Aikamatka on yksi mielenkiintoisimmista fantasiakonsepteista. Mutta se herättää monia kysymyksiä - sekä fyysikoille että filosofille - ja voi myös johtaa erilaisiin paradokseihin.”Murhatun isoisän paradoksi” on yksi niistä.
Aikamatkan käsitettä käytetään kirjassa ja elokuvassa täysimittaisesti genreistä riippumatta. Usein näiden tarinoiden keskellä ovat matkustajan muutokset menneisiin tapahtumiin, jotka johtavat todellisiin katastrofeihin tulevaisuudessa. On syytä muistaa ainakin Ray Bradburyn tarina "Ja Thunder Rocked".
Tämä dilemma, joka tunnetaan myös murhatun isoisän paradoksina, edustaa fyysikoiden ja filosofien pääväitteitä aikamatkalle: mahdollista syy-yhteyden rikkomista. Ja vaikka matkamatka on edelleenkin spekulointia, syy-yhteyden rikkomisen todennäköisistä tuloksista ja siitä, miten luonto voi estää niitä, keskustellaan kuumesti tutkijoiden, kuten Stephen Hawkingin ja Kip Thornen, välillä.
Mikä on "murhatun isoisän paradoksi"
Murhatun isoisän paradoksi esittelee hypoteettisen tilanteen, jossa aikamatkustaja matkustaa ajassa taaksepäin ja tekee jotain, joka saa hänet koskaan tulematta olemaan (yleensä katsotaan matkustajan isoisän vahingossa tapahtuvaa kuolemaa) tai tapahtumaa, joka tekee hänen matkansa mahdottomaksi … Paradoksi johtuu siitä, että tämä henkilö ei koskaan syntynyt. Ja koska hän ei ollut koskaan olemassa, kuinka hän voisi mennä ajassa taaksepäin ja tappaa isoisän? Siksi ajamatka ajatus johtaa mahdollisen syy-yhteyden rikkomiseen - sääntö, jonka mukaan syy edeltää aina vaikutusta.
Erityisen relatiivisuuden mukaan menneisyys (syy) edeltää aina tulevaisuutta (vaikutus) / Helen Klus.
Kuvittelemme tilannetta, jossa lahjakas nuori keksijä - kutsutaan häntä Eugeneksi - luo aikakoneen vuonna 2018. Koska Eugene ei koskaan tiennyt isoisäänsä, hän päättää matkustaa taaksepäin tapaamaan häntä. Huolellisen tutkimuksen jälkeen hän selvittää tarkalleen missä isoisänsä oli - vielä nuori ja yksinäinen - kello 15.43 22. marraskuuta 1960. Hän tulee aikakoneeseen ja aloittaa matkansa.
Mainosvideo:
Valitettavasti Zhenya ottaa kaiken kirjaimellisesti, ja saatuaan selville missä hänen isoisänsä olisi, hän meni sinne juuri siihen paikkaan. Hän "laskeutuu" sinne, missä hänen isoisänsä pitäisi olla tuolloin … erittäin ennustettavalla tuloksella. Pikaisen DNA-testin jälkeen hän tajuaa, että se oli todella hänen isänsä isä, menee takaisin autoon ja odottaa kadonsa.
Mitä tehdä seuraavaksi
Fyysikot ja filosofit ovat ehdottaneet useita ratkaisuja paradoksiin. Venäläisen fyysikon Igor Dmitrievich Novikovin (Universumin evoluutio, 1979) 1970-luvulla kehittämä Novikovin itsejohdonmukaisuusperiaate ehdottaa geodeettisten viivojen käyttämistä kuvaamaan ajan kaarevuutta (karkeasti kuinka avaruuden kaarevuus kuvataan Einsteinin yleisessä suhteellisuusteoriassa). Nämä suljetut, aikatyyppiset käyrät eivät poista mitään syy-suhteita, jotka ovat samalla käyrällä. Periaatteessa oletetaan myös, että aikamatka on mahdollinen vain alueilla, joilla nämä suljetut käyrät ovat - esimerkiksi matoreikien läsnä ollessa, kuten Kip Thorne ja hänen kollegansa ovat kuvanneet vuonna 1988 julkaisussaan Matoreiät, Aikakoneet ja Heikko energiatila (Matoreiät), Aikakoneet ja heikko energiatila). Tässä tapauksessa tapahtumat olisivat syklisiä ja itsejohdonmukaisia. Tämä puolestaan tarkoittaa, että aikamatkustajat eivät pystyisi muuttamaan menneisyyttään - joko jonkinlaisten fyysisten esteiden kautta tai kyvyttömyyden perusteella tehdä tällainen valinta. Joten vaikka Eugene yritti, hän ei olisi pystynyt laskemaan autoaan siinä vaiheessa, vaikka hän olisi yhtäkkiä päättänyt tappaa isoisänsä.
Igor Dmitrievich Novikov / GAISh MSU: n valokuva-arkisto.
Caltech-opiskelijat Fernando Esheverria ja Gunnar Klinghammer jatkoivat tätä ajatusta myöhemmin yhteistyössä Kip Thornin kanssa. He esittelivät artikkelissaan biljardipallon, joka oli heitetty menneisyyteen madonreiän kautta radalla, joka estäisi häntä pääsemästä siihen. He väittivät, että madonreiän fysikaaliset ominaisuudet muuttavat pallon kulkua siten, että se ei voisi häiritä itseään, tai että pallo ei päässyt madonreikään todellisen ulkopuolelta tulevan häiriön takia.
