Можно ли сделать машину времени

Астрофизики впервые описали, как реально построить машину времени

alt=» Фото: Александр Кряжев/РИА Новости» />  Фото: Александр Кряжев/РИА Новости

Астрофизик из Университета Коннектикута (США) Рон Маллет написал уравнение, которое впервые может послужить базой для создания реальной машины времени с учетом всех известных на сегодняшний день законов физики. Его работу изучили другие астрофизики и согласились с некоторыми аспектами предложенной концепции. Есть только небольшое ограничение: в соответствии с заявленной теорией, возможно отправиться в будущее, однако вот попасть в прошлое, скорее всего, невозможно.

О своей работе над теорией путешествия во времени Рон Маллет рассказал американским СМИ. Чтобы понять суть предложенного сложного механизма, надо знать основы общей теории относительности Энштейна, а также специальной теории относительности.

Фото: iStock

Согласно последней, во Вселенной время может ускоряться или замедляться. Все зависит от скорости, с которой движется объект. Например, если человек летит на космическом корабле со скоростью, близкой к скорости света, то время для него будет идти медленнее, чем для человека, который находится на Земле. Таким образом, астронавт, путешествующий с околосветовой скоростью всего неделю, после возвращения попадет в будущее, потому что для людей на Земле уже пройдет 10 лет.

Также есть и другой компонент теории относительности, на который опирается концепция Рона Маллета. Согласно известным законам физики, массивные объекты способны искривлять пространство-время. Этот эффект мы обычно воспринимаем как гравитацию. Чем она сильнее, тем медленнее течет время. Особенно ярко этот эффект виден в так называемом "горизонте событий" — научном термине, который разделяет события пространства-времени. Научно доказано, что горизонт событий существует на расстоянии определенного радиуса от черной дыры. Объект (даже свет), который попал под горизонт событий, пересек его, уже не может вернуться обратно. Время для него также будет идти по-другому. Очень медленно.

"В теории Эйнштейна то, что мы называем пространством, также включает в себя время — вот почему оно называется пространством-временем. И что бы вы ни делали с пространством, это же происходит и со временем", — утверждает Рон Маллет.

По мнению ученого, можно использовать лазерный луч, который свернуть в кольцо. Соответственно, тоже самое произойдет и со временем, оно будет скручено в петлю, а это позволит путешествовать во времени. В том числе — в прошлое.

"Изучая тип гравитационного поля, создаваемого кольцевым лазером, можно раскрыть новые возможности машины времени на основе циркулирующего пучка света", — говорит ученый в своей теории.

Фото: pixabay.com

Концепция астрофизика, описывающая теорию путешествия во времени, изобилует формулами и графиками, требует большого багажа знаний в области физики. Неподготовленному человеку ее сложно понять до тонкостей, и мы описали ее только в общих чертах.

Можно отметить, что теория Рона Маллета о путешествиях во времени оказалась новшеством для ученой среды. Большинство физиков признают, что возможен прыжок во времени в будущее — в том случае, если астронавт летит с околосветовой скоростью. Но путешествие во времени в прошлое — по-прежнему остается фантастикой.

Рон Маллет признает, что его концепция на данный момент является полностью теорией. Тем не менее, это первый случай, когда астрофизики — пусть даже теоретически — описали, как реально может происходить путешествие во времени. Можно пофантазировать, что когда-нибудь, спустя годы, развитие человечества позволит перейти от теории к практике… Но даже в этом случае, согласно концепции Рона Маллета, машина времени будет иметь значительные ограничения. "Вы сможете отправиться обратно, — считает ученый, — но только в ту точку, в которой вы включаете машину времени".

Астрофизики впервые описали, как реально построить машину времени

Астрофизик из Университета Коннектикута (США) Рон Маллет вывел уравнение, которое впервые сможет послужить базой для создания реальной машины времени с учетом всех известных на сегодняшний день законов физики.

Его работу изучили другие учёные и согласились с некоторыми аспектами предложенной концепции. Есть только небольшое ограничение: в соответствии с заявленной теорией, возможно отправиться в будущее, а вот попасть в прошлое, скорее всего, невозможно.

Чтобы понять суть предложенного сложного механизма, надо знать основы общей теории относительности Энштейна, а также специальной теории относительности.

Согласно последней, во Вселенной время может ускоряться или замедляться. Все зависит от скорости, с которой движется объект. Например, если человек летит на космическом корабле со скоростью, близкой к скорости света, то время для него будет идти медленнее, чем для человека, который находится на Земле.

Таким образом, астронавт, путешествующий с околосветовой скоростью всего неделю, после возвращения попадет в будущее, потому что для людей на Земле уже пройдет 10 лет.

Также есть и другой компонент теории относительности, на который опирается концепция Рона Маллета. Согласно известным законам физики, массивные объекты способны искривлять пространство-время. Этот эффект мы обычно воспринимаем как гравитацию.

Чем она сильнее, тем медленнее течет время. Особенно ярко этот эффект виден в так называемом «горизонте событий» — научном термине, который разделяет события пространства-времени.

Научно доказано, что горизонт событий существует на расстоянии определенного радиуса от черной дыры. Объект (даже свет), который попал под горизонт событий, пересек его, уже не может вернуться обратно.

