Cestovanie v čase je jedným z najzaujímavejších fantasy konceptov. Vyvoláva však mnoho otázok - pre fyzikov aj filozofov - a môže viesť aj k rôznym paradoxom. „Paradox zavraždeného dedka“je jedným z nich.
Pojem cestovanie v čase sa používa v literatúre a kine v plnom prúde, bez ohľadu na žáner. V strede všetkých takýchto príbehov sú často zmeny, ktoré urobil cestujúci v súvislosti s udalosťami minulosti, ktoré v budúcnosti vedú k skutočným katastrofám. Za zmienku stojí aspoň príbeh Raya Bradburyho „And Thunder Rocked“.
Táto dilema, známa tiež ako paradox zavraždeného dedka, predstavuje hlavnú námietku fyzikov a filozofov voči cestovaniu v čase: možné porušenie príčinnej súvislosti. Zatiaľ čo cestovanie v čase je stále špekuláciou, medzi vedcami, ako sú Stephen Hawking a Kip Thorne, sa horlivo diskutuje o pravdepodobných následkoch porušenia príčinnosti ao tom, ako im môže príroda zabrániť.
Čo je „paradox zavraždeného starého otca“
Vražedný dedko Paradox predstavuje hypotetickú situáciu, v ktorej cestujúci v čase cestuje späť v čase a robí niečo, čo spôsobuje, že nikdy neexistuje (zvyčajne sa zvažuje náhodná smrť jeho starého otca) alebo udalosť, ktorá znemožňuje jeho cestovanie. … Paradoxom je skutočnosť, že tento človek sa nikdy nenarodil. A keďže nikdy neexistoval, ako sa mohol vrátiť v čase a zabiť dedko? Samotná myšlienka cestovania v čase teda vedie k možnému narušeniu príčinnej súvislosti - pravidlo, že príčina vždy predchádza účinku.
Podľa osobitnej relativity minulosť (príčina) vždy predchádza budúcnosť (efekt) / Helen Klus.
Predstavme si scenár, v ktorom talentovaný mladý vynálezca - povedzme mu Eugene - vytvorí stroj času v roku 2018. Pretože Eugene nikdy nepoznal svojho dedka, rozhodol sa cestovať späť v čase, aby sa s ním stretol. Po starostlivom výskume zistí, kde presne bol jeho starý otec - stále mladý a slobodný - 22. novembra 1960 o 15:43. Dostane sa do strojčeka času a začne svoju cestu.
Propagačné video:
Bohužiaľ, Zhenya berie všetko doslova, a keď zistil, kde by bol jeho starý otec, išiel na to miesto. „Pristane“presne tam, kde by mal byť jeho starý otec v tom okamihu … s veľmi predvídateľným výsledkom. Po rýchlom teste DNA si uvedomí, že to bol skutočne otec jeho otca, vrátil sa do auta a čaká na jeho zmiznutie.
Čo urobiť ďalej
Fyzici a filozofi navrhli niekoľko riešení paradoxu. Princíp Novikovovej konzistencie, vyvinutý ruským fyzikom Igorom Dmitrievičom Novikovom (Evolution of Universe, 1979) v sedemdesiatych rokoch, navrhuje použitie geodetických čiar na opísanie krivosti času (zhruba ako je krivosť priestoru opísaná v Einsteinovej všeobecnej teórii relativity). Tieto uzavreté krivky podobné času neprerušia žiadne príčinné vzťahy, ktoré sú na tej istej krivke. Táto zásada tiež predpokladá, že cestovanie v čase bude možné iba v oblastiach, kde sú tieto uzavreté krivky prítomné - napríklad v prítomnosti červí diery, ako to opísali Kip Thorne a kolegovia v ich papierových článkoch Wormholes, Time Machines a Weakholes (Wormholes) z roku 1988., Stroje času a stav slabej energie). V tomto prípade by udalosti boli cyklické a sebestačné. Z toho vyplýva, že cestujúci v čase by neboli schopní zmeniť minulosť - či už prostredníctvom nejakých fyzických prekážok alebo nedostatku možnosti voľby. Takže bez ohľadu na to, ako veľmi sa Eugene snažil, nemohol by v tom istom okamihu pristáť so svojím autom, aj keby bol zrazu odhodlaný zabiť svojho dedka.
Igor Dmitrievich Novikov / Foto archív GAISh MSU.
Túto myšlienku neskôr rozšírili študenti Caltechu Fernando Esheverria a Gunnar Klinghammer v spolupráci s Kip Thorn. Vo svojom článku predstavili biliardovú guľu hodenú do minulosti cez červiu dieru pozdĺž trajektórie, ktorá by mu nakoniec zabránila vstúpiť do nej. Tvrdili, že fyzikálne vlastnosti červí diery by zmenili trajektóriu lopty takým spôsobom, že by nemohli zasahovať do seba, alebo že lopta nemohla vstúpiť do červej diery v dôsledku skutočného zasahovania zvonku.
