Шесть теорий путешествий во времени, которые могут сработать
Концепция машины времени вызывает в воображении образы неправдоподобного устройства, которое слишком часто используется в сюжетах научно-фантастических. Однако согласно общей теории относительности Альберта Эйнштейна, которая объясняет работу гравитации во Вселенной, путешествия во времени — это не только плод воображения. И если в фильмах путешествие во времени — это сюжетный поворот, то как насчет реальности?
Путешествие вперед во времени, согласно теории Эйнштейна, абсолютно возможно. По сути, физикам удалось отправить крошечные частицы под названием мюоны, очень похожие на электроны, вперед во времени, манипулируя гравитацией вокруг них. Это не означает, что технология для отправки людей вперед в будущее станет возможной в ближайшие 100 лет, но все же.
1. Червоточины
Астрофизик Эрик Дэвис из Международного института перспективных исследований EarthTech в Остине считает, что это возможно. Все, что вам нужно — это кротовая нора или червоточина, теоретический проход сквозь ткань пространства-времени, предсказанный в рамках теории относительности.
Червоточины пока не были доказаны, и если их когда-нибудь и найдут, они будут настолько малы, что в них не поместится даже человек, не говоря о космическом корабле. При всем этом Дэвис полагает, что червоточины вполне можно использовать для перемещения обратно в прошлое.
Как общая теория относительности, так и квантовая теория предлагают несколько возможностей для путешествия — например, «закрытую времяподобную кривую» или путь, который сокращает пространство-время, то есть машину времени.
Дэвис утверждает, что современное научное понимание законов физики «кишит машинами времени, то есть многочисленными решениями геометрии пространства-времени, которые позволяют путешествовать во времени или обладают свойствами машины времени».
Как вы понимаете, червоточина позволила бы судну, например, пройти из одной точки в другую быстрее скорости света — почти как в варп-пузыре. Все потому, что корабль прибудет в пункт назначения раньше, чем луч света, пройдя по короткому пути сквозь пространство-время. Транспорт, таким образом, не нарушит правило универсального ограничения скорости, которое накладывает свет, поскольку сам корабль не путешествует с такой скоростью.
Такая червоточина может теоретически вести не сквозь пространство, но и сквозь время.
«Машины времени неизбежны в нашем физическом пространстве-времени», — пишет Дэвис в работе. — «Проходные червоточины включают машины времени».
Тем не менее, добавляет Дэвис, превратить червоточину в машину времени будет нелегко. Понадобятся титанические усилия. Все потому, что как только червоточина будет создана, один или оба ее конца нужно будет ускорить во времени к пункту назначения, что следует из общей теории относительности.
2. Машина времени: цилиндр Типлера
Чтобы использовать машину времени на основе цилиндра Типлера, вам нужно покинуть Землю на космическом корабле и отправиться в космос к цилиндру, который там вращается. Когда вы достаточно приблизитесь к поверхности цилиндра (пространство вокруг него будет по большей части «варпнуто», деформировано), вам нужно будет несколько раз обогнуть его и вернуться на Землю. Вы прибудете в прошлое.
Насколько далеко в прошлое — зависит от того, сколько раз вы обогнете цилиндр по орбите. Даже если вам покажется, что ваше собственное время движется вперед как обычно, пока вы огибаете цилиндр, за пределами искаженного пространства вы неизбежно будете двигаться в прошлое. Это все равно, что вы поднимаетесь по винтовой лестнице и обнаруживаете, что с каждым полным кругом находитесь на одну ступеньку ниже.
3. Пончиковый вакуум
По мнению Амоса Ори из Израильского технологического института в Хайфе, пространство может быть достаточно скручено для создания локального гравитационного поля, которое напоминает пончик определенных размеров. Гравитационное поле образует круги вокруг этого пончика, поэтому пространство и время крепко закручены.
Важно отметить, что такое положение дел сводит на нет необходимость какой-либо гипотетической экзотической материи. Хотя как это будет выглядеть в реальном мире описать довольно трудно. Ори говорит, что математика показала, что через равные промежутки времени внутри пончика в вакууме будет образовываться машина времени.
Все, что вам нужно — это попасть туда. В теории можно будет отправиться в любой момент времени с тех пор, как была построена машина времени.
4. Экзотическая материя
В физике экзотическая материя — это материя, которая так или иначе отличается от нормальной и обладает некоторыми «экзотическими» свойствами. Поскольку путешествие во времени считается нефизическим, физики полагают, что так называемые тахионы (гипотетические частицы, для которых скорость света — это состояние покоя) либо не существуют, либо неспособны взаимодействовать с нормальной материей.