— В теории Эйнштейна то, что мы называем пространством, также включает в себя время — вот почему оно называется пространством-временем. И что бы вы ни делали с пространством, это же происходит и со временем», — утверждает Рон Маллет.

По мнению ученого, можно использовать лазерный луч, который свернуть в кольцо. Соответственно, тоже самое произойдет и со временем, оно будет скручено в петлю, а это позволит путешествовать во времени. В том числе — в прошлое.

«Изучая тип гравитационного поля, создаваемого кольцевым лазером, можно раскрыть новые возможности машины времени на основе циркулирующего пучка света», — говорит ученый в своей теории.

Концепция астрофизика, описывающая теорию путешествия во времени, изобилует формулами и графиками, требует большого багажа знаний в области физики. Неподготовленному человеку ее сложно понять до тонкостей, и мы описали ее только в общих чертах.

Можно отметить, что теория Рона Маллета о путешествиях во времени оказалась новшеством для ученой среды. Большинство физиков признают, что возможен прыжок во времени в будущее — в том случае, если астронавт летит с околосветовой скоростью. Но путешествие во времени в прошлое — по-прежнему остается фантастикой.

Рон Маллет признает, что его концепция на данный момент является полностью теорией. Тем не менее, это первый случай, когда астрофизики — пусть даже теоретически — описали, как реально может происходить путешествие во времени.

Можно пофантазировать, что когда-нибудь, спустя годы, развитие человечества позволит перейти от теории к практике… Но даже в этом случае, согласно концепции Рона Маллета, машина времени будет иметь значительные ограничения.

«Вы сможете отправиться обратно, — считает ученый, — но только в ту точку, в которой вы включаете машину времени».

машина времени

возможно только отправиться в будущее

Тогда и мой диван можно вполне назвать "машиной времени"

Комментарий удален по просьбе пользователя

Ты на диване перемещаешься во времени со скоростью 1 секунда в секунду. Вполне себе машина времени

Да как бы да. Шутка, конечно, но хуйню сморозил.

Тогда и мой диван можно вполне назвать "машиной времени"

Да как бы да. Шутка, конечно, но хуйню сморозил.

Тогда и мой диван можно вполне назвать "машиной времени"

Да как бы да. Шутка, конечно, но хуйню сморозил.

Если ещё днём войти в спящий режим. То когда проснешься, хочется узнать какой сейчас год

Если днём начать пить то можно оказаться в будущем.

Это не шутка. Диван движется в будущее со скоростью одна секунда за секунду.

Комментарий удален по просьбе пользователя

Его не делает машиной то, что он диван.

Это диван времени

"Новость" 2013 года, уже много раз использована в фильмах, и много раз была критикована, потому что это противоречит теории относительности и доказанной Хокингом в 1992 теореме вот в этой работе: https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.46.603.

Об этом даже написано на чёртовой википедии.
Надо проверять факты, божеж ты мой.

Finally, Olum and Everett note a theorem proven by Stephen Hawking in a 1992 paper on the Chronology Protection Conjecture,[20] which demonstrated that according to General Relativity it should be impossible to create closed timelike curves in any finite region that satisfies the weak energy condition, meaning that the region contains no exotic matter with negative energy. Mallett’s original solution involved a spacetime containing a line source of infinite length, so it did not violate this theorem despite the absence of exotic matter, but Olum and Everett point out that the theorem "would, however, rule out the creation of CTC’s in any finite-sized approximation to this spacetime."

Машина времени возможна, уверяют ученые, создавшие ее математическую модель

Мечты о путешествиях во времени оказались не беспочвенными фантазиями.

Путешествия во времени возможны — по крайней мере, математически. Так считает канадец Бен Типпетт (Ben Tippett) — преподаватель математики и физики в Университете Британской Колумбии (University of British Columbia). Вместе с коллегой — американцем Дэвидом Цангом (David Tsang) из Университета Мэриленда (University of Maryland) — они по сути создали машину времени. Создали, конечно, на бумаге — в виде математической модели. Но формулы, которые легли в ее основу, вроде бы доказывают: машина эта вполне работоспособна. То есть, должна перемещать, забравшегося внутрь смельчака и в прошлое и в будущее. По желанию. Как машина времени у ее первого «изобретателя» — Герберта Уэллса.

Бен Типпет собственной персоной.

TARDIS (Traversable Acausal Retrograde Domain in Space-time) — так назвали ученые свое «изобретение», о котором рассказали на сайте Университета Британской Колумбии. Рассказали с большим аншлагом еще в апреле 2017 года. В нынешнем году канадско-американская машина времени вдруг «всплыла» — почему-то опять набирает популярность в интернете, хотя ученые ничего нового за год не добавили. Но и не опровергли свои выводы.

Читайте также  Ремонт мойки высокого давления

Типпет и Цанг уверяли и уверяют, что их «математика» находится в полном соответствии с Общей теорией относительности Альберта Эйнштейна — в первую очередь с, казалось бы, безумной его идеей о том, что пространство-время способно искривляться под воздействием гравитационных полей. Ученые полагают, что они — эти поля — как раз и возникают в результате тех или иных искривлений. Мол, искривленное пространство-время как раз и заставляет планеты двигаться по круговым или эллиптическим орбитам. Иначе бы они летали по прямой.

