Większość naukowców zgadza się, że możliwość podróży w czasie jest bezpośrednio podyktowana równaniami, które są fundamentalne dla fizyki naszego świata. Ale nawet sama myśl o możliwości takiej przygody rodzi wiele pytań. Poszukajmy odpowiedzi w naszym materiale.
Jest wiele pytań. Czy podróżnik uda się do jednego z równoległych wszechświatów multiwersu, czy pozostanie we własnym? Czy gość w porę wykorzysta te same możliwości, co „gospodarze” swojego przedziału czasowego?
Nasza publicystka, fizyk Daria Zaremba, opowiada o paradoksach, które pojawiają się na ścieżce podróżnika w czasie. Jej dotychczasowy materiał, wykonany w formie słownika, poświęcony jest teoretycznym możliwościom takich podróży, w tym - rozważane będą „przeszkody”.
I - Interpretacja Everetta
Interpretacja Everetta jest interpretacją mechaniki kwantowej, zgodnie z którą żyjemy w multiwersie - wieloświatowym świecie, w którym nieustannie rodzą się nowe wszechświaty równoległe z tymi samymi prawami, ale różnymi stanami.
Zgodnie z interpretacją Everetta za każdym razem, gdy dokonujesz wyboru - np. Gotować barszcz, a nie zupę z makaronem, założyć czarną koszulę zamiast białej - pojawia się równoległy wszechświat, w którym dokonałeś wyboru odwrotnego i gotowałeś zupę w białej koszuli.
Oznacza to, że każde rzucenie monetą „podzieli” wszechświat na dwa światy z odpowiadającymi im skutkami lub innymi słowy stanami. Będą identyczne, ale w każdym z nich ze względu na inny stan początkowy (orła / reszka) przebieg historii będzie inny.
Film promocyjny:
Wieloświatowa interpretacja Everetta.
Ten model wieloświatowego wszechświata jest często używany przez naukowców, aby uniknąć paradoksów związanych z podróżami w czasie. Niektórzy fizycy teoretyczni uważają, że podróż do przeszłości to nic innego jak podróż do takiego równoległego wszechświata i wcale nie podróż wstecz wzdłuż własnej osi czasu podróżnika.
P - Paradoksy
Paradoks podróży w czasie to sytuacja, w której ze względu na istnienie wehikułu czasu system znajduje się w stanie niezgodnym z prawami rządzącymi ewolucją tego systemu.
Pomimo wielu sposobów uzasadnionych ugruntowanymi prawami fizyki i matematyki, stosunek do podróży w czasie w kręgach naukowych jest sceptyczny. Głównym powodem są paradoksy, które wynikają z takich podróży.
W tym miejscu należy zaznaczyć, że paradoksy są charakterystyczne wyłącznie dla podróży do przeszłości. Ogólnie rzecz biorąc, paradoks pojawia się, gdy użycie wehikułu czasu narusza prawa fizyki i / lub logiki.
Wyobraź sobie na przykład, że masz potężną wiązkę lasera, którą kierujesz do portalu wehikułu czasu. Wychodząc z niego, konfigurujesz system luster, tak aby wychodząca wiązka była odbijana i zwracana do wehikułu czasu.
W ten sposób na wyjściu otrzymasz wiązkę o dwukrotnie większej intensywności (dwukrotnie większej). Gdy taka wiązka odbije się i wróci, z portalu wyjdzie laser o czterokrotnie większej intensywności niż początkowa.
Dzięki takim manipulacjom okazuje się, że możliwe jest natychmiastowe stworzenie źródła generowania nieskończonej energii. Widoczne jest naruszenie podstawowych praw fizyki.
Takich paradoksów jest wiele, ale najbardziej znany i dyskutowany jest tak zwany „paradoks dziadka”. Polega ona głównie na tym, że podróżnik, zmieniając swoją przeszłość, narusza zasadę przyczynowości.
Wyobraź sobie, że przez długi czas żyłeś z uczuciem nienawiści do swojego dziadka, którego tyrania prawie osiągnęła poziom Hitlera. I tutaj masz wyjątkową okazję: korzystając z wehikułu czasu, powróć do przeszłości i zabij tę potworną osobę.
Teraz wyobraź sobie, że kończysz ze swoim krewnym w momencie jego urodzenia. Co się dzieje w tym przypadku? Twoi rodzice się nie urodzą, tak samo jak ty, a zatem … nie możesz zabić swojego dziadka po urodzeniu. Tak powstaje paradoks związku przyczynowego.
C - Superpozycja
Superpozycja kwantowa to zjawisko w mechanice kwantowej, w którym każda cząstka może jednocześnie znajdować się w alternatywnych (wzajemnie wykluczających się) stanach.
Na przykład, elektron może jednocześnie obracać się w prawo iw lewo, bit kwantowy („kubit” to jednostka informacji w komputerze kwantowym) może mieć jednocześnie wartości 0 i 1.
