ПУТЕШЕСТВИЯ ВО ВРЕМЕНИ: Теории, парадоксы и возможности

Путешествия во времени — перемещение между различными точками во времени — были популярной темой для научной фантастики в течение десятилетий.

Серии кинофильмов в диапазоне от «Doctor Who» и «Star Trek», до «Назад в будущее» рассказывали о людях погружающихся в какой-то агрегат, он переносит их  в прошлое или будущее, и они готовы испытать новые приключения.

Реальность, однако, является более запутанной. Не все ученые считают, что путешествия во времени возможны. Некоторые даже говорят, что попытка будет фатальной для любого человека, который решится взяться за это.

Понимание времени

Сколько времени? В то время как большинство людей думают о времени, как о постоянной величине, физик Альберт Эйнштейн показал, что время есть иллюзия; это относительная переменная — она может варьироваться для разных наблюдателей в зависимости от вашей скорости в пространстве. Для Эйнштейна, время — это «четвертое измерение». Космос описывается как трехмерная арена, которая анализирует путешественника с координатами —  длина, ширина и высота, —  координаты показывает место, где находится объект. Время дает еще одну координату — направление — хотя обычно, оно движется только вперед (и наоборот, новая теория утверждает, что время «вещь абсолютно реальная»).

Специальная теория относительности Эйнштейна говорит, что время замедляется или ускоряется в зависимости от того, как быстро вы двигаетесь по отношению к чему-то еще. Приближаясь к скорости света, человек внутри корабля будет стареть намного медленнее, чем его двойник в доме на родной планете. Кроме того, согласно этой теории, гравитация может искривить время.

time-travell-1

Представьте себе четырехмерную ткань под названием пространство-время. Если нечто, что обладает массой расположено на какой-то части ткани, то это вызывает углубление или изгиб пространства-времени. Изгиб пространства-времени вызывают объекты, двигающиеся по криволинейной траектории, и что кривизна пространства, есть именно то, что мы знаем, как гравитацию.

И общие и специальные теории относительности, были доказаны спутниковой технологией GPS, которая имеет очень точные часы у себя на борту. Эффекты гравитации, а также повышенная скорость спутников над Землей относительно наблюдателей на земле, привели к  разнице показаний на  часах в 38 микросекунд за сутки. (инженеры теперь осуществляют  калибровку хронометров для учета разницы.)

В некотором смысле, это эффект, называемый замедлением времени, значит, астронавты — путешественники во времени, когда они возвращаются на Землю очень, очень немного моложе, чем их однояйцевые близнецы, которые остаются на планете.

Через червоточину (черная дыра, кротова нора)

Общая теория относительности богата также сценариями, которые могли бы позволить путешественникам вернуться назад во времени. Уравнения, однако, достичь очень трудно физически.

Одной из возможностей может быть движение быстрее, чем распространяется свет, скорость которого 186 282 миль в секунду (299792 километров в секунду) в вакууме. Уравнения Эйнштейна, однако, показывают, что объект двигающийся со скоростью света будет иметь как бесконечную массу, так и длину равную «0». Это, кажется, физически невозможно, хотя некоторые ученые развили данные уравнения и заявляют, что это может быть достигнуто.

Реальная возможность, как заявило НАСА, имеет создание «червоточины» между точками в пространстве-времени. В то время как уравнения Эйнштейна будет обеспечено в них, они рухнут очень быстро и будут подходит только для очень маленьких частиц. Кроме того, ученые на самом деле не наблюдают эти червоточины сегодня. Кроме того, технология, необходимая для создания червоточины находится далеко за пределами всего, что мы имеем сегодня.

Альтернативные теории путешествия во времени.

В то время как теории Эйнштейна появляются, чтобы время в пути трудно, некоторые группы предложил альтернативные решения прыгать вперед и назад во времени.

Теория бесконечного цилиндра

Астроном Фрэнк Типлер предложил механизм (известный как цилиндр Типлера ), где можно представить себе объект, что в 10 раз больше массы Солнца, который свернут его в очень протяженный, но очень плотный цилиндр. После формования этот объект раскручивается до угловой скорости в несколько миллиардов оборотов в минуту, космический корабль рядом — двигаясь по очень точной спирали вокруг этого цилиндра — мог бы «достать» себя на «замкнутом времени, как на кривой», в соответствии с разработками института Андерсона . Существуют ограничения для этого метода, однако, в том числе с тем, что цилиндр должен быть бесконечно длинный.

Черные дыры

Другой возможностью было бы двигаться кораблю быстро вокруг черной дыры, или искусственно создать такие условия с огромными вращающимися, структурами. «Вокруг и около них, объект будет испытывать только половину времени каждого находящегося далеко от черной дыры. Корабль и его экипаж будут путешествовать во времени,» написал физик Стивен Хокинг в Daily Mail в 2010 году. «Представьте себе, они кружат вокруг черной дыры в течение пяти своих лет. Десять лет пройдет в другом месте. Когда они вернутся домой, каждый человек на Земле будет иметь возраст на пять лет больше, чем они.» Однако, добавил он, экипаж должен был бы двигаться со скоростью света, чтобы это работало. Физик Амос Утюг из Техниона -израильский технологический институт в Хайфе,  отметил еще одно ограничение, если используется космический аппарат: он может развалиться, прежде чем достигнуть подобных невероятных скоростей.

time-travell-2

Космические струны

Другая теория для потенциальных путешественников во времени включает в себя то, что называется космическими струнами — узкие трубы энергии растянутые по всей длине когда-либо расширяющейся Вселенной. Эти тонкие регионы, оставшиеся от раннего космоса, по прогнозам, содержат огромное количество массы и, следовательно, могут привести к деформации пространства-времени вокруг них.

Космические струны либо бесконечны, либо они находятся в виде петель, без концов, говорят ученые. Приближение двух таких образований параллельно друг другу мог бы согнуть пространство-время, так энергично и в такой конкретной конфигурации, которые могут сделать возможным путешествия во времени.

 Машины Времени

Это, как правило, понимали, как путешествия вперед или назад во времени при помощи устройства — машины времени — которая может вас поместить внутрь себя. Исследования Машины времени часто включает в себя изгиб пространства-времени так сильно, что линии времени замыкаются на себе, образуя петлю, технически известную как «закрытое время, как кривая».

Для этого, машине времени нужен экзотический вид материи с так называемой «отрицательной плотностью энергии.» Такое экзотическое вещество имеет причудливые свойства, в том числе перемещения в направлении, противоположном обычной материи при нажатии. Такой вопрос может теоретически и существует, но если это так, то это может присутствовать только в количествах, слишком маленьких для строительства машины времени.

Тем не менее, исследования путешествий во времени предполагает, что машины времени можно создать и без экзотического вещества. Речь идет о тороподобном (бубликоподобном) отверстии в сфере обычного вещества. Внутри этой формы (пончик вакуума), пространство-время может быть свернуто на себя с помощью сфокусированных гравитационных полей с образованием закрытого времени, как кривой. Чтобы вернуться в иное время, путешественник разгоняется внутри бублика, и отдаляется в прошлое с каждым кругом. Эта теория имеет ряд препятствий, однако. Гравитационные поля, необходимые, чтобы создать подобное замкнутое время, как кривую — должны быть очень мощными, и управление ими должно быть очень точным.
Так, возможно ли путешествие во времени ?

В то время как путешествие во времени не представляется возможным — по крайней мере, в том смысле, как люди представляют его себе — с физикой, которую мы используем сегодня, где поля и теории постоянно меняются. Достижения подобного процесса в квантовой теории может быть обеспечено, возможно, хотя бы по некоторым представлениям о том, как преодолеть парадоксы путешествия во времени.

Одна из возможностей, хотя это не обязательно приведет к путешествию во времени, является решение загадки, — как некоторые частицы могут общаться мгновенно друг с другом быстрее, чем скорость света.

В то же время, однако, заинтересованные путешественники во времени могут, по крайней мере испытать это опосредовано через кино, телевидение и книги.

[по материалам http://www.space.com/]

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Facebook
Опубликовать в Google Plus