Формулы из числа тех, которые якобы обосновывают реальность машины времени.

Недавно физики большого международного коллектива (LIGO Scientific Collaboration) уловили гравитационные волны, которые сотрясают и корежат пространство-время, например тогда, когда сталкиваются или сливаются черные дыры — объекты чудовищного веса. Тем самым удалось подтвердить, что Эйнштейн был прав на счет искривлений. То есть, они и в самом деле имеются.

Обосновывая возможность путешествий во времени, Типпет и Цанг объясняют: время это не какое-то отдельное — четвертое — измерение. Оно словно бы вплетено в три пространственные измерения нашего трехмерного мира. Стало быть, его — время — тоже можно искривить. Искривить вместе с пространством. В этом-то вся суть «изобретения».

Решительные последователи Уэллса полагают, что время можно искривить очень сильно — так, что оно согнется в бублик. То есть, его движение станет замкнутым. Что и позволит возвращаться в прошлое. Или устремляться в будущее, направляясь в другую сторону. Путешественник при этом будет находиться в неком подобии пузыря, отделяющего его от окружающего пространства-времени.

Фантастика? Отнюдь. По крайней мере для теоретиков, специализирующихся в области математической физики. Они давно уже обзавелись терминами для обозначения таких умопомрачительных несуразиц: «замкнутая времениподобная линия», «замкнутая врмениподобная кривая». Еще в 1949 году австрийский философ математики Курт Гедель, получив точные решения уравнений Эйнштейна, заявил, что эти линии-кривые реально могут существовать.

Схема, которой ученые проиллюстрировали принцип перемещения в прошлое и обратно - в будущее.

Типпет и Цанг признают, что их «изобретение» — теоретическое. Мол, пока было бы наивным даже мечтать о настоящей машине времени — эдаком устройстве, в которое можно было бы забраться сегодня, а вылезти хотя бы позавчера. Ведь чтобы создать нечто подобное нужна, оказывается, некая экзотическая субстанция — энергия с так называемой отрицательной плотностью. Где ее добыть, как использовать, никто не знает. Хотя говорить о том, что такого нет в природе, было бы опрометчиво. Искомая субстанция вроде бы существует не только гипотетически. Например, в виде так называемой темной энергии, под воздействием которой наша Вселенная ускоренно расширяется. А не должна бы, если бы в пространстве-времени действовали лишь гравитационные силы.

Кстати, в числе скептиков — ученых, которые вообще не верят в машину времени, даже в теоретическую — состоял недавно скончавшийся Стивен Хокинг. Он полагал, что никакая времениподобная кривая никогда не замкнется — ей всегда будет мешать некое непреодолимое препятствие. От греха, что называется.

Реальные путешествия во времени в принципе невозможны в силу так называемой «хронологической цензуры», которая не позволит путешественнику нарушить «принцип причинности» — например, приехать в прошлое и убить своего дедушку.

Спору нет: идеи Типпета и Цанга кажутся полоумными. Но с научной точки зрения придраться к ним сложно. Статья ученых опубликована в серьезном научном журнале Classical and Quantum Gravity. Об их исследованиях в свое время рассказал авторитетный научный портал Phys.org. Новость подхватили множество западных СМИ. Сейчас подключился российский сегмент интернета.

— Исследование пространства-времени увлекает, — объясняет феномен Бен Типпет. — А особенно захватывающим его делают физика и математика.

Сквозь года. Возможно, когда-нибудь поучится. Хотя сомнительно: из будущего к нам еще никто не приехал.

СПРАВКА "КОМСОМОЛКИ"

Ученые выпустили своего рода наглядное пособие, призванное помочь разобраться в их теоретических выкладках. Самые любознательные могут найти его тут.

О том, как путешествовать во времени самостоятельно без всяких приспособлений: читайте Машина времени спрятана у нас в голове

Можно ли создать машину времени

Возможно ли, что сейчас, в 2020-м году, какой-то учёный возьмет и построит в своей лаборатории машину времени? В теоретической физике данный вопрос обсуждается уже несколько десятилетий, но пора раз и навсегда положить конец этим рассуждениям, расставив все точки над «i».

Изображение

С точки зрения современной физики, отнюдь не очевидно, что создать такую машину нельзя. Причина кроется в общей теории относительности. Материя способна искривлять пространство и время. Например, у поверхности Земли время примерно на одну миллиардную идёт медленнее, чем в космосе. Одна миллиардная — мелочь; иными словами, у Земли довольно слабое гравитационное поле. Однако эти поля бывают и сильными — например, в окрестностях нейтронных звёзд и других очень массивных объектов. А вот пример из разряда самых экстремальных: чёрные дыры. Их гравитационные поля настолько сильны, что даже свет не может вырваться, когда он, оказавшись слишком близко, попадает за горизонт событий, рубеж невозврата.

