Čo je čas? Augustína blahoslavená povedala: „Viem, aký je čas, kým na to nemyslím.“Podľa štandardného fyzikálneho modelu je časom okrem troch priestorových rozmerov aj štvrtá dimenzia. Takže môžete prejsť. Po celé roky autori sci-fi využívali možnosti cestovania v čase rôznymi spôsobmi. Každé storočie ovládame stále viac a viac nových technológií, objavujeme nové aspekty vedy. Čo nám zostáva, aby sme sa dozvedeli o cestovaní v čase skôr, ako sa to stane skutočnosťou?
Možno ste si všimli, že sa neustále pohybujeme v čase. Pohybujeme sa ním. Na základnej úrovni koncepcie je čas rýchlosťou vesmíru a bez ohľadu na to, či sa nám to páči alebo nie, podliehame neustálym zmenám. Starneme, planéty sa pohybujú okolo Slnka, veci sú zničené.
Merame plynutie času v sekundách, minútach, hodinách a rokoch, ale to vôbec neznamená, že čas tečie konštantnou rýchlosťou. Rovnako ako voda v rieke, čas plynie rôznymi spôsobmi na rôznych miestach. Stručne povedané, čas je relatívny.
Čo však spôsobuje dočasné výkyvy na ceste z kolísky do hrobu? Všetko sa to týka vzťahu medzi časom a priestorom. Človek dokáže vnímať v troch rozmeroch - dĺžka, šírka a hĺbka. Čas dopĺňa túto stranu ako najdôležitejšiu štvrtú dimenziu. Čas neexistuje bez priestoru, priestor neexistuje mimo času. A tento pár je spojený v časoprostorovom kontinuu. Akákoľvek udalosť, ktorá sa koná vo vesmíre, musí zahŕňať priestor a čas.
V tomto článku sa budeme zaoberať najreálnejšími a každodennými možnosťami cestovania časom v našom vesmíre, ako aj menej dostupnými, ale nemenej možnými cestami cez štvrtú dimenziu.
Dočasné cestovanie do budúcnosti
Ak chcete žiť pár rokov trochu rýchlejšie ako niekto iný, musíte sa vysporiadať s časopriestorom. Globálne satelity na určovanie polohy to robia každý deň, tri miliardytin sekundy pred prirodzeným časom. Na obežnej dráhe čas tečie rýchlejšie, pretože satelity sú ďaleko od hmotnosti Zeme. A na povrchu hmota planéty nesie čas a spomaľuje ju v relatívne malom meradle.
Propagačné video:
Tento efekt sa nazýva dilatácia gravitačného času. Podľa Einsteinovej teórie všeobecnej relativity sa gravitácia ohýba časopriestorom a astronómovia používajú tento dôsledok pri štúdiu prechodu svetla v blízkosti veľkých objektov.
Čo to však má spoločné s načasovaním? Pamätajte si - každá udalosť, ktorá sa objaví vo vesmíre, zahŕňa priestor aj čas. Gravitácia nielenže spája priestor, ale aj čas.
Keďže ste v priebehu času, sotva si všimnete zmenu v priebehu. Ale objekty, ktoré sú dostatočne masívne - ako napríklad supermasívny alfa sagitársky čierny otvor, ktorý sa nachádza v strede našej galaxie - vážne skreslia štruktúru času. Hmotnosť bodu jedinečnosti je 4 milióny slnka. Táto hmota spomaľuje čas na polovicu. Päť rokov na obežnej dráhe čiernej diery (bez toho, aby do nej spadol) je na Zemi desať rokov.
Rýchlosť pohybu tiež hrá dôležitú úlohu v rýchlosti toku našej doby. Čím bližšie sa dostanete k maximálnej rýchlosti pohybu - rýchlosti svetla - tým pomalší čas plynie. Na konci cesty začnú hodiny rýchlo jedoucího vlaku „meškať“o jednu miliardtu sekundy. Ak vlak dosiahne 99,999% ľahkej rýchlosti, v jednom roku vo vlakovom vozidle môžete do budúcnosti cestovať o dvesto dvadsaťtri rokov.
