Fyysikon Sanakirja: Kuinka Kulkea Aikamatkalla - Vaihtoehtoinen Näkymä

Sisällysluettelo:

Fyysikon Sanakirja: Kuinka Kulkea Aikamatkalla - Vaihtoehtoinen Näkymä
Fyysikon Sanakirja: Kuinka Kulkea Aikamatkalla - Vaihtoehtoinen Näkymä

Video: Fyysikon Sanakirja: Kuinka Kulkea Aikamatkalla - Vaihtoehtoinen Näkymä

Video: Fyysikon Sanakirja: Kuinka Kulkea Aikamatkalla - Vaihtoehtoinen Näkymä
Video: What the discovery of gravitational waves means | Allan Adams 2024, Saattaa
Anonim

Aikamatkaan ei suhtaudu vakavammin kuin tieteiskirjailijoiden mielikuvitus. Itse asiassa tämä on ainutlaatuinen ilmiö - yhtälöiden suora johdannainen, jotka kuvaavat maailman fysiikkaa. Mikä voi tehdä tällaisesta matkasta todellisuutta, on materiaalissamme.

Kolumnistimme ja fyysikko Daria Zaremba uskoo, että pyrkimys kääntää ajamatka ajatukseen käytännössä voi osaltaan edistää tieteen kehitystä ja epätavanomaisia löytöjä. Loppujen lopuksi näin syntyvät eksoottiset asiat, fotoniset raketit ja astrofysikaalisten esineiden uudet ominaisuudet. Hän laati sanakirjan mekanismeista, jotka voisivat teoreettisesti lähettää ihmisiä matkalle ajan kuluessa.

B - loimilaite

Loimilaite on hypoteettinen tekniikka matkoille tulevaisuuteen, jossa avaruus-ajan kankaan muodonmuutoksista johtuen liikkeen vaikutus syntyy valon nopeutta suuremmalla nopeudella.

Kuvittele, että makaat matolla ja sinun on liikuttamatta oltava sen etureunan ulkopuolella. Yksi mahdollinen ratkaisu on rypistää maton etuosa allasi ja vetää sitten ulos vetämällä takana. Noin sama voidaan tehdä avaruusajan "matolla": tätä periaatetta käyttää hypoteettinen tähtilaivalla, joka käyttää loimilaitetta.

Hän puristaa tilaa edessään ja laajentaa sitä taaksepäin, luomalla illuusion liikkeestä, joka on useita kertoja valon nopeudesta. Tässä tapauksessa avaruusaluksen sisällä ei ole vuorovesivoimia, ja todellinen kiihtyvyys on yhtä suuri kuin nolla.

Miehistö voi helposti siemailla cocktaileja oljista tai jopa rentoutua kuplivassa porealtaassa, kun taas tähtilaiva "räpistää" avaruusaikaa itsensä alla ottaen matkustajat galaksin suolistoon.

Mainosvideo:

Yksi loimilaiteteknologiaan perustuva aikakoneen malli on Alcubierri-kupla, joka on nimetty sen meksikolaisen keksijän, Miguel Alcubierrin mukaan.

Koko tulevaisuuden matkafysiikka sellaisella "yksiköllä" perustuu suhteellisuusteorian erityisteorian postulaatteihin, joissa sanotaan, että kuplan pysähtymisen jälkeen miehistö löytää monen vuoden ikäisen ulkomaailman, koska heille kuplan sisällä oleva aika hidastui.

Tässä tapauksessa valon nopeuden ehdottomuuden periaatetta ei loukata, koska tässä tapauksessa valoa nopeampi liikkuvuus ei tarkoita, että kupla itsessään liikkuu sellaisella nopeudella, vaan että kupla saavuttaa määränpäähänsä nopeammin kuin kuplan ulkopuolella liikkuva valonsäde.

Mutta tällaisen avaruus-ajan muodonmuutoksen vaikutuksen luomiseksi tarvitaan erityinen aine, jolla on epätavalliset fysikaaliset ominaisuudet -”eksoottinen aine”, joka luo kuoren (kuplan) avaruusaluksen ympärille ja tarjoaa aivan avaruuden “raking”. Vaikka edistymistä tällaisen aineen valmistuksessa ei ole havaittu, perusteet loimilaitteen soveltuvuudesta käytännössä ovat melko rajallisia.