Может ли действительно сильное гравитационное поле настолько искривить время, что вы, летя в космическом корабле прямо вперёд, в конечном итоге встретите прошлую версию себя? Физики называют такую ситуацию замкнутой времениподобной кривой (ЗВК). «Кривая» — это траектория в пространстве-времени. Слово «времениподобная» означает, что данная кривая создаётся движением со скоростью, не превышающей скорость света, так что для физического объекта (например, космического корабля) существует принципиальная возможность не отставать. Ну, а «замкнутая» просто-напросто означает, что в один прекрасный момент кривая встретила саму себя, но в прошлом.

Согласно одной из возможных стратегий создания машины времени, следует начинать с поиска или строительства проходимой «червоточины». Червоточина (т.е. «портал») — это туннель сквозь пространство, соединяющий два региона, находящихся на очень большом расстоянии друг от друга. У неё два конца (их можно представлять себе в виде сфер), которые связаны друг с другом узкой трубкой, называемой «горлом». Червоточина «проходима», — а в научной фантастике почти никогда не бывает по-другому, — если сквозь неё может пролететь космический корабль.

В рамках общей теории относительности не составляет большого труда построить математические модели червоточин. И в самом деле: если взять уравнения, которые описывают гравитационное поле в окрестностях вечной и неизменной чёрной дыры, и экстраполировать эти расчёты внутрь дыры, за горизонт событий, то окажется, что чёрная дыра представляет собой ворота в другую вселенную. Но вот загвоздка: как удержать эти ворота открытыми до тех пор, пока через них пролетает корабль? В случае обычной чёрной дыры горло червоточины разрушается так быстро, что вместо пролёта в другой мир можно лишь достичь сингулярности в середине дыры и там сгинуть.

Пусть, однако, эта проблема решена и нам известно, как построить проходимую червоточину между двумя регионами нашей вселенной. Затем нам удалось сделать так, чтобы два конца червоточины находились поблизости. Пусть один конец будет на Земле, а другой — на орбите. Используя червоточину, астронавты будут добираться до космической станции, проводить там рабочий день и к ужину возвращаться домой. Вспомним, что время на Земле идёт медленнее, чем на орбите. Значит, один конец червоточины перемещается во времени быстрее, чем другой. Эта временна́я разница будет накапливаться. Астронавты начнут замечать, что кое-кто из них, используя червоточину, прибывает на космическую станцию чуть-чуть раньше, чем убывает с Земли. Примерно через год после ввода червоточины в эксплуатацию возникнет замкнутая времениподобная кривая. И в конце концов наступит день, когда какой-нибудь астронавт, воспользовавшись червоточиной, сумеет отправить с орбиты радиосигнал более ранней версии себя! Этот астронавт пройдёт через земной конец червоточины в 9:00 и прибудет на космическую станцию в 8:59. Затем он пошлёт себе на Землю радиосообщение о том, что в этот день можно не выходить на работу. При этом возникнет проблемная ситуация в духе парадокса дедушки.

К счастью для всех дедушек, в общей теории относительности есть теорема, согласно которой червоточина может быть проходимой только в том случае, если её держать открытой с помощью отрицательной энергии. Чтобы понять почему, представьте, что вы отправили пучок света, состоящий из летящих под разными углами фотонов, в один из концов червоточины. Свет изначально сжимается; лучи сближаются. Однако, вылетев с другого конца, они расходятся, распространяются вширь. Дело в том, что гравитационные поля червоточины вынуждают лучи света расфокусироваться, или отклониться друг от друга. Но нормальное вещество (с положительной энергией и притягивающей гравитацией) всегда заставляет свет фокусироваться. Чтобы удерживать червоточину от распада, вам понадобится некое вещество с отрицательной энергией и отрицательной гравитацией. Оно было бы весьма странным, так как у нормальных объектов всегда положительная масса и, следовательно, (в силу того, что E = mc²) положительная энергия.

Согласно одной из теорем, если у вас есть пространство-время, в котором изначально не было никаких машин времени, то вы никогда не сможете их построить, не имея отрицательной энергии. Так что на интересующий нас вопрос, похоже, найден ответ. Пока все объекты в природе имеют положительную энергию, машины времени невозможны. Вот только есть небольшая закавыка: посылка не является истинной.

Помимо общей теории относительности, современная наука имеет ещё одну теорию вселенной — квантовую механику. И оказывается, что, исследуя квантово-механические свойства, скажем, электромагнитного поля, можно получить отрицательную энергию. Классическим примером является эффект Казимира, экспериментально зафиксированный и измеренный в лабораторных условиях. Если взять две проводящие пластины и поместить их очень близко друг к другу, они будут воздействовать на вакуум между ними таким образом, что возникнет отрицательная плотность энергии. Конечно, отрицательная энергия в зазоре между пластинами намного меньше, чем плотность положительной энергии в пластинах. Но фактическое наличие какой бы то ни было отрицательной энергии делает недействительными все теоремы, в которых предполагается, что энергия везде положительна.

Но сохраняет ли силу даже в квантовых ситуациях некий принцип замещения? В своём исследовании я предположил, что такой принцип есть. Он связан со вторым законом термодинамики, согласно которому, как вы, должно быть, помните, нельзя построить вечный двигатель; в природе есть необратимые процессы. Если данный вопрос требуется рассмотреть технически, физики вычисляют функцию, называемую энтропией. Её используют, чтобы измерить хаотичность вселенной в данный момент времени. Второй закон гласит, что с течением времени энтропия всегда возрастает.

