Ešte predtým, ako Einstein naznačil, že čas je relatívny a flexibilný, ľudstvo už myslelo na cestovanie v čase. Sci-fi hrdinovia robia tieto pohyby vďaka svojim superveľmociam, ale častejšie používajú zariadenie známe ako „stroj času“.

Fyzici z USA a Kanady navrhli svoju predstavu o tom, čo by mohol byť skutočný stroj na cestovanie medzi minulosťou a budúcnosťou z matematického hľadiska.

Zakrivený časopriestor. © Interiérový dizajn | Shutterstock

„Ľudia považujú cestovanie v čase za fantastické a nie sme výnimkou. Ale matematicky je to možné “

Rozdelenie priestoru na tri dimenzie s časom v samostatnom vedcovi to nazýva nesprávne. Povedal, že štyri dimenzie musia byť súčasne, keď sú spojené rôzne smery, reprezentované ako časopriestorové kontinuum. Na základe Einsteinovej teórie sú zakrivením časopriestoru dráhy planét. V „plochom“ časopriestore by sa planéty a hviezdy pohybovali v priamych líniách.

Model stroja času používa zakrivenie časopriestoru vo vesmíre na ohnutie času pre cestujúcich do kruhu namiesto priamky. Akási „bublina“ alebo „škatuľka“ časopriestorovej geometrie prenáša všetok priestor a čas po uzavretej kruhovej trajektórii rýchlosťou mnohonásobne vyššou ako je rýchlosť svetla, aby sa dosiahlo konštantné zrýchlenie. V skutočnosti sa v čase pohybuje „dopredu“ a potom „dozadu“.

V niektorých ohľadoch sa to podobá bublina Alcubierre a hypotetické uzavreté časové krivky (Anglická časovo závislá krivka)... Takto schematicky vyzerá tento nápad.

Cestujúci vo vnútri bublinového / časového stroja - A. Vonkajší pozorovateľ - B. Šíp času, ktorý za normálnych podmienok (aspoň pre náš Vesmír) vždy ukazuje dopredu, pričom z minulosti robí súčasnosť, predstavujú čierne šípky.

Osoba A aj osoba B zažijú čas rôznymi spôsobmi, vedci vysvetľujú:

"Ten vo vnútri bubliny A uvidí, že udalosti B sa periodicky vyvíjajú a potom sa obrátia. Pozorovateľ B uvidí dve verzie A na rovnakom mieste, pretože niektoré ruky sa budú otáčať v smere hodinových ručičiek a iné o obrátený smer».

Aj keď je možné tento typ cestovania v čase opísať pomocou matematickej rovnice, Tippett pochybuje, že by niekto niekedy zostrojil funkčný stroj.

"To ešte nie je možné, pretože potrebujeme materiály, ktoré nazývame exotická hmota, na ohnutie časopriestoru takým neuveriteľným spôsobom." Ale môžu byť odhalené v budúcnosti. “

Stroj času bol pomenovaný TARDIS (English Traversable Acausal Retrograde Domain in Spacetime) ako v britskom televíznom seriáli Doctor Who. Výskum publikovaný v časopise Klasická a kvantová gravitácia.

Vedci potvrdili realitu cestovania v čase

Profesor fyziky a matematiky na Kolumbijskej univerzite a spoluzakladateľ Svetového festivalu vedy Brian Greene povedal, čo vedci vedia o cestovaní v čase.

Je veľmi dôležité, aby ste pochopili, že existujú dva druhy cestovania v čase a ktoré sa radikálne líšia. Cestovanie do budúcnosti je určite možné. Vieme, ako to urobiť, pretože Einstein nám ukázal cestu pred viac ako sto rokmi. Je úžasné, ako málo ľudí o tom vie. Ukázal, že ak vyjdete do vesmíru a budete lietať rýchlosťou blízkou svetlu, vaše hodiny pôjdu pomalšie. Keď sa teda vrátite, na Zemi už bude vzdialená budúcnosť.