Loimilaitteen teoreettinen mekanismi
Loimilaitteen teoreettinen mekanismi

Loimilaitteen teoreettinen mekanismi.

D - Painovoima

Painovoima - laajassa merkityksessä - avaruus-ajan kaarevuuden osoitus, suppeassa merkityksessä - esineitä houkutteleva voima.

Patenttiviraston tunnettu työntekijä - Albert Einstein auttoi avaamaan portit "ajanhallinnan" maailmalle. Tätä varten hänen piti perustaa vain kaksi asiaa: ensinnäkin - että tila ja aika ovat erottamattomasti yhteydessä toiseksi - että massiiviset elimet niiden massalla kykenevät muuttamaan tätä avaruus-aika-kangasta muodostaen painovoiman.

Toisin sanoen, Einstein osoitti, että maa (kuten muut vastaavat massiiviset rungot), "taivuttamalla" avaruuden "trampoliinia" massansa kanssa (luomalla pyöreät kiertoradat itsensä ympärille), samalla taivuttaa aikaa, nimittäin hidastaa sen kulkua lähestymään. pintaan (ja syvemmälle).

Tämän ajatuksen vallankumouksellinen luonne oli se, että ensimmäistä kertaa sitä ei enää pidetty absoluuttisena arvona klassisessa mekaniikassa. Todettiin, että kaivostyöntekijän ja kiipeilijän rannekello tikittää toisin (vaikka se on huomaamaton tällaisessa mittakaavassa), joen rannalla asuva kaksoisveli on nuorempi (jälleen, ei merkittävästi) hänen veljensä, joka asuu vuoren talossa, ja maan ydin on nuorempi sen pinta.

Siksi löydettiin tapa hidastaa "omaa" aikaa ja matkustaa siten tulevaisuuteen lähestyen esimerkiksi kehoa, jonka massa on monta kertaa suurempi kuin Maan massa, palata sitten kotiplaneetalle ja pohtia tulevaisuuden maailmaa.

D - Musta reikä

Musta aukko on esine avaruudessa, joka on romahtanut omien painovoimiensa vaikutuksesta siinä määrin, että edes sähkömagneettinen säteily ei pääse poistumaan painovoimakentästään.

Paras kohde tulevaisuuteen matkustamiseen, jos valitset painovoimamekanismin ajan vaikuttamiseen, on ehdottomasti musta aukko.

Selataksesi tällaista matkaa, sinun täytyy mennä avaruuteen suoraan hänen luokseen. Mene sinne supervahvalla kaapelilla, mutta vain jotta ei ylitetä tapahtumahorisonttia - mustan aukon rajaa, jota seuraa "spagetti" - venyttämällä ja repimällä kaikkia esineitä, jotka ovat päässeet sinne yksittäisen painovoiman vaikutuksesta.

Niin kauan kuin roikkua tässä asennossa, aika hidastuu sinulle. Samanaikaisesti se on täysin huomaamaton itsellesi, koska kaikki viitekehyksessäsi hidastuu: aineenvaihdunta, biologinen kello, syke, elektronien liikkuminen atomeissa ja niin edelleen.

Mutta jos jollain ihmeellisellä tavalla voisit vakoilla maalareita mustasta aukosta, niin sinulle näyttää siltä, että ne liikkuvat kymmenkertaisesti kiihtyneellä nopeudella! Ja he katsovat sinuun katsomalla, että he katsovat videota, jolla on hidastettu vaikutus.

Siten päiväsi mustan aukon lähellä vastaa melkein kolmen vuoden elämää maapallolla (se riippuu myös siitä, kuinka lähellä olet horisontissa - aika pysähtyy ollenkaan). Ja kun palaat niin vähän roikkuu takaisin kotiplaneetallesi, huomaat, että maailma on tarpeeksi vanha poissaolostasi. Voila - olet tulevaisuudessa!