Читайте также  Куплю авто за 200000 рублей

Даже чёрная дыра подчиняется той или иной версии второго закона. Её энтропия, оказывается, пропорциональна площади её горизонта событий. Другими словами, эта площадь и энтропия любой внешней по отношению к чёрной дыре материи со временем всегда увеличиваются. Данная формулировка второго закона называется обобщённым вторым законом (Generalized Second Law, GSL). Математически доказано, что GSL работает в широком диапазоне разнообразных обстоятельств.

Но следует отметить важный момент: говоря о термодинамике горизонтов, вы вовсе не обязаны иметь дело с чёрной дырой. Тот же самый принцип можно применять к любому наблюдателю. Если некоторые области никогда не попадают в поле зрения данного наблюдателя, они пребывают за пределами его личного горизонта. Чёрная дыра не нужна. Например, если старт космического корабля, в котором вы взлетели, окажется достаточно мощным, некоторые лучи света никогда не смогут вас настигнуть. Они будут за вашим личным горизонтом. Этот тип горизонта называется горизонтом Риндлера (Rindler).

Подобное имеет место в космологии. С течением времени Вселенная расширяется всё быстрее. Следовательно, если какая-то другая галактика находится очень далеко от нашей, то, сколько бы мы ни ждали, она никогда не окажется в поле нашего зрения. Это называют космологическим горизонтом, или горизонтом де Ситтера. Каждое мгновение нашей жизни уносит нас за горизонт, наблюдаемый инопланетянами на какой-нибудь далёкой планете!

Но вот что удивительно: все эти типы горизонтов, как и чёрные дыры, подчиняются второму закону термодинамики. И неважно, как определяется горизонт — субъективно или объективно. Во всех случаях можно не сомневаться, что площадь горизонта и энтропия всего, что способен видеть наблюдатель, с течением времени увеличиваются. Обобщённый второй закон остаётся действующим.

И этого достаточно, чтобы было невозможно создавать машины времени. Пусть вам удалось получить пространство-время с ЗВК. Замкнутая времениподобная кривая сама по себе имеет горизонт. Чтобы понять почему, вообразите то, что вы могли бы наблюдать во время движения по ЗВК. Пристегнувшись к своему креслу в космическом корабле, вы влетаете в червоточину и, пройдя через неё, возвращаетесь к исходным месту и времени. Вы снова пускаетесь в путь, и так продолжается бесконечно.

Теперь предположим, что с далёкой планеты некая контора — скажем, Межгалактическое рекламное агентство (МРА) — пытается послать вам радиосообщение. Чтобы добраться до вас, это послание снова и снова идёт от одного момента времени к другому, более позднему (как это обычно и происходит). Чем дальше от вас планета, с которой послано сообщение, тем позже вы сможете его получить. Ну, а вы снова и снова переживаете одни и те же моменты времени. Так что, если сообщение было послано из очень далёкого места, вы никогда не узнаете, о чём сообщило вам МРА. Значит, есть горизонт, отделяющий места, с которыми вы можете связаться во времени, от мест, с которыми такая связь невозможна.

Посмотрите на картинку в самом верху статьи. На ней изображена пространственно-временная диаграмма вселенной, содержащей ЗВК. Свет распространяется под углом 45 градусов. Представьте, что две синие щели — это два конца проходимой червоточины, а красная линия — это ЗВК. Волнистая линия — ваше пространственно-временное путешествие к входу в червоточину, пунктирная линия — ваш проход через червоточину с возвращением в исходное местоположение. Чёрный конус представляет горизонт, отделяющий пункты, из которых можно отправлять сигналы в ЗВК, от пунктов, из которых делать этого нельзя. Более ранний зелёный сигнал способен достичь ЗВК, а более поздний — нет. В ранние времена горизонт имеет большую и уменьшающуюся площадь.
Такой горизонт (который представляет собой всего лишь границу того, что можно наблюдать при движении по ЗВК) возникает раньше, чем успевает сформироваться ЗВК. В очень ранние времена он представлял бы собой гигантскую сферу, сжимающуюся со скоростью света. А раз уменьшается горизонт, уменьшается и его энтропия. Чтобы работал GSL, энтропия какой-то другой материальной системы должна расти. Проблема в том, что тотальное уменьшение энтропии актуально бесконечно и ничто не может его компенсировать. Поэтому машины времени не в ладах с GSL.

GSL запрещает машины времени. Этот закон запрещает и многое другое. Не может быть проходимых червоточин (даже таких, которые не являются машинами времени), ибо движение через червоточину предполагает наличие горизонтов с уменьшающейся площадью. По той же причине нельзя создать варп-двигатель (warp drive). Мне очень жаль, что для мечтателей, которых вдохновляют фантастические истории, это — как холодный душ, но, похоже, реальный мир устроен иначе, чем мир научной фантастики.