© andrey_l | Shutterstock

Ukázal tiež, že ak sa vznášate v blízkosti dostatočne silného zdroja gravitácie - neutrónová hviezda alebo čierna diera - a priblížte sa v bezpečnej vzdialenosti k okraju tohto objektu, čas pre vás sa spomalí aj vo vzťahu k všetkému ostatnému. A potom, keď sa vrátite na Zem, opäť sa ocitnete vo vzdialenej budúcnosti.

O tom niet pochýb. Každý fyzik, ktorý vie, o čo ide, s tým bude súhlasiť. Ale iný druh cestovania v čase - cestovanie do minulosti strojom času - je už témou diskusie a väčšina vedcov to považuje za nemožné.

Hlavný koncept stroja času, ktorému sa zvyčajne venuje pozornosť pri diskusiách o cestovaní do minulosti, je spojený s takzvanými červými dierami alebo červími dierami. Zhruba povedané, je to most z jedného miesta na druhé alebo tunel, ktorý vám ponúka najkratšiu cestu, po ktorej sa dá prejsť. Einstein objavil tento jav v roku 1935, ale neskôr si uvedomil, že ak manipulujete s dierami vo červej diere - priblížite sa k čiernej diere alebo sa pohybujete vysokou rýchlosťou - potom čas v dvoch dierach v tomto tuneli pôjde s rôzna rýchlosť aby ste sa už viac len nepresúvali z jedného miesta v priestore na druhé. Ak prejdete týmto tunelom, prejdete z jedného časového bodu do druhého časového bodu. Nasledovaním jednej cesty pôjdete do minulosti a druhou - naopak, do budúcnosti.

Nevieme však, nakoľko sú skutočné a či sa cez ne dokážete dostať. Takže tu existujú všetky druhy neistôt. Väčšina vedcov sa domnieva, že sa cez červiu dieru do minulosti nedostanete, ale na druhej strane je to stále možné.

Vesmír môže byť hologram

Myšlienka, že vesmír by mohol byť obrovský hologram - dvojrozmerná realita, ktorá sa zdá byť iba trojrozmerná - je vo vedeckej komunite už dlho. Nie je to tak dávno, čo tím rakúskych vedcov vykonal matematické výpočty, aby dokázal, že takýto scenár nie je taký nepravdepodobný, ako sa zdá. Výsledky výpočtu boli publikované v časopise Physical Review Letters.

© Technische Universität Wien

Hypotéza, že náš vesmír je trojrozmerná projekcia na plochý povrch vo vesmíre, sa vracia k holografickému princípu. Podľa konceptu načrtnutého v 90. rokoch minulého storočia. fyzici Gerard 't Hooft a Leonard Susskind, všetky potrebné informácie celý popis oblasti vesmíru môžu byť kódované v dvoch dimenziách.

Na preukázanie takého odvážneho predpokladu sa vyžaduje, aby existoval jav, ktorého fyzika by bola popísaná a kvantová teória pole a v teórii kvantovej gravitácie plochého priestoru a zodpovedajúce výpočty boli správne.

V nedávnej štúdii vedci vypočítali prirodzené rýchlosti entropie kvantového zapletenia - spletenie molekúl (proces väzby častíc a ako sa navzájom ovplyvňujú) v kvantovom systéme - a zistili, že hodnota entropie entropie bola v byte rovnaká priestorová kvantová gravitácia a v dvojrozmernej teórii kvantového poľa.

To znamená, že holografický princíp je použiteľný pre náš vesmír, čo by teoreticky mohol byť obrovský hologram. Čo však neznamená, že je to tak - jednoducho je teraz ťažšie vylúčiť takýto stav.

Bol vyvinutý systém pre počítačové modelovanie vesmíru

Skupina britských a holandských astronómov vyvinula systém na počítačové modelovanie vesmíru. Vďaka tomu budú vedci schopní študovať vývoj galaxií a pochopiť, ako sa vesmír rozpína.