Image
Image

Tulevaisuuden matkan mekanismi ajan laajentumisen vaikutuksesta lähellä mustan aukon tapahtumahorisonttia. Kuvan käpyjä ovat "kevyet käpyjä" - avaruus-ajan ylipintaa, joka rajoittaa tulevaisuuden ja menneisyyden alueita suhteessa tiettyyn tapahtumaan. Kartion kallistus osoittaa astronautin ajan muutoksen. Lisätietoja valokeiön rakenteesta alla olevassa kuvassa:

Kevyt kartio
Kevyt kartio

Kevyt kartio.

Pyörivien mustien reikien käytön lisäksi "gravitaation moderaattorina" voi olla hyötyä myös menneisyyteen matkustamiseen. Tosiasia on, että painovoimakentästään johtuen he pystyvät luomaan niin kutsuttuja "suljettuja aikataulun mukaisia käyriä", jotka liikkuvat pitkin, jonka matkustaja voi liikkua taaksepäin.

Mutta mustien reikien”hyödyllisyys” aikakoneina ei myöskään loppu siihen. Englantilaisen fyysikon ja matemaatikon Roger Penrose'n mukaan jotkut mustat aukot - nimittäin ne, joilla on varaus tai pyöriminen - voivat toimia "porteina" tulevaisuuden universumeille.

Penrose-kaavion mukaan tapahtumahorisontin ulkopuolella alueelliset koordinaatit vaihdetaan ajallisilla.

Epätavallinen asia mustissa reikissä, joissa on varaus tai pyörimismomentti, on, että niillä tulisi olla kaksi tällaista tapahtumahorisonttia. Siksi myös tila- ja ajallisten koordinaattien korvaaminen tapahtuu kahdesti.

Osoittautuu, että hyppäämällä sellaiseen reikään, astronautti ylittää ensin yhden tapahtumahorisontin - paluupisteen ja sitten toisen, jota seuraa tulevaisuuden maailmankaikkeus. Mutta tällaisia daredevilejä ei todennäköisesti löydy, joten hypoteesi on edelleen vakava.

З - suljettu aikataulun mukainen käyrä

Suljettu aikamäinen käyrä on avaruus-ajan rakenteessa oleva maailmanlinja (avaruus-aika-käyrä, joka kuvaa kehon liikettä), joka palauttaa esineen tapahtumaan (kohta aika-tilassa), jonka se on jo ohittanut.

ZVK - yksi matemaattinen ratkaisu yhtälön yleiseen suhteellisuuteen. Juuri tätä fyysistä ilmiötä tulkitaan useimmiten menneisyyteen pääsemisen päämekanismiksi.

Painovoimayhtälöiden mukaan suljettu aikamäinen käyrä voi muodostua, kun massiivinen esine tai voimakas painovoimakenttä liikkuu ja kirjaimellisesti "vetää" avaruusajan sen taakse. Siksi esimerkiksi vain pyörivät mustat aukot voivat luoda ZVK: n - staattinen painovoimakenttä ei pysty muodostamaan niitä.

CEC: tä pitkin liikkuessa objekti palaa samoihin aluekoordinaatteihin, joista se lähti, mutta saapumisajan kanssa ennen lähtöä. Eli se todellakin tekee matkan menneisyyteen.

L - laser

Laser (valon vahvistumisesta stimuloidulla säteilyn säteilyllä) on laite, joka emittoi voimakkaan monokromaattisen kapean sähkömagneettisen säteen, joka etenee pitkälle.

Ominaisuuksistaan johtuen lasersäteellä on lisääntynyt energiatiheys, joka voi jopa ylittää ydinräjähdyksen energiatiheyden (säteen leveyden pienentämällä maksimissaan).

Yksi toteutuksen yksinkertaisimmista ja hienostuneimmista aikakoneista on kirjoittanut Connecticutin yliopiston teoreettinen fyysikko Ronald Mallett.

Ajatus tällaisen laitteen luomisesta tuli professorilta varhaisessa lapsuudessa, kun hänen isänsä kuoli odottamatta sydänkohtaukseen 33-vuotiaana. Professori on toistuvasti myöntänyt, että kaikki hänen saavuttamansa tieteen alalla perustuu hänen loputtomaan rakkauteensa isäänsä kohtaan ja haluun nähdä hänet uudestaan.

Monia vuosia Ronald työskenteli aikakonemallinsa kanssa piilottaen sen kollegoilta ja "piiloutuen" mustien reikien tutkimiseen. Ja noin 70-vuotiaana hän onnistui saamaan halutun tuloksen.