Ak teda budete postupovať podľa Novikovovej teórie, akékoľvek kroky podniknuté cestovateľom času sa stanú falošným úspechom a pozorovatelia nemôžu vidieť tieto udalosti na Cauchyho horizonte.
Po návrate do roku 2018 náš Evgeny zistí, že dom jeho rodiny zmizol, ako aj ďalšie stopy jeho existencie. Po prečítaní Novikovovej teórie a biliardových lôpt od vedcov z Caltechu preklial vesmír za nečinnosť. A v tejto chvíli si uvedomuje, že vesmír možno nezasiahol, pretože si to vyžaduje nejaké nápravné opatrenia. Beží späť k stroju času, aby zmenil svoje vlastné činy a zachránil svoju budúcnosť.
Riešenie Esheverria a Klinkhammer / Wikipedia.
Novikovovo riešenie môže vyzerať trochu pritiahnuté za vlasy, pretože si určite vyžaduje veľa mechanizmov, ktoré fyzika stále neznáme. Z tohto dôvodu vedecká komunita odmieta toto riešenie „vražedného starého otca“.
Mohlo by existovať ekonomickejšie riešenie paradoxu založené na už existujúcich aspektoch fyziky zavedených inými teóriami? Ukazuje sa, že hypotéza, ako je mnohopočetná interpretácia kvantovej mechaniky, ju môže poskytnúť.
Interpretácia kvantovej mechaniky mnohých svetov sa ponáhľa k záchrane
Mnohopočetná interpretácia kvantovej mechaniky bola navrhnutá Hughom Everettom III v 50-tych rokoch ako riešenie problému kolapsu vlnových funkcií pozorovaného v Youngovom známom experimente s dvoma štrbinami.
Pri prechode štrbinou môže byť elektrón opísaný vlnovou funkciou s konečnou pravdepodobnosťou prechodu buď štrbiny 1 alebo štrbiny 2. Keď sa na obrazovke objaví elektrón, vyzerá to ako rozmazaná vlna. A v iných prípadoch sa prejavuje ako častica. Toto sa nazýva kolaps funkcie vlny. Inými slovami sa zdá, že vlna mizne a častica zostáva na svojom mieste. Toto je zase kľúčovým faktorom kodanskej interpretácie kvantovej mechaniky. Vedci však nechápali, prečo sa funkcia vlny zrútila.
Everett položil ďalšiu otázku: koluje funkcia vlny vôbec?
Prezentoval situáciu, v ktorej vlnová funkcia naďalej exponenciálne rastie bez zrútenia. Výsledkom je, že celý vesmír nadobúda jeden z dvoch možných stavov: „svet“, v ktorom častica prešla otvorom č. 1, a „svet“, v ktorom častica prešla otvorom č. 2. Everett argumentoval tým, že v všetky kvantové udalosti, ktorých viac výsledkov existuje v rôznych svetoch v stave superpozície. Vlnová funkcia pre nás vyzerá, že sa zhroutí, pretože žijeme v jednom z týchto svetov, ktoré nie sú schopné vzájomne pôsobiť.
Schéma rozdelenia svetov podľa mnohorázovej interpretácie kvantovej mechaniky / Wikipedia.
Preto, keď Eugene príde v roku 1960, vesmír je rozdelený. Už nie je vo svete, z ktorého pochádza (nech je to svet č. 1). Namiesto toho vytvoril a obsadil nový svet. Keď cestuje do budúcnosti, pohybuje sa spolu s chronológiou tohto sveta. Nikdy v nej neexistoval a vlastne nikdy nezabil svojho dedka. Jeho starý otec vo svete č. 1 naďalej existuje v dobrom zdravotnom stave.
zhrnúť
Samozrejme, žiadne z navrhovaných riešení a hypotéz nerobí čas cestovaním realitou. Einsteinova špeciálna teória relativity a obmedzenia rýchlosti masového objektu predstavujú vážne prekážky. Poskytujú však zaujímavé riešenia hádanky. Je iróniou, že najpravdepodobnejšie riešenie „paradoxu zavraždeného starého otca“pochádza z jedinej fyzickej hypotézy, ktorá priniesla ešte fantastickejšie príbehy, ako mnoho iných myšlienok a hypotéz predložených vedcami počas minulého storočia.
Je zvláštne, že interpretácia mnohých svetov môže odpovedať aj na ďalšie hlavolam spojené s cestovaním v čase. Ak bude takáto technológia niekedy viac ako fantázia, kde sú cestujúci po celú dobu? Prečo k nám neprišli hovoriť o ich objave?
Pravdepodobnou odpoveďou je, že žijeme v prvotnom svete, v ktorom sú stroje času určené na výrobu. A vynálezcovia a ich spolucestujúci jednoducho skončia v iných svetoch, ktoré sami vytvoria. Ak je to pravda, potom vynález časového stroja povedie náš svet k tomu, že z neho zmizne mnoho fyzikov a vynálezcov.
Vladimir Guillen