© Maria Starovoytova | Shutterstock.com

Systém tzv EAGLE (Vývoj a zostava GaLaxies a ich prostredí - Vývoj a formovanie galaxií a okolitých oblastí) je navrhnutý tak, aby vytváral počítačové modely galaxií, ktorých hmotnosť, veľkosť a vek sú podobné tým, ktoré sa pozorujú v skutočnom vesmíre. Informuje o tom „Správy RIA“... Článok popisujúci výsledky práce vedcov bude uverejnený v januári 2015 v časopise Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti.

Pripomeňme, že nedávno špecialisti NASA zverejnili zábery zlúčenia galaxií NGC 2207 a IC 2163, získané pomocou zariadenia amerického röntgenového observatória „Chandra“. Zlučujúce sa galaxie sa nachádzajú v súhvezdí Veľký pes vo vzdialenosti 130 miliónov svetelných rokov od Zeme. Za posledných 15 rokov zaznamenali tri výbuchy supernovy.

Vesmírnu vedeckú komunitu navyše znepokojuje objav neobvyklého špirálová galaxia obsahujúce obrovské toky elementárne častice ktoré sa rútia von takmer rýchlosťou svetla.

Celkové hodnotenie materiálu: 4,8

PODOBNÉ MATERIÁLY (PODĽA ŠTÍTKOV):

História pristátia na Marse sa práve začína Ako funguje raketová rodina Angara Neznámy rukopis Nikoly Tesly

Teoretický fyzik Ben Tippett z University of British Columbia spolu s astrofyzikom University of Maryland Davidom Zangom vytvorili pracovný matematický model „stroja času“, ktorý využíva princíp zakrivenia časopriestoru vesmíru. . Výskum a zistenia vedcov boli publikované v časopise Classical and Quantum Gravity.

Vedci na základe všeobecnej teórie relativity odvodili matematický model, ktorý nazvali TARDIS alebo Traversable Acausal Retrográdna doména v časopriestore. Neponáhľajte sa však radovať z príležitosti navštíviť v minulosti už dávno zosnulú babičku, tvrdia vedci. Existuje problém, ktorý nám neumožňuje skontrolovať správnosť ich matematického modelu, ale o tom neskôr.

"Ľudia chápu cestovanie v čase ako fikciu." V skutočnosti si myslíme, že je to nemožné len preto, že sme sa o to ešte v skutočnosti nepokúsili, “hovorí teoretický fyzik a matematik Ben Tippett.

„Stroj času je však možný, aspoň matematicky,“ dodáva vedec.

Model vedcov je založený na myšlienke prítomnosti štvrtej dimenzie vesmíru, ktorou je čas. Na druhej strane nám to umožňuje predpokladať existenciu časopriestorového kontinua, v ktorom sú rôzne smery priestoru a času spojené štruktúrou vesmíru.

Einsteinova teória relativity spája gravitačné efekty vesmíru so zakrivením časopriestoru, čo je jav za eliptickými dráhami planét a hviezd. V prítomnosti „plochého“ alebo nezakriveného časopriestoru by sa planéty pohybovali po priamke. Teória relativity však hovorí, že geometria priestoročasu sa v prítomnosti veľmi hmotných predmetov zakriví, čo spôsobí, že obiehajú hviezdy.

Tippett a Tsang veria, že vo vesmíre môže byť zakrivený nielen priestor. Čas môže byť tiež zakrivený pod vplyvom predmetu s veľkou hmotnosťou. Ako príklad uvádzajú priestor okolo čiernych dier.

„Priebeh pohybu času v časopriestore môže byť tiež zakrivený. Čierne diery sú toho príkladom. Čím bližšie sme k nim, tým pomalšie nám začína plynúť čas, “hovorí Tippett.

"Môj model stroja času používa zakrivený časopriestor, aby urobil z pasažierov čas skôr kruh než priamku." A pohyb v tomto kruhu nás môže poslať späť v čase. “

Na testovanie hypotézy vedci navrhujú vytvoriť niečo ako bublinu, ktorá môže po zakrivenej trajektórii preniesť každého, kto je v nej, časom a priestorom. Ak sa táto bublina pohybuje rýchlosťou vyššou, ako je rýchlosť svetla (podľa vedcov je to aj matematicky možné), potom to umožní každému, kto je v bubline, posun v čase.

