Useimmat tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että ajankäytön mahdollisuudet sanelevat suoraan yhtälöt, jotka ovat maailman fysiikan kannalta perustavanlaatuisia. Mutta jopa ajatus tällaisen seikkailun mahdollisuudesta herättää monia kysymyksiä. Oletetaan vastauksia materiaalimme.
Ja on monia kysymyksiä. Aikooko matkustaja johonkin monikokoisen rinnakkaisuniversumista vai pysyykö hän omassa? Käyttääkö vieras ajoissa samoja mahdollisuuksia kuin aikataulunsa "isännät"?
Kolumnistimme, fyysikko Daria Zaremba puhuu paradokseista, jotka nousevat aikamatkailijan tielle. Hänen aikaisempi, sanakirjan muodossa tehty materiaali on omistettu tällaisten matkojen teoreettisille mahdollisuuksille, tässä - "esteitä" tarkastellaan.
I - Everettin tulkinta
Everett'n tulkinta on kvantimekaniikan tulkinta, jonka mukaan elämme monikansallisessa - moni-maailmassa, jossa uusia rinnakkaisia universumeita syntyy jatkuvasti samoilla laeilla, mutta eri valtioilla.
Everettin tulkinnan mukaan joka kerta kun teet valinnan - esimerkiksi keittää borssia, ei keittoa nuudelilla, laittaa mustalle paitaan valkoisen sijasta -, rinnakkaisuniversumi ilmestyy maailmaan, jossa olet valinnut päinvastaisen valinnan ja kokki keittoa valkoisessa paidassa.
Toisin sanoen jokainen kolikon heittäminen “jakaa” maailmankaikkeuden kahteen maailmaan, joilla on vastaavat lopputulokset tai toisin sanoen tilat. Ne ovat identtisiä toistensa kanssa, mutta jokaisessa niistä, erilaisen alkuperätilan (päät / häntä) takia, historian kulku on erilainen.
Mainosvideo:
Everettin monen maailman tulkinta.
Tutkijat käyttävät tätä monimuotoisen maailmankaikkeuden mallia välttämään aikamatkailun paradokseja. Jotkut teoreettiset fyysikot uskovat, että matkustaminen menneisyyteen ei ole muuta kuin matkustamista sellaiseen rinnakkaiseen universumiin, eikä ollenkaan matkustaa takaisin matkustajan omaa aikajanaa pitkin.
P - paradoksit
Aikamatkan paradoksi on tilanne, jossa aikakoneen olemassaolon vuoksi järjestelmä on tilassa, joka on ristiriidassa tämän järjestelmän kehitystä koskevien lakien kanssa.
Huolimatta monista tavoista, joita vakiintuneet fysiikan ja matematiikan lait voivat perustella, tieteellisissä piireissä suhtautuminen aikamatkoihin on skeptinen. Tärkein syy on paradokseja, jotka johtuvat tällaisesta matkasta.
Tässä on huomattava, että paradoksit ovat ominaisia yksinomaan menneisyyteen matkustamiselle. Yleisesti paradoksi syntyy, kun aikakoneen käyttö rikkoo fysiikan ja / tai logiikan lakeja.
Kuvittele esimerkiksi, että sinulla on voimakas lasersäde, jonka ohjaat aikakoneportaaliin. Kun poistut siitä, määrität peilijärjestelmän siten, että lähtevä säde heijastuu ja palautetaan aikakoneeseen.
Siten ulostulossa saat säteen, jonka voimakkuus on kaksinkertainen (kaksinkertainen). Kun tällainen säde palautetaan takaisin ja nousee takaisin, portaalista tulee laser, jonka intensiteetti on neljä kertaa suurempi kuin alkuperäinen.
Tällaisten manipulaatioiden avulla käy ilmi, että on mahdollista luoda heti lähde, joka tuottaa ääretöntä energiaa. Fysiikan peruslakien rikkominen on ilmeistä.