Но когда отрицательная энергия или масса — та самая экзотическая материя, или вещество — скручивает пространство-время, становятся возможными все невероятные явления: червоточины, которые могут выступать туннелями, соединяющими удаленные участки вселенной; варп-двигатель, который позволит путешествия быстрее скорости света; машины времени, которые позволят отправиться в прошлое.
5. Космические струны
Космические струны — это гипотетические 1-мерные (пространственно) топологические дефекты в ткани пространства-времени, оставшиеся еще со времен образования вселенной. С их помощью в теории могут быть образованы поля замкнутых времениподобных кривых, позволяющих путешествовать в прошлое. Некоторые ученые предлагают использовать «космические струны» для построения машины времени.
Если подвести две космические струны достаточно близко одна к другой или одну струну к черной дыре, в теории это может создать целый массив «замкнутых времениподобных кривых». Если делать тщательно рассчитанную «восьмерку» на космическом корабле вокруг двух бесконечно длинных космических струн, в теории можно оказаться где угодно и когда угодно.
6. Сквозь черную дыру
Черная дыра оказывает невероятное влияние на время, замедляя его так, как ничто другое в галактике. По сути, это природная машина времени. Если бы миссией облета вокруг черной дыры управляло наземное агентство, для них облет орбиты занял бы 16 минут. Но для смелых людей на борту корабля, который находится близко к массивному объекту, время шло бы очень медленно. Куда медленнее, чем на Земле. Время для команды замедлилось бы вдвое. За каждые 16 минут они переживали бы только 8.
Источник
14 научных теорий и фактов о времени, которые расширят ваши перспективы и горизонты
Научные теории, которые заставят вас по-новому взглянуть на реальность, наш мир и Вселенную.
Время влияет на каждый аспект нашей жизни. Мы ориентируемся на него, когда просыпаемся, идем на работу, приступаем к еде, ложимся спать. И несмотря на такие, казалось бы, «близкие отношения», вы едва ли ответите: что же такое время?
Тысячелетиями философы и ученые со всего мира строили собственные теории о времени, но лишь единицы из них привели к какому-либо консенсусу. И хотя до сих пор не существует полного общепринятого определения, грубо говоря, время — это единица измерения.
Мы используем его для описания событий или продолжительности между ними. И это определение работает как в повседневной жизни, так и в точных науках, например в математике. В разговорной речи мы часто употребляем обороты «время идет» и «время летит», когда речь идет о поступательном движении жизни. А физики называют этот опыт «стрелой времени».
Однако истинная сущность этого явления по сей день остается противоречивой и загадочной. Несмотря на то что физики могут активно использовать единицы времени в своих уравнениях, вопрос «как работает время?» продолжает приводить в недоумение все научное сообщество.
Действительно, за пределами поверхностных слоев времени здравый смысл и интуитивные идеи подвергаются сомнению, что затрудняет разговор о существовании, без упоминания о чем-то более метафизическом. В результате загадка времени фактически заставила некоторых философов и ученых переосмыслить всю модель нашей Вселенной.
Сегодня наша редакция решила рассказать вам о 14 научных теориях о времени, которые ставят под сомнение наше собственное восприятие реальности.
1. Время — это иллюзия
Возможно, вы когда-нибудь слышали от вашего учителя физики, преподавателя естественных наук или энергичного гостя на «модном» официальном приеме, что время нереально. И хотя это утверждение по своей природе необязательно неверно, основной принцип, который лежит в его основе (и порой называется B-теорией времени), на самом деле утверждает, что время является иллюзией.
Говоря более конкретно, наш опыт времени (прошлого, настоящего и будущего) больше связан с нашими собственными субъективными ощущениями, чем с какой-либо фундаментальной особенностью существования.
Большинство современных физиков поддерживают эту точку зрения, утверждая, что время, которое мы воспринимаем нашим человеческим разумом на местном уровне, значительно отличается от изначального поведения времени в масштабе Вселенной.
2. Время — это измерение
Мы все понимаем основную концепцию трехмерного пространства. Технически это значит, что каждая точка в нашей Вселенной имеет физический адрес, который можно определить по координате вдоль трех перпендикулярных плоскостей (X, Y и Z). Это просто одна из многих интересных вещей о космосе. Но действительно ли точка в пространстве «существует» без времени, в которое это можно сделать?