Táto myšlienka je jasnejšia, keď sa pozriete na schému navrhnutú Tippetom. Má dve herci: jeden je vo vnútri stroja na tvorbu bublín / času (osoba A), druhý je vonkajším pozorovateľom mimo bubliny (osoba B).

Šípka času, ktorá sa za normálnych podmienok (to znamená v našom vesmíre) vždy pohybuje dopredu, v predloženej schéme robí minulosť súčasnosťou (označenou čiernymi šípkami). Podľa vedca každý z týchto ľudí pocíti pohyb času inak:

"Vnútri bubliny, objekt A uvidí, ako sa udalosti B periodicky menia a potom obrátia." Mimo bubliny pozorovateľ B uvidí, že dve verzie A odchádzajú z rovnakého miesta: hodinová ručička sa otočí doprava a druhý doľava. “

Inými slovami, vonkajší pozorovateľ uvidí v stroji času dve verzie objektov: jedna verzia sa bude vyvíjať dopredu v čase, druhá dozadu.

Všetko znie, samozrejme, veľmi zaujímavo, ale Tippett a Zang hovoria, že sme nedosiahli takú úroveň technológie, aby bolo možné túto hypotézu otestovať v praxi. Jednoducho nemáme materiály vhodné na stavbu takého stroja času.

"Aj keď z matematického hľadiska to môže fungovať, nemôžeme taký stroj postaviť na cestu v časopriestore, pretože na to nemáme potrebné materiály." A tu sú potrebné exotické materiály. Umožnia časopriestoru sa ohnúť. Veda bohužiaľ nič také ešte nevymyslela, ”hovorí Tippett.

Myšlienka Tippetta a Zanga odráža ďalšiu myšlienku stroja času, takzvanú Alcubierrovu bublinu, ktorá by mala na pohyb v priestore a čase využívať aj exotické materiály. Len v tomto prípade nehovoríme o kruhovom pohybe v časopriestorovom poli, ale o pohybe stláčaním priestoru pred sebou a jeho rozširovaním za sebou.

Fyzici z University of Queensland v Austrálii si túto výzvu postavili
simulujte počítačový experiment, ktorý preukáže možnosť cestovania v čase na kvantovej úrovni, predpovedaný už v roku 1991.

Podarilo sa im simulovať správanie jedného fotónu, ktorý v priestoročase prejde červou dierou a vstúpi do interakcie sám so sebou.

Takáto trajektória častice sa nazýva uzavretá časová krivka-fotón sa vráti do pôvodného časopriestorového bodu, t.j. jeho svetová línia sa uzavrie.

Vedci zvažovali dva scenáre. V prvom z nich častica prechádza krtkom, vracia sa do svojej minulosti a interaguje sama so sebou. V druhom scenári fotón, navždy uzavretý v uzavretej časovej krivke, interaguje s inou, obyčajnou časticou.

Podľa vedcov bude ich práca významným prínosom k zjednoteniu dvoch veľkých fyzikálnych teórií, ktoré doteraz nemali veľa spoločného: Einsteinovu všeobecnú teóriu relativity (GR) a kvantovú mechaniku.

Einsteinova teória popisuje svet hviezd a galaxií, pričom kvantová mechanika skúma predovšetkým vlastnosti elementárnych častíc, atómov a molekúl.

- Martin Ringbauer, University of Queensland

Einsteinova všeobecná relativita pripúšťa možnosť pohybu objektu v čase, ktorý spadá do uzavretej časovej krivky. Takáto možnosť však môže spôsobiť množstvo paradoxov: cestovateľ v čase môže napríklad zabrániť stretnutiu svojich rodičov, a to znemožní jeho vlastný pôrod.

V roku 1991 sa prvýkrát navrhlo, aby cestovanie v čase v kvantovom svete mohlo eliminovať tieto paradoxy, pretože vlastnosti kvantových častíc nie sú presne definované podľa Heisenbergovho princípu neurčitosti.