Malletin malli perustuu lasersäteen energiaan. Ja sen luomista helpotti kuuluisimman Einsteinin yhtälö - E = mc2.

Tästä legendaarisesta kaavasta seuraa, että massa vastaa energiaa, mikä tarkoittaa, että avaruus-aika-kangas tulisi myös vääristää korkeiden energioiden vaikutuksesta.

Nyt puhutaan sähkömagneettisen säteilyn energiasta (suppeassa merkityksessä - valo). Se siirretään, kuten tiedätte, fotonien avulla - "osina" sähkömagneettista säteilyä. Jälkimmäisillä puolestaan on energiaa, joka voidaan laskea käyttämällä erityistä kaavaa: E = hv, missä h on suhteellisuuskerroin (Planckin vakio) ja nu on fotonitaajuus.

Siten käy ilmi, että valonsäde voi myös luoda painovoimakentän, koska siinä on energiaa. Juuri tämä ajatus loi perustan Ronald Malletin tieteellisille töille.

Tutkija otti voimakkaan lasersäteen ja peilijärjestelmän avulla sai sen kiertämään ympyrässä muodostaen ns. Laserrenkaan. Ajatuksena on, että avaruus-aika-kangas tämän renkaan sisällä on vääristynyt, kiertyen kuin poreallas.

Tarkkailemme suunnilleen samaa sekoittamalla teetä lusikalla. Tällaisista "manipulaatioista" johtuen, yhdessä avaruuden kanssa, renkaan sisällä oleva aika sulkeutuu silmukkaan, mikä mahdollistaa sisälle menneiden esineiden siirtämisen menneisyyteen.

Ronald Mallett -aikakoneen geometria
Ronald Mallett -aikakoneen geometria

Ronald Mallett -aikakoneen geometria.

Professorin mukaan tällainen yksikkö pystyy lähettämään koodattuja viestejä menneisyyteen siirtämällä hiukkasia ajoissa. Totta, sellainen viesti voi kulkea vain tämän aikakoneen luomiseen saakka: se toimii sekä lähettimenä että vastaanottimena.

Siten on mahdollista esimerkiksi varoittaa menneisyyden ihmisiä lähestyvistä katastrofeista. Mitä tulee makro-esineiden liikkumiseen tällä tavalla, tutkijoilla on täällä, kuten sanotaan, hikeä.

Mutta sellainen aikakone ei myöskään ole ilman "sudenkuoppia". Esimerkiksi Allen Everett ja Ken Olum kritisoivat teoriaa virheellisesti valitusta avaruus-aikageometriasta odotetun suljetun ajoitetun käyrän (CTC) muodostamiseksi.

Tutkijoita hämmentää myös tarvittava energiamäärä: laskelmiensa mukaan, jotta SEC provosoisi avaruusajassa, laserrenkaan halkaisijan on oltava suurempi kuin näkyvän universumin koko. Ja vaikka Ronald yritti vähentää tarvittavaa energiamäärää hidastamalla laserinsa valonlähtöä, hitaat säteet osoittautuivat hyödyttömiksi tutkimuksessa.

O - negatiivinen energia

Negatiivinen energia on yksi "eksoottisen aineen" (tarkemmin sanottuna "energian") variaatioista, joka saadaan Casimir-vaikutelman avulla ja jota voidaan käyttää menneisyyteen matkustamiseen sekä madonrei'iden ylläpitämiseen.

Yksinkertaistetussa muodossa "resepti" tällaisen energian saamiseksi voidaan kuvata seuraavasti:

Ota kaksi lataamatonta metalliplatinaa ja aseta ne tyhjiöön. Yhdistämme levyt mahdollisimman paljon, mutta niin, että ne eivät kosketa.

Tarkkailemme levyjen vetovoimaa toisiinsa. Tämä johtuu siitä, että tyhjiössä on todella energiaa - vaikka se ei sisällä meille tuttuja hiukkasia, virtuaalihiukkasten ja hiukkasten vastaisia paria syntyy jatkuvasti ja tuhoaa (molemminpuolisesti).

