Научните възможности за пътуване във времето

Историите относно пътуването в миналото и бъдещето отдавна плениха въображението ни, но въпросът дали времето пътуването е възможно, е трънливо, което стига до сърцето на разбирането какво означават физиците, когато използват думата "Време".

Съвременната физика ни учи, че времето е един от най-мистериозните аспекти на нашата Вселена, макар че в началото може да изглежда направо. Айнщайн промени революцията в нашето разбиране за концепцията, но дори и с това преразгледано разбиране, някои учени все още обмислят въпроса дали или невремето действително съществува или дали това е просто "упорито упорита илюзия" (както Айнщайн навремето я нарича). Каквото и да е времето, физиците (и белетристите) са намерили интересни начини да го манипулират, за да обмислят да го обиколят по неортодоксални начини.

Макар и посочен в H. G. Wells ' Машината на времето (1895 г.) действителната наука за пътуването във времето се появява чак през ХХ век като страничен ефект на Алберт Айнщайн

Едно от удивителните последствия на относителността е, че движението може да доведе до разлика в начина, по който минава времето, процес, известен като дилатация на времето. Това най-драматично се проявява в класическото Парадокс-близнак. При този метод на „пътуване във времето“ можете да се придвижите в бъдещето по-бързо от нормалното, но в действителност няма връщане назад. (Има леко изключение, но повече за това по-късно в статията.)

През 1937 г. шотландският физик У. J. van Stockum за първи път прилага общата относителност по начин, който отваря вратата за пътуване във времето. Прилагайки уравнението на общата относителност към ситуация с безкрайно дълъг, изключително плътен въртящ се цилиндър (нещо като безкраен стълб на бръснарница). Въртенето на такъв масивен обект всъщност създава феномен, известен като „плъзгане на рамката“, което е, че всъщност той влачи пространствено време заедно с него. Ван Стокум откри, че в тази ситуация бихте могли да създадете път в четириизмерно пространствено време, което започва и завършва в същия момент - нещо, наречено a затворена времева крива - което е физическият резултат, който позволява пътуване във времето. Можете да тръгнете в космически кораб и да изминете пътека, която ви връща към същия миг, в който сте започнали.

Макар и интригуващ резултат, това беше доста измислена ситуация, така че всъщност нямаше кой знае какви притеснения. Предстои обаче ново тълкуване, което беше много по-противоречиво.

През 1949 г. математикът Курт Годел - приятел на Айнщайн и колега в Принстън Институтът за усъвършенствани изследвания на университета - реши да се справи с ситуация, в която е цялата вселена ротационен принцип. В решенията на Годел пътуването във времето всъщност е било разрешено от уравненията, ако Вселената се върти. Въртящата се вселена може сама да функционира като машина на времето.

Сега, ако Вселената се върти, би имало начини да я открием (светлинните лъчи биха се огънали, например, ако цяла вселена се въртяха) и досега доказателствата са прекалено силни, че няма универсален вид завъртане. И така, пътуването във времето се изключва от този конкретен набор от резултати. Но факт е, че нещата във Вселената се въртят и това отново отваря възможността.

През 1963 г. новозеландският математик Рой Кер използва полевите уравнения, за да анализира въртящи се Черна дупка, наречена черна дупка на Kerr и откри, че резултатите позволяват пътека през a червеева дупка в черната дупка, пропускайки сингулярността в центъра и я направете от другия край. Този сценарий позволява и затворени времеви криви, както теоретичният физик Кип Торн реализира години по-късно.

В началото на 80-те, докато Карл Сагън работи по романа си от 1985 г. контакт, той се обърна към Кип Торн с въпрос за физиката на пътуването във времето, което вдъхнови Торн да проучи концепцията за използването на черна дупка като средство за пътуване във времето. Заедно с физика Сун-Вон Ким Торн осъзна, че може (теоретично) да имате черно дупка с дупка на червей, свързваща го с друга точка в пространството, държана отворена от някаква форма на отрицание енергия.

Но това, че имате дупка на червей, не означава, че имате машина на времето. Сега, нека предположим, че бихте могли да преместите единия край на дупката („подвижния край). Поставяте подвижния край на космически кораб, снимайки го в космоса близо до скоростта на светлината. Разширяването на времето започва и времето, преживяно от подвижния край, е много по-малко от времето, преживяно от фиксирания край. Да предположим, че вие ​​премествате подвижния край 5000 години в бъдещето на Земята, но подвижният край само "остарява" 5 години. Така че напускате през 2010 г. AD, да речем, и пристигате в 7010 AD.

Ако обаче пътувате през подвижния край, всъщност ще изскочите от неподвижния край през 2015 г. сл. Хр. (Тъй като 5 години са минали обратно на Земята). Какво? Как работи това?

Е, факт е, че двата края на червейната дупка са свързани. Колкото и да са отдалечени един от друг, в космическото време те все още са "близо" един до друг. Тъй като подвижният край е само с пет години по-стар, отколкото когато е напуснал, преминаването през него ще ви изпрати обратно към съответната точка на неподвижния червей. И ако някой от Земята на 2015 г. през AD AD премине през неподвижната дупка, той ще излезе през 7010 г. от подвижния червей. (Ако някой е преминал през червейната дупка през 2012 г. сл. Хр., Той ще се озове на космическия кораб някъде по средата на пътуването и т.н.)

Въпреки че това е най-разумното физическо описание на машина на времето, все още има проблеми. Никой не знае дали съществуват червееви дупки или отрицателна енергия, нито как да ги обединим по този начин, ако съществуват. Но това е (на теория) възможно.