V počítačovom experimente austrálskych vedcov bolo správanie kvantových častíc v takom scenári študované prvýkrát. Súčasne boli odhalené nové zaujímavé efekty, ktorých vzhľad je v štandardnej kvantovej mechanike nemožný.

Napríklad sa ukázalo, že je možné presne rozlíšiť rôzne stavy kvantový systém, čo úplne neprichádza do úvahy, ak zostanete v rámci kvantovej teórie.

Zdroje:
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6382/aa6549/meta;jsessionid=F0836BB9CB9CAE5578D9E6B7E07F4CF5.c1.iopscience.cld.iop.org

„Ľudia považujú cestovanie v čase za fantastické. Mysleli sme si, že je to nemožné, pretože to nerobíme., - povedal Ben Tippett(Ben Tippett), teoretický fyzik a matematik z University of British Columbia v Kanade. - Ale matematicky je to možné. “

Tippett a jeho kolega David Tsang vytvorili matematický model s názvom Traversable Acausal Retrograde Domain in Space-Time (TARDIS).

Tippett a Tsang použili ako základ pre svoj model Einsteinovu všeobecnú teóriu relativity. Teória spája gravitačné efekty vo vesmíre s deformáciou časopriestoru. Práve toto zakrivenie vysvetľuje posunutie obežných dráh planét, ktoré sú ovplyvnené gravitáciou masívnych vesmírnych predmetov.

Tippett a Tsang tvrdia, že fyzický priestor môže byť nielen zakrivený alebo skrútený, ale aj čas môže byť zakrivený, ak sú objekty s vysokou hmotnosťou blízko.

"Smer času na povrchu časopriestoru tiež ukazuje skreslenie." Je známe, že čím sme bližšie k čiernej diere, tým plynie čas pomalšie,- vysvetľuje Tippett. - Môj model stroja času používa na uzavretie časovej krivky zakrivený časopriestor. “

Vedci opísali stroj času ako „bublinu“, v ktorej sa v časopriestore pohybuje v kruhu „krabica“ s pozorovateľom. Rýchlosť boxu je niekoľkonásobne vyššia ako rýchlosť svetla, čo mu umožňuje vrátiť sa do minulosti.

"Táto bublina sa bude môcť pohybovať v kruhovej dráhe, najskôr dopredu a potom dozadu." Vonkajší pozorovatelia budú môcť vidieť, ako sa „cestovatelia“ vyvíjajú opačným smerom: zbierajú vaječné škrupiny a oddeľujú smotanu od kávy. "


Obrázok: B. K. Tippett et. al. / sciencealert.com

Vedci popísali, čo pozorovatelia uvidia vo vnútri a mimo bubliny. Pozorovateľ vo vnútri bubliny bude najskôr schopný sledovať vývoj udalostí v „obvyklom“ smere a potom v opačnom smere. Pozorovateľ mimo bubliny uvidí dva scenáre vývoja udalostí vnútri „stroja“ - „dopredu“ aj „dozadu“.

„Aj keď je to matematicky uskutočniteľné, zatiaľ nie je možné postaviť stroj časopriestoru.“, - napíšte autorov diela. Na to bude podľa ich názoru potrebná „exotická hmota“, ktorá umožní potrebné zakrivenie časopriestoru. Jej muža treba ešte odhaliť.

Teoretický fyzik Ben Tippett z University of British Columbia spolu s astrofyzikom University of Maryland Davidom Zangom vytvorili pracovný matematický model „stroja času“, ktorý využíva princíp zakrivenia časopriestoru vesmíru. . Výskum a zistenia vedcov boli publikované v časopise Classical and Quantum Gravity.

Vedci na základe všeobecnej teórie relativity odvodili matematický model, ktorý nazvali TARDIS alebo Traversable Acausal Retrográdna doména v časopriestore. Neponáhľajte sa však radovať z príležitosti navštíviť v minulosti už dávno zosnulú babičku, tvrdia vedci. Existuje problém, ktorý nám neumožňuje skontrolovať správnosť ich matematického modelu, ale o tom neskôr.

