Защо пътуването във времето може да бъде по-възможно от това, което си мислите, според физиката

Концепцията за пътуване във времето винаги е привличала въображението както на физиците, така и на миряните. Но наистина ли е възможно? Разбира се, че е. Правим го точно сега, нали? Всички пътуваме в бъдещето една секунда в даден момент.

Но това не беше това, за което си мислел. Можем ли да пътуваме много по-далеч в бъдещето? Абсолютно. Ако можем да пътуваме близо до скоростта на светлината или в близост до черна дупка, времето ще се забави, което ще ни позволи да пътуваме произволно далеч в бъдещето. Наистина интересен въпрос е дали можем да пътуваме обратно в миналото.

Вижте също: „Бъдещият мъж“ прави „Доктор Кой“ слаб поглед за пътуване във времето

Аз съм професор по физика в Университета на Масачузетс, Дартмут, и за първи път чух за идеята за пътуване във времето, когато бях на 7, от епизод от 1980 г. на класическия телевизионен сериал на Карл Саган, космос, Тогава реших, че някой ден ще продължа задълбочено проучване на теорията, която стои в основата на такива творчески и забележителни идеи: относителността на Айнщайн. Двадесет години по-късно се появих с докторска степен. в тази област и оттогава са активни изследователи в теорията.

Сега един от моите докторанти току-що публикува статия в списанието Класическа и квантова гравитация който описва как да се изгради машина на времето, използвайки много проста конструкция.

Затворени времеви криви

Общата теория на относителността на Айнщайн допуска възможността за време на деформиране до такава висока степен, че действително се сгъва върху себе си, което води до времева линия. Представете си, че пътувате по този цикъл; Това означава, че в някакъв момент ще се озовете в един миг в миналото и ще започнете да преживявате същите моменти оттогава, отначало - малко като deja vu, освен ако не го осъзнавате. Такива конструкции често се наричат ​​„затворени времеви криви“ или CTCs в изследователската литература и често се наричат ​​„машини на времето“. Машините на времето са страничен продукт на ефективни, по-бързи от светлината схеми за пътуване и разбирането им може да подобри нашето разбиране за това как работи Вселената.

През последните няколко десетилетия известни физици като Кип Торн и Стивън Хокинг произведоха семинарна работа върху модели, свързани с машините за време.

Общото заключение, което излезе от предишни изследвания, включително Thorne's и Hawking's, е, че природата забранява времеви контури. Това може би е най-добре обяснено в „Хоронинг хипотеза за защита на хронологията“, която по същество казва, че природата не позволява промени в миналото си, като по този начин ни спестява от парадоксите, които могат да се появят, ако пътуването във времето е възможно.

Може би най-известният сред тези парадокси, които се появяват поради пътуването във времето в миналото, е така нареченият „парадокс на дядо“, в който пътешественик се връща в миналото и убива собствения си дядо. Това променя хода на историята по начин, по който се появява противоречие: пътникът никога не е роден и следователно не може да съществува. Имаше много филмови и нови сюжети, основани на парадоксите, които произтичат от пътуването във времето - може би някои от най-популярните са Завръщане в бъдещето филми и Ден на сутерена.

Екзотична материя

В зависимост от детайлите, различни физични явления могат да се намесят, за да предотвратят развитието на затворени времеви криви от физически системи. Най-често срещано е изискването за определен тип "екзотична" материя, която трябва да присъства, за да съществува времева линия. Свободно казано, екзотичната материя е материя, която има отрицателна маса. Проблемът е, че в природата не е известна негативната маса.

Каролайн Малъри, докторант от университета в Масачузетс Дартмут, публикува нов модел за времева машина в списанието Класическа и квантова гравитация, Този нов модел не изисква никакъв негативен екзотичен материал и предлага много прост дизайн.

Вижте също: Как се обяснява бръчка във петото измерение във времето с теорията на суперструните

Моделът на Малъри се състои от две супер дълги коли - изградени от материал, който не е екзотичен, и имат положителна маса - паркирани паралелно. Една кола се движи бързо напред, оставяйки другата паркирана. Малари успява да покаже, че при такава настройка в пространството между колите може да се намери времева линия.

Можеш ли да построиш това в задния си двор?

Ако подозирате, че има улов, вие сте прав. Моделът на Малари изисква центърът на всяка кола да има безкрайна плътност. Това означава, че те съдържат обекти - наречени сингулярности - с безкрайна плътност, температура и налягане. Освен това, за разлика от особеностите, които присъстват във вътрешността на черните дупки, което ги прави напълно недостъпни отвън, сингулярностите в модела на Малари са напълно голи и наблюдавани и следователно имат истински физически ефекти.

Физиците не очакват такива особени обекти да съществуват и в природата. Затова, за съжаление, машина на времето няма да бъде достъпна скоро. Въпреки това, тази работа показва, че физиците може да се наложи да усъвършенстват своите идеи за това защо затворените времеви криви са забранени.

Тази статия първоначално е била публикувана на The Conversation от Guarav Khanna. Прочетете оригиналната статия тук.