Нет такого физического закона, который бы требовал, чтобы время было измерением. Однако специальная теория относительности Альберта Эйнштейна привела именно к этому утверждению. Называя его четвертым измерением, широкий круг современных ученых признает, что время плавно переплетается с трехмерным пространством в континууме «пространство-время».
3. Время относительно
Утверждения Эйнштейна не закончились на взаимозависимости пространства-времени. Специальная теория относительности вывела идею о том, что время и скорость напрямую связаны.
Этот принцип, известный как «замедление времени», гласит, что время замедляется для движущихся объектов: чем быстрее движется предмет, тем медленнее для него проходит время. Бесчисленные эксперименты подтвердили эту теорию, доказав, что часы в движении «идут» медленнее, чем их синхронизированные аналоги, пребывающие в состоянии покоя.
Несмотря на то что этот эффект невозможно обнаружить на человеческих скоростях, они становятся заметнее с увеличением скорости.
К примеру, двухлетний полет космического корабля со скоростью света эквивалентен 30 годам на Земле. В таком случае, возможно, недостижимый источник молодости человечества вовсе не место, а космическое путешествие?
4. Время объективно
В противовес специальной теории относительности Эйнштейна и современному пониманию пространства-времени, которое существует в научном сообществе, некоторые физики и философы представляют время как независимое и фундаментальное свойство нашей Вселенной.
К примеру, согласно теории Ньютона, не зависит от внешних факторов. Известная как концепция «абсолютного времени и пространства», она утверждает, что эти особенности нашей Вселенной действуют как своего рода сцена и фон для всего, что в ней содержится и происходит.
5. Путешествие во времени возможно
Один неоспоримый закон существования гласит, что если поднимается тема времени, ее сопровождают разговоры о временных путешествиях. И хотя было выпущено множество книг, фильмов и телешоу, посвященных этой теме, науке не хватало доказательств правдоподобия перемещений во времени.
В игру снова вступает теория относительности Эйнштейна с утверждением о том, что путешествие во времени действительно возможно, но для этого требуется скорость, близкая к скорости света, — что-то, что в настоящее время находится за пределами технической досягаемости.
Тем не менее, если решить эту проблему, математика поддерживает только путешествие в будущее, но не в прошлое, как мы привыкли видеть в художественной литературе и кинематографе.
Еще одна популярная концепция, которая может учитывать движение как вперед, так и назад, — это искривление пространства-времени. Теоретически эта концепция считается возможной, но при условии задействования кротовой норы. Но вновь возникает вопрос: как создать эту самую червоточину?
Выступая в качестве святого грааля путешествий во времени, эта концепция постепенно переходит из области фантастики к тяжелой науке.
Ее потенциальная возможность приводит к возникновению множества парадоксов и вопросов.
Например, если в один прекрасный день путешествие во времени станет возможным, почему никто до сих пор не вернулся из будущего, чтобы сказать нам, как это сделать?
6. Возможно, нельзя узнать, что произошло до Большого взрыва, поскольку времени вовсе не существовало
Направляя свои телескопы в далекую Вселенную, космологи фактически имеют возможность заглянуть в прошлое. Дело в том, что свету требуется время, чтобы преодолевать большие расстояния, и когда он «доходит» до нас, проходит невообразимое количество лет.
Таким образом, свет открывает нам только то, что происходило в окружающей среде, когда он только начинал свой путь. И если современные астрономы могут заглянуть почти на 13,8 миллиарда лет назад, им не хватает по крайней мере 380 тысяч лет, чтобы увидеть Большой взрыв Вселенной.
Если однажды мы действительно сможем запечатлеть начало времени, маловероятно, что мы когда-нибудь узнаем, что было до этого. Одна из причин связана с нашими ограниченными методами исследования.
В основном они полагаются на известные законы физики, которые, предположительно, перестают работать за пределами нашей Вселенной. Другая причина — сама природа Вселенной.
Широкий круг ученых по всему миру признает, что Большой взрыв стал катализатором возникновения пространства-времени. В этом случае считается, что до него не было ни пространства, ни времени.
По крайней мере, не в том виде, который мы знаем и можем понять.
7. Время может существовать в другом месте
Все больше ученых считают, что наша Вселенная является лишь одной из множества. Так гласит теория Мультивселенной. Одни ученые предсказывают, что эти вселенные могут быть идентичными или лишь слегка отличаться от нашей, в то время как другие представляют их совершенно уникальными.