Tällaiset prosessit tuottavat paineita. Mutta koska jätimme pienen raon levyjen väliin, hiukkasten vastaisten hiukkasten pitoisuus on paljon pienempi kuin ympäröivässä tilassa. Siksi vahvempi paine ulkopuolelta alkaa lähentää levyjä.

Sisään vetäessä levyt vähentävät tyhjiöenergiaa niiden välillä normaalin nollapisteen alapuolella, luoden siten negatiivisen energian tilan.

Casimirin vaikutus
Casimirin vaikutus

Casimirin vaikutus.

Tällaisen kokeen tuloksena ilmenevää negatiivisen energian ilmiötä kutsutaan Casimir-ilmiöksi - hollantilaisen fyysikon Hendrik Casimirin kunniaksi. Tällainen energia voi mahdollisesti aiheuttaa aika-aikakaarevuuden, jota tarvitaan matkalle menneisyyteen.

Tällä tavalla tuotetun negatiivisen energian määrä on kuitenkin vähäinen verrattuna siihen, kuinka paljon sitä tarvitaan asianmukaiseen muodonmuutosvaikutukseen. Mutta kuten tutkijat huomauttavat, mekanismin kehittäminen on jo hyvä edistysaskel.

R - relativistiset vaikutukset

Relativistiset vaikutukset ovat fyysisiä ilmiöitä, joita havaitaan, kun esine liikkuu lähellä valonopeutta. Ne ovat relativistisen mekaniikan tutkimuksen kohteena suhteellisuusteoriaan perustuen.

Kaikista relativistisista vaikutuksista, kuten massan lisääntyminen, esineen pituuden pieneneminen, ajallisen matkan käytön kannalta mielenkiintoisin ja käytännöllisin on ajan laajenemisen vaikutus.

Erityisen suhteellisuusteorian mukaan keholle, joka liikkuu valonopeuteen verrattavalla nopeudella, aika hidastuu suhteessa levossa oleviin kehoihin.

Tämä teoria löysi kokeellisen vahvistuksen vuonna 1971, kun kaksi epätoivoista fyysikkoa Hafele ja Keating lensi ympäri maailmaa kahdesti neljä atomikelloa aluksella. Laskeutuessaan he huomasivat, että matkavalvonta oli todellakin jäljessä jäljellä olevista tunneista Yhdysvaltain merivoimien seurantakeskuksessa.

Aikamatkamahdollisuutena se voi näyttää tältä. Oletetaan, että olet löytänyt tavan kiihdyttää avaruusaluksesi 99,5 prosenttiin valon nopeudesta. Tässä tapauksessa pääset yhteen lähimmistä tähtiä, esimerkiksi minuutissa. Maan päällä kuluu neljä vuotta.

Siten matkalla edestakaisin vietät kaksi minuuttia subjektiivisesta ajasta - johtuen laivan ajan laajenemisesta, ja kun palaat Maahan, löydät sen kahdeksan vuotta vanhemmaksi.

Muuten, siunaa suurta Einsteiniä joka kerta, kun etsit lähellä olevaa hampurilakauppaa online-karttoista: jos GPS-satelliitit eivät ottanut huomioon näitä nopeuden hidastumisia (ja ne liikkuvat kiertoradalla 14 000 km / h), tarvitsemasi sijainnin merkki näkyy kilometrivirheellä. …

Kiihtyminen nopeuteen, joka on lähellä valon nopeutta, ei ole kuitenkaan helppo tehtävä. Einstein totesi, että valon nopeus on suurin mahdollinen liikkeen nopeus ja että se voidaan saavuttaa vain jollain ilman massaa. Mitä suurempi esineen massa, sitä epätodennäköisempi se on saavuttaa melkein valonopeus.

Yksi syy tähän on massan voimakas nousu, kun saavutetaan melkein valonopeudet. Siksi esimerkiksi fotonit, valon hiukkaset, joilla ei ole lepomassaa, voivat liikkua sellaisella nopeudella.

Vaikka nykyään on ideoita niin kutsuttujen fotonisten rakettien (kuten norjalaisen professori Haugin rakettien) luomiseksi, kiihtyminen sellaisiin nopeuksiin ei ole miehistön elämän kanssa sopusoinnussa liiallisten ylikuormitusten vuoksi. Joten nyt puhumme tästä tapaa matkustaa tulevaisuuteen vain teoriassa.