Tällaisia paradokseja on paljon, mutta tunnetuin ja käsitelty on ns. Isoisän paradoksi. Se koostuu pääasiassa siitä, että matkustaja rikkoo syy-periaatteen muuttaessaan menneisyyttään.
Kuvittele, että asut pitkään vihan tunteella isoisääsi vastaan, jonka tyrannia melkein saavutti Hitlerin tason. Ja tässä sinulle annetaan ainutlaatuinen tilaisuus: käyttämällä aikakonetta, palaa menneisyyteen ja tappaa tämä hirviömäinen henkilö.
Kuvittele nyt, että päädyt sukulaisen kanssa hänen syntymänsä aikana. Mitä tässä tapauksessa tapahtuu? Vanhempasi eivät ole syntyneet, samoin kuin sinä itse, ja siksi et … ei voi tappaa isoisääsi syntymän yhteydessä. Näin syntyy syy-paradoksi.
C - Superpositio
Kvanttinen superpositio on kvanttimekaniikan ilmiö, jossa jokainen partikkeli voi olla samanaikaisesti vaihtoehtoisissa (toisiaan poissulkevissa) tiloissa.
Esimerkiksi elektroni voi pyöriä samanaikaisesti oikealle ja vasemmalle, kvanttibitillä ("qubit" on tietoyksikkö kvantitietokoneessa) voi olla samanaikaisesti arvoja 0 ja 1.
Vuonna 1991 brittiläinen teoreettinen fyysikko David Deutsch havaitsi, että siirtämällä superpositioinnin kvanttiperiaate makrokosmiin, on mahdollista välttää aikamatkojen paradoksit.
Superpositio moniosassa.
Ensinnäkin, tutkija havaitsi, että kun matkustaja palaa menneisyyteen, hän ei todellakaan siirry omaa aikajanaaan, vaan siirtyy vaihtoehtoiseen aikajanaan, tai toisin sanoen rinnakkaiseen maailmankaikkeuteen.
Kuvittele esimerkiksi, että kävelit kadulla ja huomasit yhtäkkiä suosikkinäyttelijäsi seisovan rauhallisesti tien varrella. Hetken odottamattomuus koputtaa sinut radalta ja jäätyvät kuin idoli.
Tällä hetkellä arvostetun merkin auto ajaa tien toiselle puolelle ja vie näyttelijäsi tuntemattomaan suuntaan. Haluatko muuttaa tätä tilannetta, siirryt taaksepäin taaksepäin 20 minuutiksi, ja tällä kertaa saat edelleen rohkeutta ja päätät puhua tähden kanssa.
Mutta näyttelijä käyttäytyy aivan eri tavalla kuin tapa, muistat, hän käyttäytyi. Et voi ennustaa hänen toimiaan, keskustelu jatkuu sattumalta, ja hän ei ehkä halua päästä autoon, vaan päättää esitellä tämän illan hermostuneelle faneilleen.
Eli se ei enää ole menneisyys, joka on painettu muistiin - se ei ole menneisyytesi. Menneisyytesi jäi kotiun universumissasi (se ei voinut kadota mihinkään, koska energian ja tiedon säilyttämistä koskeva laki toimii maailmassa).
Tämä teoria on sopusoinnussa Hugh Everettin monen maailman tulkinnan kanssa kvanttimekaniikasta, joka olettaa monisirun olemassaolon jatkuvasti haarautuvien rinnakkaisten universumien kanssa.
Toiseksi, Deutschin mukaan, kun matkustaja menee menneisyyteen, hän on superpositiotilassa, koska hän siirtyy samanaikaisesti kahteen rinnakkaiseen universumiin vaihtoehtoisten tilojen kanssa: yhdessä niistä hän tappaa isoisänsä ja vastaavasti menettää mahdollisuuden syntyä, ja toisessa hän pysyy vahingoittumattomana.
Vaihtoehtoiset aikataulut.