Можно ли построить машину времени: методы и концепции знаменитых физиков

Сообщение о грандиозной вечеринке было обнародовано только после ее завершения. Поэтому чокнуться бокалами с ученым могли бы лишь те, кто, прочтя объявление, сумел бы вернуться во времени назад. Увы, Хокинг не без горечи констатировал, что так никого и не дождался. Даже «Хокинг из будущего» не явился и не рассказал себе самому основы заветной «Теории всего», которая могла бы увенчать грандиозное здание современной физики.

Но, может быть, ученый чего-то не договаривает? В конце концов, сегодня машинами времени занимаются не только писатели-фантасты, но и самые серьезные ученые. И принципиальных ограничений на их создание пока не найдено, а физики любят замечать: «Что не запрещено, то обязательно к исполнению». Мы назовем лишь несколько возможностей, которые позволили бы Хокингу из будущего переместиться во времени.

Хокинг набирает скорость

Классическое время Ньютона было универсальным, неизменным и однонаправленным, как течение реки или полет стрелы. Все изменилось благодаря Эйнштейну: уже в специальной теории относительности он показал, что движение времени становится то быстрее, то медленнее, в зависимости от скорости перемещения в пространстве. И если Хокинг будет лететь достаточно быстро относительно Земли, то все происходящее.

Точнее говоря, уже перемещается: такие путешествия мы все совершаем постоянно, хотя это почти незаметно при скоростях, с которыми нам обычно приходится иметь дело. Каждый раз, проведя восемь нудных часов в самолете, пересекающем Атлантику на скорости 920 км/ч, Стивен Хокинг оказывается только на 10 наносекунд в будущем. И даже действующий рекордсмен путешествий во времени космонавт Геннадий Падалка, который провел на МКС в общей сложности 820 дней, двигаясь по околоземной орбите со средней скоростью 27600 км/ч, переместился в будущее всего на пару десятков миллисекунд. Это, наверное, не слишком впечатляет: пока мы не найдем способ ускорить Стивена Хокинга до околосветовых скоростей, эффекты специальной теории относительности останутся для него мизерными — как и для нас. Однако они заметны и важны для науки и точных технологий, например при наблюдении частиц, разогнанных в Большом адронном коллайдере, или при сопоставлении сигналов времени, приходящих со спутников GPS.

Хокинг в поле гравитации

Из физики Эйнштейна вытекают и другие способы изменить скорость течения времени. В описании общей теории относительности оно неотделимо от пространства, представляя часть единого четырехмерного континуума. Поэтому все, что искривляет пространство, будет деформировать и время. Так действует, например, гравитация: чем она сильнее, тем медленнее движется время. Этот эффект был доказан даже прямыми измерениями, проведенными американским Национальным институтом стандартов и технологий (NIST). Синхронизировав пару сверхточных атомных часов, ученые немного приподняли одни из них, слегка удалив от центра тяжести Земли, и вскоре между часами обнаружились расхождения. Если бы не этот эффект, Геннадий Падалка оказался бы в будущем еще немного дальше. Зато так «молодеют» подводники: после полугода на глубине 300 м они выигрывают у нас около 500 наносекунд.

Но чтобы замедление времени было действительно ощутимо, понадобится гравитационное поле намного мощнее земного. Тут Хокинг из будущего мог бы обратить внимание на самые плотные объекты во Вселенной — например, нейтронные звезды. У их поверхности гравитация столь велика, что время здесь может течь в разы неторопливей, чем на Земле. А уж в окрестностях черных дыр его замедление будет еще заметнее. Если Стивену Хокингу довелось бы падать в одну из них, то в какой-то момент его личное время стало бы течь настолько медленнее остальной Вселенной, что перед его тускнеющими глазами пронеслась бы вся будущая история мира.

Но даже если в будущем люди научатся ускорять космические корабли до околосветовой скорости или найдут способ выжить близ черной дыры, вряд ли Стивен Хокинг мог бы навестить самого себя в прошлом и подсказать секреты «Теории всего». Все эти «старые эйнштейновские» способы позволяют перемещаться лишь вперед, а в прошлое ведут совсем другие дороги.

Хокинг описывает круги

Еще в середине прошлого века великий математик Курт Гёдель продемонстрировал решение гравитационных уравнений общей теории относительности для Вселенной, все вещество в которой вращается. Такое вращение увлекает за собой пространство-время, и если Стивен Хокинг начнет двигаться в этом крутящемся континууме, то для стороннего наблюдателя он может перемещаться быстрее скорости света, уходя все дальше в прошлое.

Криогенная машина времени

Самый очевидный способ переместиться в будущее — воспользоваться криогенной заморозкой, как это вышло у главного героя анимационного сериала «Футурама». Пока на Земле сменяются года и эпохи, ваше личное время будет ползти на холоде медленней черепахи, и, проснувшись, вы окажетесь в новом мире. Если только люди будущего сумеют вас разморозить или, например, вырастить клон вашего тела, переместив сознание вместе со всеми воспоминаниями в новый мозг.

