Nykyaikaisten astronautien tiedetään jo tekevän tämän. Totta, he matkustavat toistaiseksi vain tulevaisuuteen. Ja sekunnin ajan. Mutta kuka tietää - ehkäpä jonakin päivänä voimme lentää pois vuosia tai jopa vuosisatoja eteenpäin, tai päinvastoin, pattoida viiden vuoden ikäisen isoisämme edestä? Mutta aloitetaan järjestyksessä.
Pysäytä hetkeksi
Aika lentää eri tavalla avaruuden tyhjässä tilassa ja maan päällä. Tämä on jokaisen opiskelijan tiedossa. Mitä vahvempi esineen painovoima, sitä hitaampi aika virtaa sen läheisyydessä. Tämä johtuu tosiasiasta, että painovoima vääristää neliulotteisen avaruus-ajan "kangasta". Toisaalta Einstein osoitti, että mitä suurempi nopeus, sitä suurempi massa. Siksi kaikkien hitaasti liikkuvien esineiden aika hidastuu. ISS: n nopeus on yli 27 tuhat km / h. Esimerkiksi venäläinen kosmonautti Sergei Krikalev vietti kiertoradalla yhteensä 803 päivää, 9 tuntia ja 39 minuuttia. Siksi hän elää ajoissa, täysi 1/50 sekuntia edessämme.
Aikakone
Suhteellisuusteoria kertoo meille, että voidaan luoda aikakone, joka vie meidät tulevaisuuteen. Annoit sen, odota. Tule ulos ja huomaa, että vuosisadat ovat kuluneet maan päälle. Tätä varten ei ole vielä tekniikkaa, mutta tiede tietää, että se on mahdollista.
Tätä varten sinun on kuitenkin kiihdytettävä nopeuteen, joka on lähellä valon nopeutta. Onko ihme, että aikakone ei ole muuta kuin avaruusalus, koska suhteellisuusteorian mukaan aika ja tila ovat erottamattomasti yhteydessä toisiinsa (kysymys siitä, kuinka kiihtyessäsi niin kiihkeään nopeuteen pitää kehosi ja aluksen ehjänä), ei vielä). Mutta voiko sellaisen matkan tehnyt henkilö palata takaisin menneisyyteen?
Mainosvideo:
Ensimmäiset vihjeet, että fysiikan lakien avulla ihmiset voivat matkustaa menneisyyteen, ilmestyivät vuonna 1949, kun matemaatikko Kurt Gödel löysi uuden ratkaisun Einsteinin yhtälöihin, ja itse asiassa - uuden tila-aikarakenteen, joka on melko hyväksyttävää yleisen suhteellisuustekijöiden kannalta. Gödelin yhtälöiden perusteella maailmankaikkeuden tulisi kuitenkin kiertyä kokonaisuutena eikä laajentua kiihtyvyydellä - mikä, kuten siitä lähtien osoittautui, ei vastaa todellisuutta.
Viime vuosina tutkijat ovat ehdottaneet muita mahdollisuuksia mahdolliselle aikamatkalle - avaruus-ajan kaarevuus. Mikroaaltotaustan ja muiden tietojen analyysi kuitenkin osoittaa, että maailmankaikkeutta ei ole koskaan kierretty tarpeeksi, jotta tällainen matka olisi mahdollista. On kuitenkin olemassa myös kiertotapa.
Mikä on menneisyys?
Yleisen suhteellisuusteorian mukaan kaikille tarkkailijoille ei ole olemassa vain yhtä, universaalia ajan mittaa, mutta tietyissä olosuhteissa edes tarkkailijoiden ei tarvitse sopia yhdestä jaksosta tiettyjä tapahtumia. Oletetaan, että Alpha Centaurilla aika liikkuu samalla nopeudella kuin maapallolla (planeetalla, jolla ulkomaalainen asuu, on sama massa ja se liikkuu samalla nopeudella). Vuonna 2014 järjestettiin Sotšin olympialaiset. Oletetaan myös, että planeettojen välinen shakkiturnaus avataan Alpha Centaurissa vuonna 2015. Mikä tapahtuma tapahtui aikaisemmin?