Jokaisen näistä tapahtumista todennäköisyys on. Tässä tapauksessa matkustaja pysyy tietoisena vain universumissa, jossa hän ei luonut paradoksia.
U - kapeat mahdollisuudet
Kapeat mahdollisuudet - yhden teorian mukaan ovat aikaisemmat matkustajat ainoat mahdollisuudet käyttää.
On olemassa teoria, että matkustettaessa menneisyydessä matkustajalla ei ole täysin vapaata tahtoa. Hänen käytettävissään on vain mahdollisuuksia esimerkiksi päättää oman ruumiinsa osien sijoittamisesta avaruuteen lähitulevaisuudessa.
Joten hän voi raapia nenäänsä, kävellä kadulla tai heilauttaa ystävää. Hän ei kuitenkaan kykene toteuttamaan laajempia mahdollisuuksia - esimerkiksi myymään asuntoa, tekemään murhaa tai peruuttamaan vanhempiensa häät.
Mitä se tarkoittaa? Kun heilautat kättäsi tervehtääksesi ystävääsi, esiintyy kapeaa tilaisuutta, mutta jos heilautat kättäsi huutokaupassa, lyöt vetoa Van Gogh -maalaukseen, siellä on jo laaja kyky.
Samaan aikaan jakautuminen kapeisiin ja laajoihin mahdollisuuksiin tapahtuu riippuen siitä, tarvitaanko niiden toteuttamiseen ulkoisten olosuhteiden "tukea", "vastamaailman" toimia "ulkomaailmasta".
Tämän on kirjoittanut etenkin filosofian professori Kadri Wichwellin - etiikan, metafysiikan ja vapaan tahdon tutkija sekä teoreettinen fyysikko Bradford Skow - murhatun isoisän paradoksin ratkaisemisen yhteydessä.
X - Hawkingin juhla
Hawkingin puolue on kuuluisan fyysikon ja kosmologin Stephen Hawkingin kokeilu todistaakseen matkan mahdollisuuden tai mahdottomuuden.
Vuonna 2009 Stephen Hawking toteutti uskomattoman kokeilun. Hän järjesti todellinen juhla aikamatkailijoille! Kaikki näytti perinteiseltä: musiikki, ilmapalloja, välipaloja. Paitsi yksi yksityiskohta: kukaan muu kuin Hawking itse oli juhlissa.
Ja kaikki siksi, että fyysikko lähetti kutsun osallistua juhliin itse "juhlan" jälkeen. Stephenin logiikan mukaan jos aikamatka on todellakin mahdollista, niin joskus tulevaisuudesta saapuva joku löytää kutsun ja palaa takaisin juhlien aikaan.
Hawkingin juhlakutsu.
Muut tutkijat, kuten David Deutsch, päättelevät kuitenkin, että näin ei tapahdu koskaan. Koska matkustettaessa muihin aikoihin matkustaja tosiasiallisesti matkustaa muihin maailmankaikkeuksiin, jotka on kytketty erityisellä tavalla.
Ne, joissa matkustajalla on aikakone, on kytketty toisiinsa, kun taas ne, joissa hän ei ole vielä luonut sitä, pysyvät erillisinä.
Fyysikko kuvasi johtopäätöksensä perusteellisessa teoksessa "Universumin rakenne". Tämä tarkoittaa, että jos Deutsch on oikeassa, sinä ja minä emme koskaan ole onnekkaita näkemään tulevaisuuden turisteja, kunnes rakennamme aikakoneemme.
C - syy-yhteyden sensuuririkkomus
Syy-yhteyden rikkomisen sensuuri on syy-yhteyden rikkomisen kieltämisen periaate, jonka ajattelevat eri teoriat.
Yhden teorian, joka”puolustaa” kausaalisuusperiaatetta matkustettaessa menneisyyteen, kirjoittaja on kvanttitietokoneiden päällikkö, amerikkalainen fyysikko Seth Lloyd.