Siten, jos noudatat Novikovin teoriaa, kaikista aikamatkailijan tekemistä toimista tulee tosiasiallinen suorite, eikä tarkkailijat näe näitä tapahtumia Cauchyn horisontissa.
Palattuaan vuoteen 2018 Jevgeniimme huomaa, että hänen perheensä talo on kadonnut, samoin kuin muut jäljet sen olemassaolosta. Luettuaan Novikovin teoriasta ja biljardipallot Caltech-tutkijoilta, hän kirousun maailmankaikkeuteen toimimattomuudesta. Ja tällä hetkellä hän tajuaa, että ehkä maailmankaikkeus ei puuttunut asiaan, koska tämä vaati joitain korjaavia toimia. Hän palaa aikakoneeseen muuttaakseen omia toimiaan ja pelastaakseen tulevaisuuden.
Esheverria ja Klinkhammer -ratkaisu / Wikipedia.
Novikovin ratkaisu voi näyttää hieman haastavalta, koska se vaatii ehdottomasti monia mekanismeja, jotka ovat vielä fysiikan tuntemattomia. Juuri tästä syystä tiedeyhteisö hylkää tämän”murhatun isoisän paradoksin” ratkaisun.
Voisiko paradoksiin löytää taloudellisemman ratkaisun, joka perustuisi muiden teorioiden esittelemiin fysiikan jo olemassa oleviin näkökohtiin? Osoittautuu, että hypoteesi, kuten kvanttimekaniikan monimaailmainen tulkinta, voi tarjota sen.
Kvanttimekaniikan monimaailmainen tulkinta kiirehtii pelastamaan
Hugh Everett III ehdotti kvanttimekaniikan monimaailmaista tulkintaa 1950-luvulla ratkaisuna aaltofunktion romahtamisongelmaan, jota havaittiin Youngin kuuluisassa kaksiläiskokeessa.
Kun elektroni kulkee raon läpi, sitä voidaan kuvata aaltofunktiolla, jolla on rajallinen todennäköisyys kulkea joko rako 1 tai rako 2. Kun elektroni ilmestyy näytölle, se näyttää epäselvältä aallolta. Ja muissa tapauksissa se ilmenee hiukkasena. Tätä kutsutaan aaltofunktion romahtamiseksi. Toisin sanoen aalto näyttää katoavan ja hiukkanen pysyy paikoillaan. Tämä puolestaan on avaintekijä kvantimekaniikan Kööpenhaminan tulkinnassa. Mutta tutkijat eivät ymmärtäneet miksi aaltofunktio romahti.
Everett kysyi toisen kysymyksen: romahtaako aaltofunktio ollenkaan?
Hän esitteli tilanteen, jossa aaltofunktio kasvaa edelleen eksponentiaalisesti romahtamatta. Seurauksena on, että koko maailmankaikkeus saa yhden kahdesta mahdollisesta tilasta: "maailman", jossa hiukkanen kulki raon nro 1 läpi, ja "maailman", jossa hiukkanen kulki raon nro 2 läpi. Everett väitti, että sama tila "jako" tapahtuu kaikki kvantitapahtumat, joiden useita tuloksia esiintyy eri maailmoissa superpositiotilassa. Meille aaltofunktio näyttää romahtavan, koska elämme yhdessä näistä maailmoista, jotka eivät pysty olemaan vuorovaikutuksessa keskenään.
Kaavio maailmojen jakautumisesta kvanttimekaniikan monimaailmaisen tulkinnan mukaan / Wikipedia.
Siksi, kun Eugene saapuu vuonna 1960, maailmankaikkeus on jakautunut. Hän ei ole enää maailmassa, josta hän tuli (olkoon se maailma nro 1). Sen sijaan hän loi uuden maailman ja miehitti sen. Matkustaessaan tulevaisuuteen hän siirtyy tämän maailman kronologian mukana. Hän ei ole koskaan ollut siinä eikä itse asiassa koskaan tappanut isoisäänsä. Hänen isoisänsä on edelleen hyvällä terveellä maailmassa nro 1.
Tee yhteenveto
Tietysti mikään ehdotetuista ratkaisuista ja hypoteeseista ei tee aikamatkailusta todellisuutta. Einsteinin erityinen suhteellisuusteoria ja massaesineen nopeuden rajoitukset asettavat tälle vakavia esteitä. Ne tarjoavat kuitenkin mielenkiintoisia ratkaisuja palapeliin. Ironista kyllä, uskomattomin ratkaisu "murhatun isoisän paradoksiin" tulee yhdestä fyysisestä hypoteesista, joka on saanut aikaan jopa fantastisempia tarinoita kuin monet muut ideat ja hypoteesit, jotka tutkijat ovat esittäneet viime vuosisadan aikana.
Kummallista kyllä, monien maailmojen tulkinta voi myös vastata toiseen ajamatkailuun liittyvään ymmärrykseen. Jos tällaisesta tekniikasta tulee koskaan muuta kuin fantasiaa, missä ovat aina matkustajat? Miksi he eivät ole tulleet luoksesi kertoa löytöstään?
Todennäköinen vastaus on, että elämme alkeellisessa maailmassa, jossa aikakoneiden on tarkoitus luoda. Keksijät ja heidän muiden matkustajiensa päätyvät yksinkertaisesti muihin maailmoihin, jotka he itse tuottavat. Jos tämä on totta, aikakoneen keksintö johtaa maailmaan tosiasiaan, että monet fyysikot ja keksijät katoavat siitä.
Vladimir Guillen