Maanlaskijoiden näkökulmasta - olympialaiset. "Centauri" - turnauksen kannalta. Loppujen lopuksi valo maan päältä Alpha Centauriin vie neljä vuotta. Liikkuessa valoa nopeammin, voit mennä olympialaisille ja lentää turnaukseen ja palata sitten takaisin Maahan … ennen olympialaisia. Luonnollisesti, teoriassa - jos löydät tavan matkustaa valon nopeutta nopeammin.
Relatiivisuuden teoriaan perustuvan valonopeuden nopeamman liikkumisen tiedetään olevan mahdotonta. Kun lähestyt "valoestettä", objektin kiihdyttämiseen tarvitaan yhä enemmän energiaa. Yhdessä vaiheessa - valonopeuden teoreettisen saavuttamisen kanssa - se vie ääretön määrä. Lisäksi kehon, joka saavuttaa sellaisen nopeuden, täytyy hankkia ääretön massa.
madonreikiä
Tässä on mahdollista suorittaa kiertoliittymä. Se piilee mahdollisuudessa muodonmuutostilaan aikaan. Esimerkiksi, jotta avattiin lyhyt polku olympialaisista shakkiturnaukseen. Et liiku nopeammin kuin valon nopeus -, mutta alat liikkua nopeammin.
Vuonna 1935 Albert Einstein ja Nathan Rosen kirjoittivat teoksen, jossa he väittivät, että yleinen suhteellisuusteoria mahdollistaa sellaisten avaruus-ajan siltojen, jousien - "madonreikien" olemassaolon.
Einstein-Rosen-sillat, ns. "Madonreiät"
Alamy
Matoreiän eheyden ylläpitäminen vaatii valtavasti energiaa, ja teoria ennustaa, että ne eivät kestä niin kauan, että avaruusalus tai muu makroskooppinen esine pääsee läpi. Tällainen silta voi "romahtaa", ja alus katoaa jonkin verran ainutlaatuisuudesta.
Totta, tutkijat myöntävät ajatuksen, että teknisesti edistynyt sivilisaatio voisi pitää tällaisen aukon auki oikeaan aikaan. Mutta miten tämä voidaan saavuttaa, on edelleen täysin epäselvää.
Tässä yhteydessä on syytä todeta, että kaikilla aineilla, joihin olemme tottuneet, on positiivinen energiatiheys, mikä antaa avaruus-ajalle pallon muistuttavan positiivisen kaarevuuden. Ja avaruus-ajan muodonmuutokselle, joka antaa meille mahdollisuuden matkustaa menneisyyteen, tarvitsemme ainetta negatiivisella kaarevuudella - eli negatiivisella energiatiheydellä. Kuten tiedät, kvanttimekaniikka sallii tällaisen negatiivisen energiatiheyden olemassaolon (edellyttäen, että tämä "negatiivisuus" kompensoidaan "positiivisuudella" muilla alueilla), ja sallii teoreettisen mahdollisuuden muodostaa tilan-ajan muodonmuutos.
Tätä ei ole helppo kuvitella. Tätä varten astrofysiikit käyttävät usein kukkulaesimerkkiä. Jos kaivaa iso reikä ja heittää likaa siitä reiän reunaan, päädyt paitsi reikään, myös mäkeä. Tässä tapauksessa kukkula on metafoori tälle positiiviselle energialle ja kuoppa on negatiivinen.
Mustat reiät ja enemmän
Tutkijat ehdottavat varovaisesti, että mustat aukot voivat olla jonkinlaisia matoreikien analogeja. Asia on se, että bo? Suurin osa avaruuden ajasta on melkein tasainen. Se on vakavasti deformoitunut vain mustissa reikissä. Musta reikä vääristää tila-aikaa itsensä ympärillä niin paljon, että se muodostaa eräänlaisen "suppilon", kartiomaisen "aukon".