Lloydin teorian mukaan matkustajan matkalla ajassa taaksepäin joitain hänen suunnittelemistaan toimista (kuten isoisänsä tappaminen tai itsensä jäljennös) hän ei suorita hänen tahdostaan riippumattomista syistä.
Tässä tapauksessa kvanttimekaniikassa toimiva jälkivalinnan tai sitä seuraavan valinnan periaate tuli fysiikan "työperiaatteeksi".
Sen ydin on siinä, että kvanttimaailmassa elementtihiukkaset kykenevät heti valitsemaan "oikean" ratkaisun useista mahdollisista (tämä on muuten "kvantitietokoneiden" menestyksen salaisuus ").
Tässä on esimerkki, jonka Seth Lloyd ja hänen tiiminsä näyttivät kokeellisesti. Tutkijat ovat teleportoineet fotonin (kvantimaailmassa teleportoinnin ilmiötä käytetään täydessä vauhdissa).
Lisäksi fotonin uudelleenmaterialisoituminen (ulkonäkö) tapahtuu tiedemiehen mukaan aikaisemmin kuin sen dematerialisoituminen (katoaminen). Toisin sanoen, uudelleenkehittäminen tapahtuu menneisyydessä.
Siten saamme ajanjakson, jolloin fotonin molemmat kopiot esiintyvät samanaikaisesti. Tätä voidaan kohtuudella pitää fotonin aikamatkan simulointina.
Nyt provosoimme paradoksin - työntämme molemmat fotonin kopiot yhteen. Mitä tapahtuu? Ei yhtään mitään. Kuten Seth huomautti The New Mexican -haastattelussa, riippumatta siitä kuinka monta kertaa tuomat fotoneja lähemmäksi toisiaan, viimeistään sillä hetkellä, kun yksi niistä jää kaipaamaan, vaihda kurssi äkillisten kvanttivaihteluiden vuoksi.
Tämä johtuu siitä, että törmäys sen kopion kanssa johtaa paradoksiin ja tällainen "päätös" on "väärä" fotonille.
Tiedemiehen mukaan tämä voi tapahtua myös matkustajan aiemmin tekemissä toimissa: syy-seuraussuhteiden ketju katkeaa varmasti jonnekin, ja salakavala isoisän tappamissuunnitelma ei tule päätökseen. Ehkä esimerkiksi samat kvanttivaihtelut saavat luodin menettämään.
Tutkijat ovat jo kauan todenneet, että maailmankaikkeus toimii kvantitietokoneen periaatteella ja itse "laskee" tilansa kvantitasolla. Ehkä saman periaatteen mukaan se pystyy "puuttumaan" matkustajan aiempiin toimiin paradoksien välttämiseksi.
Venäjän teoreettisen fyysikon Igor Novikovin ratkaistu syy-yhteyden rikkomisen paradoksi oli samanlainen. Hän valitsi perustana Polchinsky-paradoksin - uuden muotoilun isoisän paradoksista.
Syy-seuraussuhteiden rikkomisen paradoksi Polchinskyn paradoksin esimerkissä.
Tässä paradoksissa pallo rullaa ja osuu aikakoneen portaaliin, kuljetetaan muutamaksi sekunniksi menneisyyteen ja osuu kopioonsa siten, että se ei enää kuulu aikakoneeseen.
Novikovin päätöksen mukaan pallo rullaa aina aikakoneesta sellaiseen kulmaan, että se työntää ehdottomasti kopion itsestään portaalin suuntaan.
Näin Novikov muotoili itsejohdonmukaisuusperiaatteensa, jossa sanotaan: menneisyyteen siirtyessä todennäköisyys toimia, joka muuttaa matkustajalle jo tapahtuneen tapahtuman, on nolla.
Emme kuitenkaan todennäköisesti pysty puhumaan yksityiskohtaisemmin ratkaisusta "kronologian suojaamiseen" matkustellessamme menneisyyteen, kunnes saamme paljon paremman käsityksen painovoiman ja kvantimekaniikan välisen suhteen luonteesta.
Daria Zaremba