H - madonreikä

Matoaukko tai madonreikä on teoriakohta, joka yhdistää kaksi etäistä tapahtumaa (avaruuden ajankohdat) maailman avaruuden avaruusajan rakenteessa.

Matoreiät ovat kuin kulkevat mustat aukot. Heillä on myös tapahtumahorisontti, mutta vasta sen läpikäymisen jälkeen se ei repi teitä erilleen voimakkaan painovoiman vaikutuksesta, vaan vain "sylkee" vastakkaiselta puolelta, jo toisessa avaruus-ajankohdassa (tärkeintä ei ole sekoittaa mustaa reikää mooliin, muuten kuin matkustaa toiseen) kun siirryt "seuraavaan maailmaan").

Tällaisia sisään- ja uloskäyntejä kutsutaan suiksi, ja ne yhdistetään universumin läpi kulkevalle kurkkutunnelille. Matoreikä voi yhdistää sekä menneitä että tulevia tapahtumia.

Voidaan olettaa, että koko universumimme on täynnä madonreikiä. Vasta nyt ne ovat "kvanttivaahdon" muodossa uskomattoman mikroskooppisilla tasoilla: ne ovat yhtä monta kertaa pienempiä kuin atomin ydin, jopa niin paljon kuin ydin on pienempi kuin planeetta Maa (puhumme John Wheelerin avaruusajan ns. Vaahdosta).

Ja on hypoteesi, että maailmankaikkeuden laajenemisprosessissa nämä mikroskooppiset madonreikät olisivat voineet kasvaa huomattavaan kokoon.

Tutkijat väittävät myös, että mustat aukot voivat olla "sisäänkäynnin suu" joillekin madonreikiin. Kuuluisen astrofysiikan-teoreetikon ja kosmologin Igor Novikovin mukaan joidenkin galaksien ytimet eivät ehkä ole supermassiivisia mustia reikiä, vaan sisäänpääsy madonreiään.

Siksi, kuten professori toteaa, matoreikiä etsiessäsi olisi ensinnäkin tarkasteltava galaksin keskustaa. Tutkijan mukaan on täysin mahdollista, että jotkut madonreiät voivat yhdistää kahden eri maailmankaikkeuden tapahtumia (pisteitä avaruus-ajassa).

Matoreiän ongelma on kuitenkin, että se romahtaa ennen kuin mikään ei pääse sen läpi. Ja jotta madonreikä olisi läpäisevä ja enemmän tai vähemmän vakaa, tarvitaan kenttä, jolla on negatiivinen energiatiheys, joka pitää suunsa auki.

Tällaisen aineen luoma antigravitaatio vaikuttaa madonreiän painovoimiin ("puristaen"), ja siten on mahdollista pakottaa se pysymään pitemmässä ajassa läpäisevässä tilassa ja samalla suurentamaan kokoa.

Suosittu amerikkalainen fyysikko ja tähtitieteilijä Kip Thorne ehdotti mekanismia madonreiän ylläpitämiseksi asettamalla yhdensuuntaiset johtavat levyt sen vastakkaisille puolille.

Tämä luo Casimir-ilmiön mukaan molemmille puolille negatiivista energiaa, joka estää kaivon romahtamisen. Samaan aikaan negatiivisen energian vaikutuksesta madonreikä laajenee, mikä on erittäin hyödyllistä, jos olet tottunut matkustamaan ajassa vaikuttavassa avaruusaluksessa (jatkaen Thornen hypoteesia, Cambridge University Universityn astrofysiikko Luke Butcher ehdotti tehokkaampaa tapaa luoda negatiivista energiaa madonreiän sisälle tuottamalla sen erittäin madonreikä, ilman levyjä).

Tämän negatiivisen energian määrien madonreiän ylläpitämiseksi on kuitenkin oltava valtavia. Samalla laskelmat osoittavat, että tällä numerolla on oma rajansa, mikä rauhoittaa tieteiskirjailijoita hieman.

Image
Image
Kip Thorn on mallinnut madonreiän suun ulkonäön sen pituudesta ja linssistä riippuen
Kip Thorn on mallinnut madonreiän suun ulkonäön sen pituudesta ja linssistä riippuen

Kip Thorn on mallinnut madonreiän suun ulkonäön sen pituudesta ja linssistä riippuen.