W 1991 roku brytyjski fizyk teoretyczny David Deutsch odkrył, że przenosząc kwantową zasadę superpozycji na makrokosmos, można uniknąć paradoksów podróży w czasie.
Superpozycja w multiwersum.
Po pierwsze, naukowiec odkrył, że kiedy podróżnik powraca do przeszłości, w rzeczywistości nie porusza się wzdłuż własnej linii czasu, ale przenosi się do alternatywnej linii czasu, czyli innymi słowy, do równoległego wszechświata.
Wyobraź sobie na przykład, że szedłeś ulicą i nagle zauważyłeś swojego ulubionego aktora, spokojnie stojącego na poboczu drogi. Niespodziewany moment zrzuca Cię z toru i zastygasz jak idol.
W tym momencie na pobocze podjeżdża samochód prestiżowej marki i zabiera uwielbianego aktora w nieznanym kierunku. Chcąc zmienić tę sytuację, cofasz się w czasie o 20 minut i tym razem wciąż nabierasz odwagi i decydujesz się porozmawiać z gwiazdą.
Ale aktor zachowuje się zupełnie inaczej niż to, pamiętacie, zachowywał się. Nie można przewidzieć jego działań, rozmowa toczy się przypadkowo, a on może nie chcieć wsiadać do samochodu, ale decyduje się zaprezentować tego wieczoru swojemu zagorzałemu fanowi.
Oznacza to, że przeszłość nie jest już zapisana w twojej pamięci - to nie jest twoja przeszłość. Twoja przeszłość pozostała we wszechświecie domowym (nie mogła zniknąć nigdzie, ponieważ w świecie działa prawo zachowania energii i informacji).
Teoria ta jest zgodna z wieloświatową interpretacją mechaniki kwantowej Hugh Everetta, która zakłada istnienie multiwersu z ciągle rozgałęziającymi się wszechświatami równoległymi.
Po drugie, według Deutscha, gdy podróżnik przenosi się w przeszłość, znajduje się w stanie superpozycji, ponieważ jednocześnie przenosi się do dwóch równoległych wszechświatów z alternatywnymi stanami: w jednym z nich zabija swojego dziadka, a zatem traci możliwość narodzin i w drugim pozostaje nietknięty.
Alternatywne ramy czasowe.
Prawdopodobieństwo każdego z tych zdarzeń wynosi. W takim przypadku podróżnik pozostanie świadomy tylko we wszechświecie, w którym nie stworzył paradoksu.
U - Wąskie możliwości
Wąskie możliwości - według jednej z teorii to jedyne możliwości, jakimi będzie mógł dysponować podróżnik w przeszłości.
Istnieje teoria, że podróżując w przeszłości, podróżnik nie będzie miał pełnej wolnej woli. Do jego dyspozycji będą tylko możliwości, na przykład, określenia położenia części własnego ciała w przestrzeni w najbliższej przyszłości.
Może więc podrapać się po nosie, przejść się ulicą lub pomachać do przyjaciela. Nie będzie jednak w stanie zrealizować szerszych możliwości - na przykład sprzedaży mieszkania, popełnienia morderstwa czy odwołania ślubu rodziców.
Co to znaczy? Kiedy machasz ręką, aby powitać przyjaciela, jest to przejaw wąskiej okazji, ale jeśli pomachasz ręką na aukcji, obstawiasz obraz Van Gogha, będzie już szeroka umiejętność.
Jednocześnie następuje podział na wąskie i szerokie szanse w zależności od tego, czy ich realizacja wymaga „wsparcia” okoliczności zewnętrznych, działań „reagowania” ze „świata zewnętrznego”.
Pisze o tym w szczególności profesor filozofii Kadri Wichwellin - badacz z zakresu etyki, metafizyki i wolnej woli, a także fizyk teoretyk Bradford Skow - w kontekście rozwiązania paradoksu zamordowanego dziadka.
X - przyjęcie Hawkinga
Hawking's Party to eksperyment słynnego fizyka i kosmologa Stephena Hawkinga, który ma udowodnić możliwość lub niemożliwość podróżowania w czasie.
W 2009 roku Stephen Hawking przeprowadził niesamowity eksperyment. Zorganizował prawdziwą imprezę dla podróżników w czasie! Wszystko wyglądało tradycyjnie: muzyka, balony, przekąski. Z wyjątkiem jednego szczegółu: na przyjęciu nie było nikogo oprócz samego Hawkinga.
A wszystko dlatego, że fizyk wysłał zaproszenie na to przyjęcie już po samej „uroczystości”. Zgodnie z logiką Stephena, jeśli podróże w czasie są rzeczywiście możliwe, to kiedyś ktoś przybywający z przyszłości odnajdzie to zaproszenie i wróci w czasie imprezy.
Zaproszenie na przyjęcie Hawkinga.
Jednak inni naukowcy, tacy jak David Deutsch, dochodzą do wniosku, że tak się nigdy nie stanie. Ponieważ podróżując w inne czasy, podróżnik faktycznie podróżuje do innych wszechświatów, które są ze sobą w specjalny sposób połączone.
Te, w których podróżnik ma wehikuł czasu, są ze sobą połączone, podczas gdy te, w których jeszcze jej nie stworzył, pozostają odizolowane.
Fizyk opisał swoje wnioski w podstawowej pracy „Struktura wszechświata”. Oznacza to, że jeśli Deutsch ma rację, ty i ja nigdy nie będziemy mieli tyle szczęścia, aby zobaczyć turystów z przyszłości, dopóki nie zbudujemy naszego wehikułu czasu.
C - naruszenie cenzury związku przyczynowego
Cenzura naruszenia przyczynowości jest zasadą zakazu naruszania przyczynowości w podróżach w przeszłość, przyjętą przez różne teorie.
Autorem jednej z teorii, która „broni” zasady przyczynowości podczas podróży w przeszłość, jest mistrz komputerów kwantowych, amerykański fizyk Seth Lloyd.
Zgodnie z teorią Lloyda, gdy podróżnik cofa się w czasie, pewne zaplanowane przez niego czynności (np. Zabicie dziadka lub kopii samego siebie) nie zostaną przez niego zrealizowane z przyczyn od niego niezależnych.
W tym przypadku zasada postselekcji lub późniejszego wyboru, która działa w mechanice kwantowej, stała się „zasadą działania” fizyki.
Jej istota polega na tym, że w świecie kwantowym cząstki elementarne są w stanie błyskawicznie wybrać „poprawne” rozwiązanie spośród kilku możliwych (na tym zresztą polega „sekret sukcesu” komputerów kwantowych).
Oto przykład, który Seth Lloyd i jego zespół pokazali eksperymentalnie. Naukowcy teleportowali foton (w świecie kwantowym zjawisko teleportacji jest wykorzystywane pełną parą).
Ponadto, zdaniem naukowca, rematerializacja (pojawienie się) fotonu następuje w czasie wcześniejszym niż jego dematerializacja (zanik). Innymi słowy, rematerializacja ma miejsce w przeszłości.
W ten sposób otrzymujemy przedział czasu, w którym obie kopie fotonu współistnieją razem. Można to rozsądnie uznać za symulację podróży fotonu w czasie.
Teraz wywołujemy paradoks - zsuwamy razem obie kopie fotonu. Co się stanie? Absolutnie niczego. Jak zauważył Seth w wywiadzie dla The New Mexican, bez względu na to, ile razy zbliżasz fotony do siebie, w ostatniej chwili jeden z nich zawsze nie trafi, zmieni kurs z powodu nagłych fluktuacji kwantowych.
Dzieje się tak, ponieważ zderzenie z jego kopią wywoła paradoks i taka „decyzja” będzie „niewłaściwa” dla fotonu.
Zdaniem naukowca może się to zdarzyć również w przypadku działań podróżnika w przeszłości: łańcuch związków przyczynowo-skutkowych z pewnością gdzieś się zerwie, a podstępny plan zabicia dziadka nie zostanie zrealizowany. Być może na przykład te same fluktuacje kwantowe spowodują chybienie kuli.
Naukowcy od dawna zauważyli, że wszechświat działa na zasadzie komputera kwantowego i sam „oblicza” swój stan na poziomie kwantowym. Być może na tej samej zasadzie będzie mogła „ingerować” w poczynania podróżnika w przeszłości, aby uniknąć paradoksów.
W podobny sposób rozwiązał paradoks naruszenia przyczynowości rosyjski fizyk teoretyk Igor Nowikow. Jako podstawę wybrał paradoks Polchinsky'ego - kolejne sformułowanie paradoksu dziadka.
Paradoks naruszenia relacji przyczynowo-skutkowych na przykładzie paradoksu Polchinsky'ego.
W tym paradoksie piłka toczy się i uderza w portal wehikułu czasu, przenosi się na kilka sekund w przeszłość i uderza w swoją kopię, tak że nie wpada już do wehikułu czasu.
Zgodnie z decyzją Novikova, piłka zawsze będzie się toczyć z wehikułu czasu pod takim kątem, że na pewno wypchnie swoją kopię w kierunku portalu.
Tak więc Nowikow sformułował swoją zasadę spójności siebie, która mówi: przechodząc w przeszłość prawdopodobieństwo działania, które zmieni zdarzenie, które już się wydarzyło podróżnikowi, dąży do zera.
Jednak prawdopodobnie nie będziemy mogli mówić bardziej szczegółowo o rozwiązaniu problemu „ochrony chronologii” podczas podróży w przeszłość, dopóki nie uzyskamy znacznie lepszego zrozumienia natury związku między grawitacją a mechaniką kwantową.
Daria Zaremba