей скорость света, и их понимание может улучшить наше понимание того, как работает вселенная.

За последние несколько десятилетий известные физики, такие как Кип Торн и Стивен Хокинг, создали оригинальную работу над моделями, связанными с машинами времени.

Общий вывод, который был сделан из предыдущих исследований, включая Торна и Хокинга, заключается в том, что природа запрещает петли времени. Это, пожалуй, лучше всего объясняется в «гипотезе о защите хронологии» Хокинга, в которой, по сути, говорится, что природа не допускает изменений в своей прошлой истории, что избавляет нас от парадоксов, которые могут возникнуть, если путешествия во времени были возможны.

Возможно, наиболее известным среди этих парадоксов, возникающих из-за путешествия во времени в прошлое, является так называемый «парадокс дедушки», в котором путешественник возвращается в прошлое и убивает своего деда. Это меняет ход истории таким образом, что возникает противоречие: путешественник никогда не был рожден и поэтому не может существовать. Было много сюжетов фильмов и романов, основанных на парадоксах, возникающих в результате путешествий во времени - возможно, одними из самых популярных были Назад в будущее фильмы и день сурка.

Экзотическая Материя

В зависимости от деталей могут вмешиваться различные физические явления, чтобы не допустить развития замкнутых, подобных времени кривых в физических системах. Наиболее распространенным является требование к определенному типу «экзотической» материи, которая должна присутствовать, чтобы существовала временная петля. Грубо говоря, экзотическая материя - это материя с отрицательной массой. Проблема отрицательной массы не существует в природе.

Кэролайн Мэллари, докторант Массачусетского университета в Дартмуте, опубликовала в журнале новую модель машины времени Классическая и Квантовая Гравитация, Эта новая модель не требует каких-либо отрицательных масс экзотического материала и предлагает очень простой дизайн.

Смотрите также: Как W морщина в пятом измерении времени объясняется теорией суперструн

Модель Маллари состоит из двух сверхдлинных автомобилей - построенных из материала, который не является экзотическим, и имеет положительную массу - припаркованных параллельно. Одна машина быстро движется вперед, оставляя другую на стоянке. Мэллари удалось показать, что в такой обстановке в пространстве между автомобилями можно найти временную петлю.

Так можете ли вы построить это на своем заднем дворе?

Если вы подозреваете, что есть подвох, вы правы. Модель Маллари требует, чтобы центр каждого автомобиля имел бесконечную плотность. Это означает, что они содержат объекты - так называемые особенности - с бесконечной плотностью, температурой и давлением. Более того, в отличие от особенностей, которые присутствуют внутри черных дыр, что делает их полностью недоступными извне, особенности в модели Маллари совершенно голые и наблюдаемые и, следовательно, имеют истинные физические эффекты.

Физики также не ожидают, что такие специфические объекты существуют в природе. Так что, к сожалению, машина времени не будет доступна в ближайшее время. Однако эта работа показывает, что физикам, возможно, придется уточнить свои идеи о том, почему закрытые кривые, подобные времени, запрещены.

Эта статья была первоначально опубликована в «Беседе» Гуараном Ханной. Прочитайте оригинальную статью здесь.