Vielä ei ole yleisesti hyväksyttyä ajan teoriaa tai edes kuvausta, joka sopisi kaikille. Siitä huolimatta tutkijat ovat keksineet monia aikakoneita - ei mikään fyysinen laki sitä kieltää. Voimmeko koskaan manipuloida tätä omituista maailmankaikkeuden luokkaa.
Ajan nuoli
Emme havaitse aikaa millään aistilla, mutta tiedämme sen intuitiivisesti ja jopa tiedämme kuinka tietyissä rajoissa ennustaa, mitä tapahtuu pian. Näkemyksemme mukaan aika kulkee, kulkee, virtaa. Puhumme nykyhetkestä, menneisyydestä ja tulevaisuudesta. Kaksi erilaista tapahtumaa voidaan yhdistää syynä ja seurauksena: toinen synnyttää toisen. Älä koskaan päinvastoin. Tämä on syy-yhteyden tai ajan peruuttamattomuuden periaatteen ydin.
Nobel-palkinnon saanut akateemikko Vitaly Ginzburg lisäsi peruuttamattomuuden (ajan nuolen) luetteloon kolmesta suuresta fysiikan ongelmasta.
Klassisessa mekaniikassa peruuttamattomuus johtuu tosiasiasta, että rungot koostuvat monista atomista, molekyyleistä, jotka pyrkivät kaoottiseen tilaan (entropia kasvaa). Yksinkertaisin esimerkki on teetä kerma. Niitä voidaan sekoittaa, mutta niitä ei voida kerätä takaisin täsmälleen samaan pisaraan, vaikkakin aineen molekyylit ja niiden lukumäärä näyttävät pysyvän samana.
Toinen asia on kvantimaailma, jossa esineet ovat alkuainehiukkasia, kenttiä. Siellä ajan nuolta ei ole, prosessit ovat palautuvia, mutta vain niin kauan kuin emme yritä mitata niitä, tarkkailemme niitä. Hiukkaset ovat kaikissa mahdollisissa tiloissa samanaikaisesti (fyysikot puhuvat mieluummin aaltofunktiosta). Mutta mittaushetkellä laitteillamme he "valitsevat" yhden tiloista (tai valitsemme).
Oikeudellisia kysymyksiä syntyy: onko aika objektiivinen ilmiö, joka esiintyy tietoisuudesta riippumattomasti, kuten järvi, talo, aurinko? Vai onko se tietoisuuden ominaisuus, ja ilman meitä sitä ei ole?
Mainosvideo:
”Aika on pahin asia, jonka voit kysyä modernilta fyysikolta. Täydellinen ristiriita on se, että jokainen tiede näkee ajan vain yhdeltä puoleltaan. Siksi meidän on puhuttava geometrisesta, termodynaamisesta, kvantimekaanisesta ajasta. Jopa ymmärtää, miksi ajan eri määritelmillä on jotain tekemistä toistensa kanssa, on ongelma”, sanoo fysiikan ja matematiikan tohtori Sergei Baranov, johtava tutkija FIAN: n säteilyaineiden vuorovaikutuslaboratoriossa.
Kaksoset ja kellon paradoksi
Neuvostoliiton aikana tarinoita väliaikaisista poikkeavuuksista, joissa ihmiset, laivat ja lentokoneet putosivat, olivat suosittuja sensaatioiden faneja. Internetistä löydät todistajien kertomuksia "aikamatkustamisesta" vahvan tornadon sisällä.
Sergei Baranovin mukaan jos suljetaan pois tarkoitukselliset petokset, "aikavirheitä" selitetään havaintovirheillä, elektroniikan rikkoutumisilla ilmakehän ilmiöiden tai teollisten tekijöiden vaikutuksesta.
"Sotilaallisen tutkan lähellä kulkevat kuljettajat huomaavat GPS-järjestelmän vikoja, mutta tämä ei todennäköisesti liity teleportaatioon", tutkija antaa esimerkin.
Fyysikot kohtaavat kokeissa todellisia ajan paradokseja, mutta ne kaikki ovat selitettäviä. Esimerkiksi erityisissä suhteellisuusteorioissa tunnetaan "kaksoisparadoksi": yksi kaksosveljistä, jotka etsivät tilaa nopealla raketilla, palattuaan huomaa, että Maapallon jäljellä oleva kaksoset ovat ikääntyneet. Ei mystiikkaa. Se on vain, että liikkuvan ruumiin nelidimensioisessa tila-tilassa aika virtaa hitaammin.
Ajan dilaatio kiinnittyy kiihdyttimiin epästabiilien hiukkasten rappeutumisen aikana. Kiertävien satelliittien aluksella oleva atomikello päinvastoin, ajaa eteenpäin muutaman mikrosekunnin päivässä. Täällä painovoimalla on rooli, joka kasvaa korkeuden myötä hieman venyttäen elektronien ja ytimien energiatasoja.