В первом случае время, скорее всего, существует и ведет себя так же, как и в нашей Вселенной. Но если вселенная радикально отличается от той, в которой живем мы с вами, в ней может существовать нечто подобное времени или, быть может, что-то еще более ошеломляющее и экзотическое. При таком раскладе почти невозможно представить, как будет функционировать подобная вселенная.
8. Время не имеет настоящего
Кадр из фильма «Назад в Будущее»
Наиболее распространенные представления о времени связаны с тем, как человеческий вид, то есть мы, его испытываем. Мы пребываем в настоящем моменте. Этот момент проходит, становится прошлым, а будущее становится нашим новым настоящим.
Эта серия временных отрезков продолжается и продолжается без задержек и сбоев. Однако с опорой на теорию относительности философский подход этернализм предполагает, что мы обитаем в «блок-вселенной», где течения времени вовсе не существует.
С этой точки зрения прошлое, настоящее и будущее являются частью единого, статичного блока «пространства-времени».
9. Время динамично
Sian Butcher / BuzzFeed
В то время как этерналистская «блок-вселенная» предполагает, что все, что происходит в прошлом и будущем, так же реально, как и в настоящем, все больше и больше ученых и философов обращаются к концепции презентизма, согласно которой время динамично и имеет физическую природу.
Другими словами, с этой точки зрения течение времени реально. Существует только настоящее, в котором мы живем. Прошлое остается в прошлом, а будущее — это то, чего еще не было.
10. Время может быть чьим-то творением
В «Матрице» персонаж Киану Ривза, Нео, с удивлением обнаруживает, что все его переживания происходят в рамках сложной компьютерной программы. А его реальный разум и тело вырабатывают биоэлектрическую энергию, необходимую для выживания машин с искусственным интеллектом.
Гипотеза не утверждает, что наши тела и умы (обязательно) были узурпированы гнусными роботами. На самом деле, она даже не требует, чтобы у нас было тело и разум. Согласно концепции, наша реальность — это симулированный опыт, где наши предположения о том, что является «реальным», — продукт какого-то внешнего, более высокого интеллекта.
Если бы это было действительно так, то весь наш опыт, включая опыт времени, был бы алгоритмической конструкцией, созданной специально для смоделированного мира, в котором мы сейчас находимся.
11. Время циклично
Циклическая теория Вселенной предполагает, что наша Вселенная рождается, разрушается и вновь возрождается. И не без оснований. Наша реальность вызвана Большим взрывом — с одной стороны, периодом расширения, за которым следует период сокращения, и Большим кризисом — с другой.
Этот, возможно, вечный цикл не предполагает существование каких-либо предшествующих или последующих вселенных. Однако, если они похожи на наше нынешнее существование, пространство и время, скорее всего, будут найдены внутри них.
12. Время повторяется
Фраза «Время — это плоский круг», которая обрела особую популярность благодаря персонажу Мэттью МакКонахи из «Настоящего детектива», своим происхождением обязана ницшеанской философии. Однако Фридрих Ницше не высказывал идеи о постоянно повторяющихся жизни и существовании.
Обнаруженная во многих мировых религиозных текстах, концепция вечного возвращения является популярной и древней по своему существу.
Подобно цикличной теории Вселенной, приверженцы вечного возвращения предполагают, что каждый момент бытия может повториться бесконечное число раз, поскольку его время бесконечно, а число элементов ограничено.
Хотя научных доказательств такой идеи недостаточно, некоторые ученые считают, что в достаточно большой вселенной с ограниченным числом возможностей точные молекулярные конфигурации и даже точные моменты все же могут повторяться.
13. Время имеет конец
Особо популярная теория о том, как наша Вселенная встретит свой конец, известна как Большое замораживание. В момент, когда Вселенная достигнет максимальной энтропии, она переживет процесс тепловой смерти.
Поскольку энергия равномерно распределена по всему пространству, которое мы называем реальностью, ничто не будет двигаться вперед — ни материя, ни пространство, ни стрела времени. И мы ничего не сможем сделать, чтобы это остановить.
14. Время бесконечно
Хотя наша Вселенная невероятных размеров, большинство физиков все же считают ее конечной. Тем не менее интерпретация многих миров, которая имеет некоторые общие черты с гипотезой Мультивселенной, утверждает, что существует бесконечное количество миров или вселенных, схожих с нашими собственными, где происходит все, что когда-либо могло произойти.
Если это так, то само время должно происходить в бесконечном количестве случаев, что означает, что оно не имеет конца.
Источник