Vuonna 1949 saksalainen matemaatikko Kurt Gödel, ratkaistuaan Einsteinin saamat gravitaatiokentän yhtälöt, osoitti teoreettisesti aikamatkan mahdollisuuden. Melkein seitsemänkymmentä vuotta myöhemmin amerikkalaiset ja kanadalaiset tutkijat ovat rakentaneet matemaattisen mallin tähän. Ja viime keväänä kvantitietokone palautti sekunnin sekunnin.
Uusi ulottuvuus - uudet mahdollisuudet
1900-luvun alussa fyysikot alkoivat pitää aikaa tasavertaisena ulottuvuutena jo jo tunnettujen kolmen kanssa: ylös ja alas, oikealle ja vasemmalle sekä edestakaisin. Tuloksena syntyi käsitys avaruus-ajan jatkuvuudesta tieteessä ja muodostui erilainen käsitys luonnonlakeista - erityinen ja yleinen suhteellisuusteoria (SRT ja GRT). SRT tarkasteli vain suoria ja tasaisesti liikkuvia esineitä, GRT - tilanteita, joissa rungot kiihdytettiin tai käännettiin sivulle.
Se oli yleinen suhteellisuusteoria vuonna 1915, että Einstein yhdessä saksalaisen matemaatikon Hilbertin kanssa laski yhtälöjärjestelmän painovoimakentälle, joka yhdistää avaruus-ajan tämän ominaisuuden täyttävän aineen ominaisuuksiin. Kolmekymmentä vuotta myöhemmin Gödel ratkaisi nämä yhtälöt esittämällä ainetta tasaisesti jakautuneina pyörivinä pölyhiukkasina. Kun hän ehdotti galaksien pitämistä näinä hiukkasina, hän sai mallin pyörivästä universumista.
Siinä valo on mukana kiertyvässä liikkeessä, mikä tarkoittaa, että esineet voivat liikkua pitkin kulkurataa, joka on suljettu paitsi tilassa, mutta myös ajassa. Toisin sanoen matkustaessasi maailmankaikkeuden kautta voit palata menneisyyteen. Tällaisten suuntaviivojen olemassaolon todennäköisyys (niitä kutsutaan suljetuiksi ajallisiksi käyriksi) määritetään gravitaatiokentän yhtälöiden muiden ratkaisuversioiden avulla - vuonna 1974 saatu "Tipler-sylinteri" ja "läpäisevät madonreiät".
Avaruuden ja ajan kautta
Mainosvideo:
Brittiläinen fyysikko Roger Penrose oletti, että suljettujen ajoittaisten käyrien on ylitettävä tapahtumahorisontti - kuvitteellinen raja-aika-alue. Rajan toisella puolella on avaruus-ajan pisteitä, joista voi oppia jotain, toisaalta - mitään ei tiedetä. Henkilö on tämän tapahtumahorisontin ulkopuolella. Siksi hän ei pysty huomaamaan syy-periaatteen loukkaamista suljetuissa ajoissa käyrissä.
Stephen Hawkingin mukaan tällaisten käyrien luomisen on välttämättä päädyttävä mustalla aukolla. Seurauksena on, että tarkkailijan kannalta alasti singulaarisuus - kohta, jossa äärettömän kaukana tulevaisuus tai menneisyys on näkyvissä - osoittautuu sulkeutuvan mustien reikien tapahtumien avulla. Vaikka henkilö pääsee tähän pisteeseen, hän ei voi kertoa siitä kenellekään. Voit tehdä tämän sinun täytyy päästä pois mustasta aukosta, joka on täysin poissa kysymyksestä.
Tutkijat ovat kuitenkin löytäneet tavan, vaikka ne ovatkin teoreettisia, päästäkseen eroon näistä rajoituksista. Amerikkalaiset ja kanadalaiset fyysikot ovat kehittäneet matemaattisen mallin aikakoneesta, jonka avulla voit liikkua suljettujen aikamäisten käyrien läpi superluminal nopeudella. Lisäksi näiden käyrien etsinnässä ei ole tarpeen päästä mustien reikien sisälle, työn kirjoittajat huomauttavat.
Aikasuunta tila-ajan pinnalla näyttää kaarevuudelta, joka voimistuu lähestyessäsi mustaa reikää - on todisteita siitä, että aika sen välittömässä läheisyydessä hidastuu. Tutkijat ovat kuvanneet pyöreän kaarevuuden mahdollisuuden matkustajille ajankoneessa mustan aukon ulkopuolella. Tämä ympyrä lähettää heidät menneisyyteen.
Aikakone itsessään on kupla. Sen sisällä olevat ihmiset siirtyvät menneisyyteen ja tulevaisuuteen tuloksena olevaa suljettua käyrää pitkin ja palaavat sitten lähtöpisteeseen. Samanaikaisesti ulkoinen tarkkailija näkee kaksi matkustajaversiota: yhdelle aika virtaa normaalisti ja toiselle vastakkaiseen suuntaan.
Totta, sellainen aikakone on edelleen puhtaasti spekulatiivinen rakenne. Materiaalia, josta se voitaisiin tehdä, ei ole vielä keksitty.
Sekuntia sitten
Tämän vuoden maaliskuussa tutkijat Venäjältä, Yhdysvalloista ja Sveitsistä osoittivat, että aikamatka on mahdollista käytännössä, mutta vain kvantitasolla. He loivat sellaisen järjestelmän tilan, joka itse kehittyi vastakkaiseen suuntaan - kaaoksesta järjestykseen, ts. Se rikkoi termodynamiikan toista lakia, jonka mukaan universumin kaaos (tieteellisesti - entropia) kasvaa jatkuvasti, mikä tarkoittaa, että aika liikkuu vain yhdessä suunta: menneisyydestä tulevaisuuteen.
Ensinnäkin fyysikot osoittivat teoreettisesti, että tyhjässä tilassa oleva elektroni pystyy siirtymään spontaanisti menneisyyteen, ts. Palaamaan tilaan, jossa se oli hetki sitten. Sellainen tapahtuma voi laskelmien mukaan kuitenkin tapahtua vain kerran koko maailmankaikkeuden olemassaolon ajan. Tässä tapauksessa on mahdollista palata vain 0,06 nanosekuntia.
Sitten he yrittivät suorittaa tämän toimenpiteen kokeessa käyttämällä pilvikvantotietokonetta. Yhdessä tapauksessa kaksi yhdistettiin, toisessa kolme kvittiä - peruslaskentamoduulit ja kvantikoneiden muistisolut. Täytimme heidät jollakin numerosarjalla ja aloimme manipuloida sisältöä niin, että kaaosaste tässä kvanttijärjestelmässä kasvoi nopeasti. Kun entropia saavutti tietyn tason, toinen ohjelma otti kvbitin hallinnan ja siirsi ne sellaiseen tilaan, että jatkokehitys eteni kohti järjestystä kuin kaaosta. Seurauksena oli, että qubitit olivat hetkessä alkuperäisessä tilassaan. Toisin sanoen he palasivat menneisyyteen.
Tämä temppu ei kuitenkaan aina onnistunut: noin 80 prosenttia tapauksista, joissa oli kaksi kyynärpistettä ja vain puolet kolmesta. Tutkimuksen kirjoittajien mukaan epäonnistumiset liittyvät virheisiin itse kvantitietokoneen toiminnassa, eikä joidenkin selittämättömien syiden vuoksi. Tämä tarkoittaa, että voidaan luoda entistä tehokkaampia algoritmeja matkoille menneisyyteen.
Alfiya Enikeeva