Painovoima mustan aukon välittömässä läheisyydessä on niin suuri, että avaruus-aika siinä tosiasiallisesti lakkaa olemasta tai se on vääristynyt niin paljon, että aika käytännössä pysähtyy. Lisäksi jotkut mustat aukot pyörivät melkein valonopeudella. Seurauksena on, että avaruus-aika "taittuu" reikään, käytännössä "putkeen". Ehkäpä tunkeutumalla mustaan reikään voisimme kulkea sen kapean tunnelin läpi ja löytää itsemme … menneisyydestä tai esimerkiksi toisesta maailmankaikkeudesta?
Aikojemme kuuluisin teoreettinen fyysikko - Stephen Hawking - on varma, että tämä on mahdotonta. Vaikka avaruusalus jollakin uskomattomalla tavalla (voittaen valtavan painovoiman vahingoittumattomana) onnistuu pääsemään mustan aukon keskelle, se löytää itsensä yksinäisyydestä ja lakkaa olemasta.
Monet muut tutkijat uskovat kuitenkin, että kun olet mustassa aukossa tietyissä olosuhteissa, voit silti selviytyä ja jopa etsiä tapoja tehdä se. Tietenkin se näyttää epäkeskeiseltä. Mutta tieteen historia tietää monia esimerkkejä, kun sellaiset eksentrikit keksivät lentokoneen tai menivät kuuhun.
Musta aukko Unicorn-yhdistelmässä ja sen seuralaisessa B (e) -tähdössä taiteilijan näkemänä
ESA
Princetonin yliopiston astrofysiikan professori Richard Gott on aikamatkojen harrastaja. Hän luo teoreettisen projektinsa aikakoneelle ja jopa väittää löytäneensä ratkaisun menneisyyteen matkustamiseen. Joidenkin astrofysiikkojen jälkeen Gott uskoo, että luonnollinen aikakone on nopeasti pyörivän mustan aukon keskipiste. Mutta hän ymmärtää myös, kuinka epäluotettava tällainen "kuljetus" voi olla.
Gott löysi kuitenkin mahdollisen vähemmän vaarallisen analogin mustan aukon keskustasta - ilmiötä, jota kutsutaan kosmisiksi jousiksi. Kosmiset jouset ovat hypoteettisesti olemassa olevia tila-ajan taitteita, ohuita energian säikeitä, jotka ovat jäljellä Isosta räjähdyksestä. Niiden leveys on pienempi kuin atomin ydin, mutta niiden tiheys on ilmiömäinen. Tällaisella, vain 1 metrin pituisella narulla olisi enemmän painovoimaa kuin koko maapallolla, ja se aiheuttaisi valtavan kaarevuuden. Gott huomasi, että tällaisten nopeasti liikkuvien kielten vuorovaikutus voi johtaa luonnolliseen aikakoneeseen.
Gottin laskelmia ei ole vielä vahvistettu havainnoilla, mutta tutkija yrittää todistaa näiden merkkijonojen olemassaolon. Jopa hän sanoo kuitenkin, että on melkein mahdotonta löytää kahta sellaista merkkijonoa, jotka kulkisivat vastakkain. Siksi Gott kiinnittää huomiota toiseen teoreettiseen rakenteeseen, kosmisiin renkaisiin, jotka voivat muodostaa suljetut jouset. Huolimatta siitä, ettei niiden olemassaolosta ole näyttöä, Gottin teoriassa ei ole suoria virheitä. Sen lisäksi, että tällaisen "renkaan" sisällä on … musta aukko. Ja yleensä, jotta voidaan hallita järjestelmää, jolla on niin suuri painovoima, tarvitaan kokonaisten galaksien energiavarat.
Galaxy M83. Galaksissa M 83 löydetty musta aukko on ohittanut teoreettisen kirkkausrajan, kiistäen tosiasian, että Eddingtonin raja on luonnon peruslaki
NASA
Et voi pysyä menneisyydessä
Mutta salliiko kvantiteoria aikamatkan meidän - makroskooppisessa - mittakaavassa? Stephen Hawking sanoo tekevänsä ensi silmäyksellä. Tämän todistaa Feynmanin integraalit radan yli (Feynmanin integraalien ydin on, että ne korvaavat minkä tahansa alkuainehiukkasen ainutlaatuisen, mahdollisen mahdollisen suuntauksen määritelmän sen liikkeen mahdollisten trajektorien äärettömän joukon kokonaissummalla). Loppujen lopuksi ne kattavat kaikki mahdolliset skenaariot, ja siksi sallivat sellaisen tila-ajan vääristymisen olemassaolon, joka on välttämätöntä matkalle menneisyyteen. Siksi on mahdotonta sanoa, että tällaiset matkat ovat periaatteessa mahdottomia.
