Myšlienka, že by sme sa mohli vrátiť v čase, aby sme zmenili minulosť, sa stala jednou z obľúbených techník vo filmoch, literatúre a televíznych seriáloch. Harry Potter, Back to the Future, Groundhog Day a mnoho ďalších filmov nám sľúbil príležitosť znovu vybrať v našej minulosti. Pre väčšinu ľudí zostane táto príležitosť fantastická, pretože všetky fyzikálne zákony naznačujú, že postup vpred je nevyhnutný a nevyhnutný. Vo filozofii sa dokonca objavil paradox, ktorý zdôrazňuje absurditu tejto možnosti: ak by cestovanie v čase bolo možné, mohli by ste sa vrátiť v čase a zabiť svojho dedka skôr, ako sa vaši rodičia stretnú, čím by ste vylúčili možnosť svojej vlastnej existencie. Dlho sa verilo, že už niet cesty späť. Ale vďaka zaujímavým vlastnostiam priestoru a času v Einsteinovej všeobecnej teórii relativity môže byť možný návrat späť v čase, hovorí fyzik Ethan Siegel.
Ilustrácia raného vesmíru kvantovej peny, v ktorej sa kvantové fluktuácie prejavujú v najmenších mierkach. Pozitívne a negatívne výkyvy energie môžu vytvárať malé kvantové červie diery.
Začnime s fyzickou myšlienkou červej dierky. V známom vesmíre v najmenších mierkach sa na tkanive časopriestoru objavujú malé kvantové fluktuácie. To zahŕňa výkyvy energie v pozitívnych a negatívnych smeroch, ktoré sa často vyskytujú veľmi blízko seba. Silné, husté, pozitívne kolísanie energie môže určitým spôsobom vytvoriť zakrivený priestor a silné, husté, negatívne kolísanie energie bude ohýbať priestor opačným spôsobom. Ak tieto dve oblasti zakrivenia spojíte, získate - krátko - kvantovú červiu dieru. Ak červí diera vydrží dosť dlho, môžete skúsiť prejsť cez ňu častice, takže okamžite zmizne na jednom mieste v časopriestore a objaví sa na inom mieste.
Presný matematický graf Lorentzovej červej dierky. Ak je jeden koniec červej diery skonštruovaný z pozitívnej hmoty / energie a druhý zo zápornej hmoty / energie, červí diera sa stane priechodnou.
Napríklad na to, aby sme to všetko zväčšili a umožnili človeku prejsť červí dieru, si vyžaduje nejakú prácu. Aj keď všetky známe častice v našom vesmíre majú pozitívnu energiu a buď pozitívnu alebo nulovú hmotnosť, je možné, že častice so zápornou hmotnosťou a energiou existujú v rámci všeobecnej relativity. Samozrejme sme ich ešte nenašli, ale podľa teoretických fyzikov neexistuje nič, čo by vylúčilo ich existenciu.
Ak existuje látka so zápornou hmotou a energiou, vytvorenie superhmotnej čiernej diery a jej náprotivok so zápornou hmotou a energiou a ich kombinovanie vytvorí priechodnú červiu dieru. Bez ohľadu na to, ako ďaleko oddeľujete tieto dva superponované objekty, ak majú dostatok hmoty a energie - pozitívnych aj negatívnych - okamžité spojenie zostane. To všetko je skvelé pre okamžité cestovanie vesmírom. Ale čo načasovanie? A práve tu vstupujú do hry zákony osobitnej relativity.
Podľa zákona špeciálnej relativity stacionárne a pohyblivé časti starnú rôznymi rýchlosťami.
Ak cestujete blízko rýchlosti svetla, objavíte sa jav známy ako časová dilatácia. Váš pohyb v priestore a pohyb v čase sú spojené rýchlosťou svetla: čím rýchlejšie sa pohybujete v priestore, tým pomalšie v priebehu času. Predstavte si, že máte cieľ 40 svetelných rokov ďaleko a môžete cestovať neuveriteľnou rýchlosťou: viac ako 99,9% rýchlosti svetla. Ak nalodíte na loď, cestujete za hviezdou takmer rýchlosťou svetla, potom zastavte, otočte sa a vráťte sa na Zem, nájdete niečo čudné.
Propagačné video:
Vzhľadom na spomalenie času a skrátenie dĺžky sa môžete dostať do cieľa už za rok a potom sa vrátiť v inom roku. Ale na Zemi uplynie 82 rokov. Každý, koho poznáte, bude veľmi starý. Takto je fyzicky možné cestovanie v čase: cestujete do budúcnosti a cestovanie v čase bude závisieť iba od vášho pohybu vo vesmíre.
Je možné cestovanie v čase? S dostatočne veľkou červí dierkou, napríklad vytvorenou dvoma supermasívnymi čiernymi dierami (pozitívne a negatívne masy a energie), by sme to mohli vyskúšať.
Ak postavíte červiu dieru, ako je tá, ktorú sme opísali vyššie, príbeh sa zmení. Predstavte si, že jeden koniec červej dierky bude nehybný, napríklad niekde blízko Zeme, zatiaľ čo druhý bude cestovať rýchlosťou blízkou svetlu. Po roku rýchleho pohybu jedného z koncov červí diery cez ňu prechádzate. Čo sa stane ďalej?
Rok sa bude líšiť pre každého, najmä ak sa každý pohybuje v čase a priestore inak. Ak hovoríme o rovnakých rýchlostiach ako predtým, „pohybujúci sa“koniec červej diery bude starnúť 40 rokov, ale „pokojný“koniec - iba 1 rok. Vstúpte na relativistický koniec červej diery a na Zem sa dostanete až rok po vytvorení červej diery a vy sami budete starnúť 40 rokov.
Ak by pred 40 rokmi niekto vytvoril takúto zamotanú červiu dieru a poslal by ju na podobnú cestu, mohol by do jedného z nich vstúpiť dnes, v roku 2017, a cestovať do roku 1978. Jediným problémom je, že vy sami ste nemohli byť na tomto mieste v roku 1978; museli ste byť na jednom konci červej dierky alebo cestovať vesmírom, aby ste sa toho zmocnili.
Warp cestovanie, ako je vidieť NASA. Ak vytvoríte červiu dieru medzi dvoma bodmi vo vesmíre, aby sa jedna diera pohybovala relatívne voči druhému, pozorovatelia, ktorí ju prechádzajú, by starli inak.
A mimochodom, táto forma cestovania časom tiež zakazuje paradox dedka! Aj keby bola červia diera vytvorená pred počatím vašich rodičov, nebolo možné, aby ste sa objavili na druhom konci červej dierky dosť skoro na to, aby ste sa mohli vrátiť späť v čase a nájsť svojho dedka pred týmto rozhodujúcim okamihom. V najlepšom prípade by ste mohli vziať svojho novonarodeného otca a matku na palubu lode, dohnať druhý koniec červej dierky, nechať ich dozrievať, zostarnúť, otehotnieť, a potom cestovať červí dierou späť sami. Potom sa stretnete so svojim dedkom v jeho najlepšom veku, ale technicky to bude okolo času, kedy sa vaši rodičia narodili.
Vesmír dáva voľnosť na najneobvyklejšie veci. Najmä ak negatívna masa a energia skutočne existujú vo vesmíre a dajú sa ovládať. Cestovanie späť v čase je však niečo neobvyklé. Kvôli zvláštnostiam osobitnej a všeobecnej relativity nemusí byť cestovanie časom do minulosti možné len v beletrii.