К сожалению, Вселенная не вращается, иначе бы мы видели существенное различие в излучении, приходящем к нам из разных частей космоса. Поэтому все эти выкладки остались лишь поучительным математическим упражнением. Однако четверть века спустя после Гёделя Фрэнк Типлер показал, что того же результата можно добиться, построив массивный цилиндр бесконечной длины и вращая его вдоль оси. По мере того как скорость вращения цилиндра будет приближаться к световой, он будет все сильнее увлекать за собой окружающее пространство-время. Хокингу из будущего останется лишь облететь вокруг него, чтобы попасть в прошлое и подсказать себе основы «Теории всего». Проблема лишь в одном — создать бесконечный цилиндр, вряд ли это по силам даже Стивену Хокингу, и даже из будущего.

Читайте также  Отзывы автовладельцев фольксваген гольф

Впрочем, аналоги такого цилиндра могут найтись уже в готовом виде — это космические струны, существование которых было предположено в 1990-х Ричардом Готтом. Это совсем не те невероятно крошечные объекты, о которых говорится в теории струн. Наоборот, космические струны — одномерные складки пространства-времени — могут иметь длину в десятки парсек и колоссальную массу.

Гравитация такой струны должна сильно деформировать ткань космоса в своих окрестностях. И если Хокинг из будущего найдет хотя бы пару этих струн, сближающихся с околосветовой скоростью, если правильным образом облетит их, то он сможет успеть на свою вечеринку в 2009 год. Жаль только, что существование космических струн до сих пор так и не доказано.

Хокинг падает в нору

Ну а самая популярная модель машины времени появилась в середине 1980-х, с описанием «проходимых» кротовых нор. Еще задолго до этого было известно, что динамичные, деформируемые гравитацией линии пространства-времени могут перезамыкаться, образуя тоннели, связывающие самые разные его участки, далекие галактики и другие времена. Однако Вселенная таких кульбитов не любит, и, скорее всего, кротовые норы существуют лишь в мире элементарных частиц, неудержимо схлопываясь и превращаясь в черные дыры, такие же микроскопические и нестабильные.

Идея использования кротовых нор для путешествий во времени впервые пришла в голову астроному Карлу Сагану, который и поделился ею со своим коллегой Кипом Торном. Увлекшись яркой гипотезой, тот вместе со своим студентом Майком Моррисом показал, что при определенных условиях это возможно: кротовую нору можно стабилизировать, превратив в туннель, подходящий для путешествий в обе стороны. Для этого понадобится сущая мелочь — некое «экзотическое вещество», действующее против гравитации, которая стремится кротовую нору сжать и уничтожить. Вскоре нашелся и подходящий на эту роль кандидат — отрицательная энергия, которая создается в вакууме между парой параллельных пластин под действием квантовых флуктуаций (она известна в физике как сила Казимира). Правда, для создания достаточно мощного эффекта потребуется невероятное количество энергии, которое до сих пор человечеству и не снилось. Но на такие мелочи Хокинг из будущего вряд ли обратит внимание.

Кротовую нору он мог бы найти в космосе — считается, что некоторые из них могли выжить еще с диких времен молодости Вселенной — или получить искусственно, в сверхмощном ускорителе частиц. Хокингу понадобилось бы лишь вырастить ее до подходящих размеров и стабилизировать с помощью эффекта Казимира. Затем он мог бы прицепить один из входов кротовой норы к могучему космическому тягачу и перенести его в будущее одним из эйнштейновских способов — разогнав почти до скорости света или поместив поближе к нейтронной звезде. Кротовая нора сохранит накопленную разницу во времени между двумя своими входами, а Хокингу останется лишь прыгнуть внутрь, в другое время.

Впрочем, можно заметить, что путешествие в прошлое на машине времени Торна-Морриса возможно лишь до определенного момента. До того самого, когда была создана кротовая нора: один ее вход будет перемещаться в будущее быстрее второго, но в прошлое в этой модели они не удаляются.

Хокинг в стране парадоксов

За прошедшие со знаменательной вечеринки годы Стивен Хокинг высказал несколько новых замечательных идей, связанных с космологией и гравитацией, черными дырами и другими вселенными. Быть может, он действительно что-то скрывает, и на празднике в 2009 году ученый встретил самого себя из будущего и подсказал себе самому пару свежих мыслей? Здесь мы встречаем первый парадокс.

Представим, что Стивен Хокинг из будущего узнал суть «Теории всего» из публикации, скажем, в Nature, а потом отправился в прошлое и рассказал ее себе. Тогда спустя какое-то время Хокинг из наших дней сообщит о грандиозном открытии в Nature, где в будущем и прочтет о нем. Но тогда откуда взялось само открытие? Кто его совершил и как? Ведь Хокинг из будущего просто узнал о нем из журнала, а Хокинг из прошлого услышал от самого себя.

Все станет еще намного хуже, если у Стивена Хокинга из будущего случится конфликт с собой прошлым и он попытается себя убить. Кто тогда сконструирует машину времени и, переместившись в ней на вечеринку, совершит убийство? Да никто. Но тогда ученый благополучно доживет до будущего, сядет в машину времени, попадет на вечеринку и убьет самого себя в прошлом. Это настоящий король всех темпоральных парадоксов, и для разрешения его придумано несколько возможностей.