V skutočnosti sú hypotetické budúce cesty v budúcnosti postavené na tejto myšlienke, prepáčte tautológiu. Ale čo minulosť? Môžete vrátiť čas?
Dočasné cestovanie v minulosti
Zistili sme, že cesta do budúcnosti sa koná stále. Vedci to experimentálne dokázali a táto myšlienka je v centre Einsteinovej teórie relativity, ktorá sa tento rok zmení na 100. Je celkom možné prejsť do budúcnosti, jedinou otázkou je „ako rýchlo“? Pokiaľ ide o cestovanie späť v čase, odpoveďou je pozrieť sa na nočnú oblohu.
Galaxia Mliečna dráha je široká asi 100 000 svetelných rokov, čo znamená, že svetlo zo vzdialených hviezd musí prejsť tisíce a tisíce rokov predtým, ako sa dostane na Zem. Chyťte toto svetlo a v podstate sa jednoducho pozriete do minulosti. Keď astronómovia merajú kozmické mikrovlnné žiarenie, pozerajú sa do vesmíru tak, ako to bolo pred 10 miliardami rokov. Ale to nie je všetko.
V Einsteinovej teórii relativity nie je nič, čo by vylučovalo možnosť cestovať do minulosti, ale samotná existencia gombíka, ktorý by vás mohol priviesť späť na včerajšok, porušuje zákon príčinnosti alebo príčiny a následky. Keď sa niečo stane vo vesmíre, udalosť vytvorí nový nekonečný reťazec udalostí. Príčina sa vždy rodí pred účinkom. Predstavte si svet, v ktorom obeť zomrie skôr, ako strela zasiahne hlavu. Ide o porušenie reality, ale napriek tomu mnohí vedci nevylučujú možnosť cestovať do minulosti.
Napríklad sa predpokladá, že pohyb rýchlejšie ako rýchlosť svetla môže poslať späť do minulosti. Ak sa čas spomalí, keď sa objekt priblíži k rýchlosti svetla, môže sa zlomením tejto bariéry čas vrátiť späť? Samozrejme, keď sa blíži rýchlosť svetla, relativistická hmota objektu tiež rastie, to znamená, že sa blíži k nekonečnu. Zdá sa nemožné zrýchliť nekonečnú masu. Teoreticky môže rýchlosť osnovy, to znamená deformácia rýchlosti ako takej, klamať univerzálny zákon, ale aj to si bude vyžadovať obrovské náklady na energiu.
Čo keď cestovanie času do budúcnosti a minulosti nezávisí ani tak od našich základných vedomostí o vesmíre, ale skôr od existujúcich kozmických javov? Pozrime sa na čiernu dieru.
Čierne diery a Kerrove prstene
Obežnej dráhe okolo čiernej diery dosť dlho a gravitačná dilatácia času vás zavedie do budúcnosti. Ale čo keď spadneš priamo do čeľustí tohto kozmického príšeru? Už sme písali o tom, čo sa stane, keď sa ponoríme do čiernej diery, nespomínali sme však také exotické množstvo čiernych dier, ako je Kerrov kruh. Alebo Kerrovu čiernu dieru.
V roku 1963 navrhol nový Zéland matematik Roy Kerr prvú realistickú teóriu rotujúcej čiernej diery. Koncept zahŕňa neutrónové hviezdy - napríklad obrovské zhroutiace sa hviezdy veľkosti Petrohradu, ale s hmotnosťou Zemského Slnka. Zaradili sme neutrónové diery do zoznamu najzáhadnejších objektov vo vesmíre a nazvali ich magnetarmi. Kerr teoretizoval, že ak by sa umierajúca hviezda zrútila do rotujúceho kruhu neutrónových hviezd, ich odstredivá sila by im zabránila stať sa jedinečným. A keďže čierna diera nebude mať bod jedinečnosti, Kerr usúdil, že by bolo možné dostať sa dovnútra bez strachu, že bude v strede roztrhaná gravitáciou.