Kaksosten paradoksi. Vasen: Yksi twin rakettien avaruuteen, toinen - jää maan päälle. Oikein: enemmän aikaa on kulunut maan päällä olevalle veljelle kuin avaruusmatkailijalle / RIA Novostin kuva / Alina Polyanina.
Matoreikiä kuin teleporttia
Suhteellisuusteoria ennustaa mustien reikien olemassaoloa maailmankaikkeudessa - esineitä, joilla on valtava massa ja jotka vääristävät tilaa. Ulkopuoliselle tarkkailijalle näyttää siltä, että eteenpäin on maailman loppu, jonka ulkopuolella ei ole mitään. Tätä kutsutaan tapahtumahorisontiksi. Aika hidastuu sen takana, mustan aukon sisällä mikä tahansa aine revitään vuorovesivoimien toimesta. Voit pudota vain mustaan reikään. Ei ole paluuta takaisin.
Tässä mielessä "madonreikä" (tai "madonreikä") tarjoaa enemmän mahdollisuuksia. Kaksi sisäänkäyntiä yhdistää lyhyt tunneli. Ne voivat sijaita maailmankaikkeuden kaukaisissa osissa tai olla erilaisissa universumeissa. Kuten fyysikko Michio Kaku toteaa julkaisussa The Physics of the Impossible, madonreiät antavat sinun matkustaa ajan ja tilan läpi.
Ongelmana on, että madonreiät ovat epävakaita ja romahtavat painovoiman vaikutuksesta. Kosmologi Igor Novikov Lebedevin fyysisen instituutin tähtitieteellisestä keskuksesta uskoo: jos "madonreikä" on täytetty eksoottisilla aineilla, joilla on negatiivinen energiatiheys (antigravitaation luomiseksi), siitä tulee kulkevaa.
”Eksoottinen aine on aineen kvanttitila, joka tunnetaan vain teoriassa. Emme tiedä, onko tällaista ainetta suuria määriä, voidaanko sitä saada keinotekoisesti. Ei ole olemassa lakeja, jotka kieltäisivät sen olemassaolon, myös luonnossa”, kosmologi tarkentaa.
Nykyaikaisten tieteellisten käsitteiden mukaan oletetaan, että galaksien keskuksissa, mukaan lukien Linnunrata, mustien reikien paikka on "matoreikiä". Tulevaisuuden hankkeet, kuten Venäjän Millimetron, Lagrange-pisteen avaruusasema, joka yhdessä maanpäällisten radioteleskooppien kanssa muodostavat jättiläisen interferometrin, joka pystyy erottamaan kohteet suhteellisen pienellä etäisyydellä toisistaan, auttaa ymmärtämään tätä. Sen julkaisu on suunniteltu vuodelle 2023.
”Tärkein ero” madonreiän”ja mustan aukon välillä on, että tuloissa on magneettinen monopolikenttä. Lisäksi aine voi virtata madonreiästä, mutta virtaa vain mustaan reikään. Voit tarkastella "madonreiää" kuten käytävälle. Jos se johtaa toiseen maailmankaikkeuteen, voit nähdä mitä siellä tapahtuu”, Novikov selittää.
Matoaukko, joka yhdistää kaksi maailmankaikkeutta ajan nuolella (artikkelista I. D. Novikov, 2018) / Kuva RIA Novosti / Alina Polyanina.
Aikakone
Tavanomaisen painovoimateorian mukaan matoreikien tulee olla hyvin pieniä, Planckin kaulan säteen ollessa luokkaa 10-33 senttimetriä. Matoaukko voidaan kuitenkin suurentaa. Tätä varten teoriaan olisi lisättävä lisäparametri, uskoo Kazaanin liittovaltion yliopiston fysiikan instituutin vanhempi tutkija Arkady Popov.
”Säteen lisäämiseen on toinen vaihtoehto. On tarpeen ottaa huomioon kvantisoitujen kenttien tyhjiön lämpötila - eksoottinen aine, joka luo "madonreiän" avaruus-ajassa. Laskemme tämän nyt”, tiedemies sanoo.
Hänen mukaan teleportointi madonreikien kautta ei ole kiellettyä.
”Voi käydä niin, että polku sen läpi on paljon lyhyempi kuin ulkoavaruuden läpi. Sitten tarkkailijat sivulta katsovat, että olet muuttanut hyvin nopeasti - teleporteellut”, Popov lisää.
He yrittivät myös luoda aikakoneen "madonreiän" avulla. Esimerkiksi toinen pää voidaan tuoda mustan aukon alueelle ja toinen - kaukana, missä aika virtaa eri tavalla. Mutta sitten syntyy kaikenlaisia teorian rikkomuksia.
"Tämä tarkoittaa, että aikakoneet ovat todennäköisesti kiellettyjä, mitä muuten, Stephen Hawking sanoi", fyysikko muistelee.
Tatjana Pichugina