"Ľudia chápu cestovanie v čase ako fikciu." V skutočnosti si myslíme, že je to nemožné len preto, že sme sa o to ešte v skutočnosti nepokúsili, “hovorí teoretický fyzik a matematik Ben Tippett.

„Stroj času je však možný, aspoň matematicky,“ dodáva vedec.

Model vedcov je založený na myšlienke prítomnosti štvrtej dimenzie vesmíru, ktorou je čas. Na druhej strane nám to umožňuje predpokladať existenciu časopriestorového kontinua, v ktorom sú rôzne smery priestoru a času spojené štruktúrou vesmíru.

Einsteinova teória relativity spája gravitačné efekty vesmíru so zakrivením časopriestoru, čo je jav za eliptickými dráhami planét a hviezd. V prítomnosti „plochého“ alebo nezakriveného časopriestoru by sa planéty pohybovali po priamke. Teória relativity však hovorí, že geometria priestoročasu sa v prítomnosti veľmi hmotných predmetov zakriví, čo spôsobí, že obiehajú hviezdy.

Tippett a Tsang veria, že vo vesmíre môže byť zakrivený nielen priestor. Čas môže byť tiež zakrivený pod vplyvom predmetu s veľkou hmotnosťou. Ako príklad uvádzajú priestor okolo čiernych dier.

„Priebeh pohybu času v časopriestore môže byť tiež zakrivený. Čierne diery sú toho príkladom. Čím bližšie sme k nim, tým pomalšie nám začína plynúť čas, “hovorí Tippett.

"Môj model stroja času používa zakrivený časopriestor, aby urobil z pasažierov čas skôr kruh než priamku." A pohyb v tomto kruhu nás môže poslať späť v čase. “

Na testovanie hypotézy vedci navrhujú vytvoriť niečo ako bublinu, ktorá môže po zakrivenej trajektórii preniesť každého, kto je v nej, časom a priestorom. Ak sa táto bublina pohybuje rýchlosťou vyššou, ako je rýchlosť svetla (podľa vedcov je to aj matematicky možné), potom to umožní každému, kto je v bubline, posun v čase.

Táto myšlienka je jasnejšia, keď sa pozriete na schému navrhnutú Tippetom. Má dva znaky: jeden je vnútri bubliny / stroja času (osoba A), druhý je vonkajším pozorovateľom mimo bubliny (osoba B).

Šípka času, ktorá sa za normálnych podmienok (to znamená v našom vesmíre) vždy pohybuje dopredu, v predloženej schéme robí minulosť súčasnosťou (označenou čiernymi šípkami). Podľa vedca každý z týchto ľudí pocíti pohyb času inak:

"Vnútri bubliny, objekt A uvidí, ako sa udalosti B periodicky menia a potom obrátia." Pozorovateľ B mimo bubliny uvidí, že z toho istého miesta vychádzajú dve verzie A: hodinová ručička sa otáča doprava a druhá doľava. “

Inými slovami, vonkajší pozorovateľ uvidí v stroji času dve verzie objektov: jedna verzia sa bude vyvíjať dopredu v čase, druhá dozadu.

Všetko znie, samozrejme, veľmi zaujímavo, ale Tippett a Zang hovoria, že sme nedosiahli takú úroveň technológie, aby bolo možné túto hypotézu otestovať v praxi. Jednoducho nemáme materiály vhodné na stavbu takého stroja času.

"Aj keď z matematického hľadiska to môže fungovať, nemôžeme taký stroj postaviť na cestu v časopriestore, pretože na to nemáme potrebné materiály." A tu sú potrebné exotické materiály. Umožnia časopriestoru sa ohnúť. Veda bohužiaľ nič také ešte nevymyslela, ”hovorí Tippett.

Myšlienka Tippetta a Zanga odráža ďalšiu myšlienku stroja času, takzvanú Alcubierrovu bublinu, ktorá by mala na pohyb v priestore a čase využívať aj exotické materiály. Len v tomto prípade nehovoríme o kruhovom pohybe v časopriestorovom poli, ale o pohybe stláčaním priestoru pred sebou a jeho rozširovaním za sebou.