Ak existujú Kerrove čierne diery, mohli by sme ich prejsť a vystúpiť do bielej diery. Je to ako koncovka čiernej diery. Namiesto toho, aby nasala všetko, čo môže, biela diera naopak vyhodí všetko, čo môže. Možno aj v inom čase alebo v inom vesmíre.
Kerrove čierne diery zostávajú teóriou, ale ak existujú, sú portály takého druhu, ktoré ponúkajú jednosmerné cestovanie do budúcnosti alebo minulosti. A hoci sa takto mohla vyvinúť extrémne vyspelá civilizácia a mohla by sa pohybovať v čase, nikto nevie, kedy „divoká“Kerrova čierna diera zmizne.
Červí diery (červí diery)
Teoretické Kerrove prstene nie sú jediným spôsobom, ako možno „skrátiť“cesty do minulosti alebo do budúcnosti. Sci-fi filmy - od Star Treku po Donnieho Darka - sa často zaoberajú teoretickým mostom Einstein-Rosen. Tieto mosty sú pre vás lepšie známe ako červí diery.
Einsteinova všeobecná teória relativity umožňuje existenciu červí diery, pretože teória veľkého fyzika je založená na zakrivení časopriestoru pod vplyvom hmoty. Aby ste pochopili toto zakrivenie, predstavte si textúru spacetime ako bielu plachtu a preložte ju na polovicu. Plocha listu zostane rovnaká, nebude sa zdeformovať, ale vzdialenosť medzi dvoma kontaktnými bodmi bude zreteľne menšia, ako keď fólia leží na rovnom povrchu.
V tomto zjednodušenom príklade je priestor zobrazený ako dvojrozmerná rovina, a nie štvorrozmerná, čo v skutočnosti je (pamätajte na štvrtú dimenziu - čas). Podobne fungujú hypotetické červy.
Rýchly posun vpred do vesmíru. Koncentrácia hmoty v dvoch rôznych častiach vesmíru by mohla vytvoriť určitý druh tunela v časopriestore. Teoreticky by tento tunel prepojil dva rôzne segmenty časopriestorového kontinua. Samozrejme je celkom možné, že niektoré fyzikálne alebo kvantové vlastnosti bránia tomu, aby sa takéto červie diery objavili samy o sebe. No, alebo sa narodia a okamžite zahynú, sú nestabilné.
Podľa Stephena Hawkinga môžu červí diery existovať v kvantovej pene, najmenšom médiu vo vesmíre. Drobné tunely sa neustále rodia a praskajú a na krátku chvíľu prepájajú samostatné miesta a časy.
Červí diery môžu byť príliš malé a krátkodobé na to, aby sa človek mohol pohnúť, ale čo keď ich jedného dňa nájdeme, držíme, stabilizujeme a zväčšíme? Ak Hawking poznamenáva, že budete pripravení na spätnú väzbu. Ak chceme umelo stabilizovať časopriestorový tunel, žiarenie z našich činov ho môže zničiť, rovnako ako zvuková reverzia môže poškodiť reproduktora.
Kozmické struny
Snažíme sa pretláčať čiernymi dierami a červami, ale existuje aj iný spôsob cestovania v čase pomocou teoretického kozmického fenoménu? S ohľadom na tieto myšlienky sa obraciame na fyzika J. Richarda Gotta, ktorý načrtol myšlienku kozmického reťazca v roku 1991. Ako už názov napovedá, jedná sa o hypotetické objekty, ktoré sa mohli vytvoriť v raných fázach vývoja vesmíru.
Tieto reťazce prenikajú celým vesmírom, sú tenšie ako atóm a sú pod silným tlakom. Z toho prirodzene vyplýva, že všetko, čo okolo nich prechádza, priťahuje gravitáciu, čo znamená, že objekty pripojené k kozmickému reťazcu sa môžu pohybovať neuveriteľnou rýchlosťou v čase. Ak pritiahnete dva kozmické reťazce bližšie k sebe alebo umiestnite jeden z nich vedľa čiernej diery, môžete vytvoriť tzv. Uzavretú časovú krivku.