Одна из этих возможностей была сформулирована в 1990 году Игорем Новиковым в рамках известного «принципа самосогласованности». Он говорит, что нарушить естественное течение вещей во временной петле невозможно, поскольку вероятность любых событий, которые ведут к этому, быстро стремится к нулю. Иначе говоря, «что было — то уже состоялось», и все уже вписано в историю Вселенной. Даже если Хокинг из будущего решит уничтожить самого себя в прошлом, у него ничего не получится по самым разным — любым — причинам. Сама суть вещей не позволит ему совершить убийство, нарушающее законы не только человеческие, но и физические.

Другой вариант предлагает теория о существовании бесчисленных «параллельных» вселенных, в которых реализуются все возможные сценарии. Время бесконечно ветвится в каждом вероятностном событии, и все они происходят на самом деле, только в разных мирах. В некоторых из этих вселенных Стивен Хокинг лично участвует в создании машины времени и посещает свою вечеринку в 2009 году. Где-то он конфликтует с собой прошлым, а где-то подсказывает себе идею «Теории всего». Жаль, что случилось это, видимо, не в нашем мире. Или.

Из 2020 года есть лишь один выход — в прошлое. Доказал блогер, который создал машину времени и вернул 2019-й

13 июля 2020 15:50 Галина ВарзиеваГалина Варзиева

Как создать машину времени

Ютубер создал машину времени, и нет, это не сюжет фантастического романа. Для изобретения парню не потребовались ни сложные физические формулы, ни оригинальные запчасти. Оказалось, в прошлое помогает вернуться обыкновенная камера, вовремя надетая на голову.

Лукас Ризотто, американский блогер, на чей YouTube-канал Lucas Build The Future («Лукас строит будущее») подписаны почти девять тысяч человек, 10 июля поделился инструкцией по созданию машины времени.

Этот парень не первый, кто пошёл по скользкой дорожке путешествий в прошлое. Ведь заглянуть туда можно и с помощью ИИ, а у некоторых выходит сделать это даже через старенький телевизор.

Как создать машину времени

Лукас Ризотто

Принцип действия изобретения Лукаса особенный, ведь его машина времени работает как Омут памяти из Поттерианы. Чтобы построить это устройство, парню понадобилось полтора года жизни и очень много усилий.

Подготовительный этап занял у Лукаса 365 дней: всё это время блогер записывал то, что с ним происходит на видео, причём съёмка шла от первого лица. Чтобы провернуть такой трюк, ютубер приобрёл специальные очки с камерами (причём пять раз, ведь гаджет оказался хрупким).

Как создать машину времени

Затем Лукас купил три жёстких диска, чтобы ни один кадр из года его жизни не пропал даром, и отправился в путешествие. За 365 дней парень успел объездить немало стран и записать так много видео, что ему вновь пришлось запасаться накопителями.

Как создать машину времени

Наконец, год, полный приключений, прошёл, и блогер вернулся домой с полным багажом воспоминаний (и жёстких дисков). Тогда-то Лукас и взялся за сборку машины времени — для начала он выделил трёх китов, на которых будет держаться его изобретение.

Ими стали контрольная панель для управления путешествиями в прошлое, поисковик воспоминаний и спецэффекты для более яркого перемещения во времени. Лукас сам спроектировал дизайн пульта, где с помощью кнопок можно выбрать день, в который хочешь вернуться.

Как создать машину времени

Чтобы сделать путешествия возможными, Лукасу пришлось написать специальный код, который ему удалось создать далеко не с первого раза. Это стало не единственной проблемой изобретателя: воспоминаний на жёстких дисках было так много, что расставить их по порядку оказалось почти невыполнимой миссией.

Со спецэффектами вышло куда проще: парень вспомнил, как работало погружение в воспоминания в фильме «Гарри Поттер и Принц-полукровка», и попробовал изобразить нечто похожее.

Наконец, машина времени была готова. Чтобы перемещаться во времени с помощью изобретения Лукаса, нужны VR-очки. Для начала путешествия в прошлое стоит лишь выбрать дату и нажать на рычаг.

Блогер уселся в тёмной комнате, надел очки виртуальной реальности и отправился в апрель 2019 года.

Как создать машину времени

Оказалось, в этот момент времени Лукас наслаждался жизнью: сидел на дереве и ел бублик.

Как создать машину времени

Кажется, эмоции, которые испытал парень во время этого путешествия, стоили всех его трудов и мучений.

Сложно описать чувства, которые вызывает возвращение в прошлое. Это не то же самое, что смотреть видео, совсем нет. Когда своими глазами видишь всё это снова, в мозгу что-то вспыхивает и вспоминается всё, что связано с тем или иным моментом, — рассказ Лукас.

А увидеть, как работает персональная машина времени американского изобретателя, можно на видео ниже.

Похоже, желание вернуться в прошлое толкнуло на необычные эксперименты не только Лукаса. Журналистка прожила день как в 2010 году и поняла, что мир изменился куда сильнее, чем нам кажется.

А пользовательнице сайта Reddit, чтобы сломать временной континуум, не пришлось вспоминать, как человечество жило раньше. Просто женщина решила похудеть, но вместе с весом ушёл и её возраст.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: