W 1895 roku angielski pisarz science fiction Gerber Wells opublikował powieść The Time Machine. Postawił oryginalny pomysł: pewnego dnia naukowcy stworzą urządzenie, które pozwoli podróżować w przeszłość i przyszłość, a może nawet ingerować w bieg historii. Od tego czasu ten pomysł prześladował wielu. Doprowadziło to już fizyków do odkrycia, które bez przesady można nazwać sensacyjnym.
WSZYSTKO JEST WZGLĘDNE
Pierwsze przesłanki do badania teoretycznej możliwości podróży w czasie pojawiły się po sformułowaniu przez Alberta Einsteina postanowień Specjalnej i Ogólnej Teorii Względności. Pierwszy z nich potwierdzał zależność czasu od prędkości obiektu: im bliżej prędkości światła, tym wolniej płynie czas. Po drugie - zależność czasu od grawitacji: w pobliżu masywnych ciał czas znowu płynie wolniej.
Teorie Einsteina zrewolucjonizowały postrzeganie. Okazało się, że wehikuł czasu „skonstruowała” sama natura! Na przykład, jeśli statek zostanie przyspieszony do prędkości bliskich światłu, jego załoga zostanie przeniesiona w odległą przyszłość. Aby zilustrować ten efekt, zwykle używa się „paradoksu bliźniaków”: astronauta, który wraca z lotu do gwiazd, będzie młodszy od swojego brata bliźniaka, który pozostał na Ziemi.
Ale konsekwencje Ogólnej Teorii Względności wyglądają znacznie bardziej spektakularnie. Okazuje się, że bieg czasu można zmienić, zakrzywiając przestrzeń w podobny sposób, jak robi to grawitacja. A jeśli wymyślisz i stworzysz specjalną formację przestrzenną, zwaną dziś „wormholem” (lub „wormholem”), łączącą odległe punkty w przestrzeni, to teoretycznie staje się możliwe przerwanie związku przyczynowego - i wyjście z „dziury”, zanim się tam udałeś …
Sam Einstein zaprzeczył istnieniu „tuneli czasoprzestrzennych”, ponieważ jego zdaniem powinny one natychmiast „zawalić się”. Później jednak amerykański fizyk Kip Thorne udowodnił, że tak zwaną „materię egzotyczną” (materiał teoretyczny o ujemnej gęstości energii) można wykorzystać do stabilizacji tuneli czasoprzestrzennych, ale niemożliwości jej istnienia w rzeczywistości nikt jeszcze nie udowodnił. Co więcej, rosyjscy naukowcy Arkady Popow, Siergiej Suszkow i Siergiej Krasnikow wykazali, że „materia egzotyczna” w teorii może być generowana sztucznie.
Film promocyjny:
PROBLEM PRZYCZYNY
Okazuje się, że nie ma poważnych przeszkód teoretycznych w stworzeniu wehikułu czasu. A jeśli można to stworzyć w teorii, to wcześniej czy później ktoś na pewno wymyśli, jak wdrożyć to w praktyce. Dlaczego do tej pory nie widzieliśmy ani jednego podróżnika w czasie, który przybyłby do nas z przyszłości? A może mało ich interesuje nasza era?
Jedną z hipotez wyjaśniających nieobecność takich podróżników jest to, że podróże w czasie są niemożliwe z powodu naruszenia związków przyczynowo-skutkowych. Jako ilustrację można przytoczyć klasyczny paradoks „zamordowanego dziadka”. Jeśli na przykład podróżnik w czasie z jakiegoś powodu chce zabić swojego dziadka przed poczęciem ojca i zrealizuje swój plan, to on sam zniknie i … nie będzie mógł zabić dziadka. To samo można powiedzieć o każdej poważnej ingerencji w sprawy przeszłości: zakłócenie przyczynowości nieuchronnie zniszczy wszechświat. Dlatego natura musi nałożyć ograniczenia na takie naruszenia. Ten sam paradoks „zamordowanego dziadka” można rozwiązać pod warunkiem, że kiedyś coś pójdzie nie tak z agresywnym podróżnikiem w czasie i nie będzie on w stanie zrealizować planu morderstwa.
Inną hipotezę wysunął słynny astrofizyk Carl Sagan. Uważał, że twórcy wehikułu czasu są na tyle potężni, aby śledzić związki przyczynowe, więc chociaż są wśród nas potajemnie, udaje im się nie ingerować w proces historyczny.
HOKING TIME MACHINE
Aby udowodnić niemożność zbudowania wehikułu czasu, amerykański fizyk Stephen Hawking przeprowadził zabawny eksperyment. Umieścił ogłoszenie w gazetach wzywające wszystkich przybyszów z przyszłości do odwiedzenia jego domu w noc zbliżających się Świąt Bożego Narodzenia. Wyszedł z założenia, że w przyszłości ktoś na pewno przeczyta jego zaproszenie i zechce odwiedzić, korzystając z osobistego wehikułu czasu. Ale nikt nie przyszedł do niego na Boże Narodzenie… Co powstrzymało go przed podróżą w czasie? Stephen Hawking uważa, że istnieją dwie możliwości.
Pierwsza opcja jest pesymistyczna. Wehikuł czasu nigdy nie powstanie, albo też go zbudują i spróbują wykorzystać, w wyniku czego nastąpi rodzaj globalnej katastrofy, która położy kres rozwojowi tej technologii. I faktycznie: obliczenia pokazują, że aby wniknąć w przeszłość według schematu zaproponowanego przez Kipa Thorne'a, potrzebne są energie porównywalne z energią całego Wszechświata, a nawet je przewyższające. Oczywiste jest, że jest mało prawdopodobne, aby nawet w odległej przyszłości potęga cywilizacji wzniosła się na wyżyny, które pozwolą na kontrolę takich sił.
Druga opcja jest optymistyczna. Cywilizacja przyszłości może zmienić pewien lokalny obszar Wszechświata tak, że nawet przy użyciu minimalnych energii podróże w czasie w tym obszarze staną się realne. Stephen Hawking nazywa taką maszynę „skończoną”, to znaczy skończoną zarówno w przestrzeni, jak iw czasie. W tym przypadku pierwsi kosmici z przyszłości pojawią się wśród nas dopiero po zbudowaniu i uruchomieniu globalnego wehikułu czasu Hawkinga. Ale jeszcze czegoś takiego nie zrobiliśmy. W związku z tym możesz się uspokoić i nie próbować dziś szukać wśród nas kosmitów.
Wehikuł czasu Lloyda
Być może najbardziej zaskakującego odkrycia dokonał inny amerykański fizyk Seth Lloyd, który specjalizuje się w obliczeniach kwantowych.
Wydedukował możliwość skonstruowania wehikułu czasu, badając zamknięte krzywe podobne do czasu - linie świata, które prowadzą cząstkę materialną do punktu wyjścia. W sprytnym eksperymencie Seth Lloyd i jego koledzy byli w stanie wykorzystać teleportację kwantową do skorygowania zamkniętej krzywej, tak aby stan fotonu nie był transmitowany w przestrzeni, ale w czasie.
Przede wszystkim wyjaśnił się interesujący szczegół: okazuje się, że stan kwantowy fotonu przeniesionego w przeszłość w zasadzie nie może wpływać na jego stan obecny, czyli naturalny zakaz występowania paradoksu „zamordowanego dziadka” udowodnił bezpośrednie doświadczenie. Sukces eksperymentu potwierdził, że stany kwantowe, które w rzeczywistości są unikalną informacją, można przenieść do przeszłości. Maszyna czasu informacji jest zbudowana!
Jednak w tym przypadku pojawia się nowy paradoks, zwany „nieudowodnionym twierdzeniem”. Seth Lloyd ujął to w ten sposób. Załóżmy, że ktoś czyta dowód twierdzenia w podręczniku, a następnie wysyła ten dowód z powrotem do matematyka, który napisał podręcznik, jeszcze zanim pojawiło się samo twierdzenie. Matematyk zawarł w książce dowód, który jego odpowiednik przeczyta w przyszłości. Pytanie: skąd wziął się dowód? Lloyd w fantastyczny sposób rozwiązuje paradoks: świat kwantowy jest zaprojektowany w taki sposób, że „zawiera” wszystkie możliwe dowody twierdzenia, więc ten, który pojawia się w podręczniku, jest z góry określony przez przyszłość, a nie przeszłość.
Naukowcy jeszcze nie wiedzą, jak przenieść prawa świata kwantowego w przestrzeń dużych obiektów materialnych. Jednak nie ma takiej potrzeby. Najważniejsze, że wynaleziono sposób na pokonanie bariery czasu. A pewnego dnia nauka zrobi kolejny krok - stworzy przekaźnik, który będzie mógł komunikować się z przeszłością.
Być może fizycy z przyszłości już próbują się z nami skontaktować i powiedzieć nam coś ważnego. Tyle że nie udało nam się jeszcze zbudować odbiornika, który potrafi dekodować takie komunikaty. Czy będziemy w stanie? Przyszłość pokaże…
Anton Pervushin