Raskaat hiukkaset, jotka kiihdytetään törmäyksissä Euroopan ydintutkimuskeskuksessa (CERN) tai kansallisessa laboratoriossa. Yhdysvaltain Fermi saavuttaa nopeuden, joka on yhtä suuri kuin 99,99% valon nopeudesta. Riippumatta siitä, kuinka paljon asennuksen tehoa kasvatetaan, valonsuojaa ei voida ylittää.
Hei, vieraat tulevaisuudesta
Mutta jos on, miksi tulevat vieraat eivät ole vielä käyneet meillä? Suosittu näkökulma on, että tulevaisuuden sivilisaatio on niin "edistynyttä", että sen mielestä ei ole tarkoituksenmukaista paljastaa aikamatkan salaisuutta sellaisille kohtuuttomille olennoille kuin me. Entä jos innostunut nykyaikainen haluaa palata ajassa taaksepäin ja paljastaa natseille atomipommin salaisuuden?..
Tällainen erilainen tarina
Saattaa osoittautua, että historia on tiukasti kiinteä tapahtumaketju, joten vaikka palaatkin menneisyyteen, sinun on tuomittu tekemään sama asia kuin aiemmin. Muutoin palattuaan tulevaisuuteesi saatat jopa huomata, että sinua … yksinkertaisesti ei ole tai rakkaitasi ei ole, tai ei ole maata, jossa asut jne. Samanlainen draama kuvataan hyvin Ray Bradburyn kuuluisassa tieteiskirjassa "And Thunder Rocked", jonka päähenkilö murskasi menneisyyden matkalla vahingossa perhonen - ja palattuaan hän huomasi, että rakkaansa kirjoittivat toisella kielellä ja vallassa presidentin sijasta. liberaali on diktaattori. Luonnontieteissä tätä termiä kutsutaan perhosvaikutukseksi:pienellä vaikutuksella kaoottiseen järjestelmään voi olla suuria ja arvaamattomia seurauksia muualla ja eri aikaan.
Toinen mahdollinen tapa ratkaista aikamatkailun paradoksi voidaan kuvata vaihtoehtoisen historian hypoteesina. Kun aikamatkustajat palaavat menneisyyteen, he joutuvat vaihtoehtoisiin tarinoihin, jotka eroavat tuntemastaan. Monet tutkijat puhuvat nykyään Multiverssin mahdollisesta olemassaolosta, joka voi sisältää kaikki nämä - ja loputtoman määrän muita - menneisyyden muunnelmia, jotka haarautuvat äärettömään määrään maailmoja …
Ensi silmäyksellä tämä hypoteesi muistuttaa Feynmanin kvanttimekaanisia yhtälöitä. Mutta niiden välillä on myös ratkaisematon ristiriita. Feynmanin integraaleissa jokainen suuntaus sisältää täysin avaruus-ajan ja kaiken, mikä siinä on. Ja kuten selvisimme, tällaisen näkemyksen puitteissa raketti voisi kulkea kaarevan avaruus-ajan kautta jopa menneisyyteen. Mutta itse raketti olisi pysynyt samassa "omissa" avaruusajoissa, ja siksi samassa historiassa. Siksi Feynmanin integraalit puhuvat mieluummin kiinteän menneisyyden hypoteesista.
Moderni tiede epäilee mahdollisuutta matkustaa menneisyyteen. Mutta silti, emme suosittele, että väität jonkun kanssa tästä pistemäärästä: entä jos tämä joku väittää, tietäen tulevaisuuden etukäteen?..
Olga Fadeeva