Použitím gravitácie spôsobenej dvoma kozmickými reťazcami (alebo reťazcom a čiernou dierou) sa kozmická loď mohla teoreticky poslať späť v čase. Aby ste to dosiahli, budete musieť vytvoriť slučku okolo kozmických reťazcov.
Mimochodom, o kvantových reťazcoch sa práve diskutuje. Gott uviedol, že aby sme sa mohli vrátiť späť v čase, obchádzali by sme reťazec obsahujúci polovicu energie celej galaxie. Inými slovami, polovica atómov v galaxii by sa musela použiť ako palivo pre váš stroj času. Ako každý vie, nemôžete sa vrátiť v čase skôr, ako bol stroj samotný vytvorený.
Okrem toho existujú dočasné paradoxy.
Paradoxy cestovania v čase
Ako sme povedali, myšlienka cestovať späť v čase je mierne zatienená druhou časťou zákona o príčinnej súvislosti. Príčina nastane pred efektom, aspoň v našom vesmíre, čo znamená, že môže zničiť aj tie premyslené cestovné plány.
Na začiatok si predstavte, že ak cestujete o 200 rokov späť v čase, objavíte sa dlho predtým, ako ste sa narodili. Premýšľajte o tom na chvíľu. Účinok (vy) bude nejaký čas existovať pred príčinou (vaše narodenie).
Ak chcete lepšie porozumieť tomu, s čím sa zaoberáme, zvážte slávny paradox starého otca. Ste vrah v čase, váš cieľ je váš starý otec. Preplížite sa cez neďalekú červiu dieru a dostanete sa k živej 18-ročnej verzii otca vášho otca. Zdvihnete pištoľ, ale čo sa stane, keď stlačíte spúšť?
Premýšľajte o tom. Ešte ste sa nenarodili. Dokonca ani váš otec sa ešte nenarodil. Ak zabijete svojho dedka, nebude mať syna. Tento syn vás nikdy nenarodí a vy nemôžete cestovať späť v čase s krvavou úlohou. A vaša neprítomnosť nijako nestiahne spúšť, čím popiera celú reťaz udalostí. Hovoríme tomu slučka nekompatibilných príčin.
Prípadne zvážte myšlienku sekvenčnej kauzálnej slučky. Hoci si človek myslí, teoreticky odstraňuje dočasné paradoxy. Podľa fyzika Paula Davisa vyzerá takáto slučka takto: profesor matematiky ide do budúcnosti a kradne zložitú matematickú vetu. Potom to dá najúžasnejšiemu študentovi. Potom sľubný študent rastie a učí sa, aby sa jedného dňa stal mužom, od ktorého profesor kedysi ukradol vety.
Okrem toho existuje ďalší model cestovania v čase, ktorý zahŕňa skreslenie pravdepodobnosti pri priblížení sa k možnosti paradoxnej udalosti. Čo to znamená? Vráťme sa do topánok vraha vášho starého otca. Tento model cestovného času môže skutočne zabiť vášho starého otca. Môžete stlačiť spúšť, ale zbraň nebude strieľať. Vták bude bzučať v správnom okamihu, alebo sa stane niečo iné: kvantová fluktuácia nedovolí, aby nastala paradoxná situácia.
A nakoniec najzaujímavejšia vec. Budúcnosť alebo minulosť, do ktorej idete, môžu jednoducho existovať v paralelnom vesmíre. Predstavme si to ako paradox oddelenia. Môžete zničiť všetko, čo chcete, ale to nijako neovplyvní váš domovský svet. Zabijete starého otca, ale nezmiznete - možno iný „vy“zmizne v paralelnom svete, alebo scenár bude sledovať paradoxné vzorce, ktoré sme už zvážili. Je však možné, že tento cestovný čas bude jednorazový výlet a už sa nikdy nebudete môcť vrátiť domov.
Ste úplne zmätení? Vitajte vo svete cestovania v čase.
Ilja Khel