E - eksoottinen aine

Eksoottinen aine on asia, joka eroaa tavalla tai toisella klassisesta ja jolla on “eksoottisia” ominaisuuksia. Tätä pidetään aineena, jolla on negatiivinen massa tai joka kykenee liikkumaan superluminal nopeudella tai joka koostuu hiukkasista, jotka eroavat tavallisista baryoneista (ts. Protoneista ja neutroneista) - kuten esimerkiksi tumma aine.

Aikamatkan teoriassa eksoottisella aineella on yksi avainrooleista matkan toteuttamisessa menneisyyteen. Teoreetikot sanovat, että jos luodaan tai löydetään eksoottinen aine, joka voi muodostaa avaruus-ajan epämuodostumalla, avaruus-ajan jatkumon rakenteeseen voi muodostua aikapiiri, joka soveltuu liikkumaan taaksepäin ajassa.

Tämän todistaa esimerkiksi yhden aikakoneen tarkimmista matemaattisista malleista - Avaruusajan siirrettävät taaksepäin suuntautuvat taajuusalueet (TARDIS) - kanadalainen matemaatikko ja fyysikko Ben Tippett:

”Avaruusajan kaarevuusvaikutus, joka tunnetaan parhaiten, on painovoima: se vetää meitä kohti maan keskustaa ja planeettoja kohti aurinkoa.

Mutta Einsteinin teoriassa avaruus-ajan kaarevuus voi tuottaa paljon monipuolisempia vaikutuksia: pyörivät massiiviset elimet vetävät lähellä olevia esineitä pyörimissuuntaansa; Universumi laajenee nopeasti; massiiviset esineet voivat aiheuttaa gravitaation aaltoja, joita Ligo-observatorio on äskettäin mitannut”, tutkija toteaa.

Hänen mukaansa Einsteinin teoria antaa sinun yhdistää avaruus-ajan erityyppiset kaarevuudet kyseessä olevan asian erilaiseen luonteeseen. "Avaruusaikageometriamme on suunniteltu mahdollistamaan aikamatka, ja Einsteinin yhtälö kertoo meille, minkä tyyppinen aine taivuttaa maailmankaikkeutta tällä tavalla painonsa kanssa: erityisesti eksoottinen aine."

Joten Tippetin mallin mukaan aikakoneen tulisi olla jotain eksoottisen aineen ympäröimää "laatikkoa" (fyysisesti konkreettista rakennetta).

Lisäksi negatiivisen energian tiheyden pitäisi antaa tälle asialle "eksoottisuutta": toisin sanoen sen pitäisi luoda jotain antigravitaatiokenttää ja taipua avaruusaikaa meille epätavallisella tavalla - siten, että aikaviiva sulkeutuu renkaaseen muodostaen suljetun aikamaisen käyrän.

Ben Tippettin TARDIS-liike avaruusajassa - pitkin suljettua aikataulukäyrää
Ben Tippettin TARDIS-liike avaruusajassa - pitkin suljettua aikataulukäyrää

Ben Tippettin TARDIS-liike avaruusajassa - pitkin suljettua aikataulukäyrää.

"Riittää, että se levitetään" koneen "ulkopuolelle, ja maailmankaikkeus taipuu halutulla tavalla vastauksena läsnäoloon", Ben selittää.

Ben esitti kaikki laskelmat, jotka todistavat mahdollisuuden luoda tällainen aikakone, artikkelissaan, joka julkaistiin 31. maaliskuuta 2017 lehdessä Classical and Quantum Gravity.

Matoreikien läpäisevyyden ylläpitämiseksi tarvitaan myös eksoottista ainetta, jolla on antigravitaation ominaisuuksia. Nykyään sopivimpana eksoottisen aineen tyyppinä pidetään Casimirin vaikutuksesta johtuvaa negatiivista energiaa.

Aikamatka ei näytä sinulle niin fantastiselta? Lue seuraavasta Daria Zaremban artikkelista siitä, mikä estää ihmiskuntaa unelmasta näistä siirtymistä - ajatuskokeilujen kumoamisesta, menneisyyteen paradokseista ja niiden ratkaisuista.

Daria Zaremba