Zašto putovanje kroz vrijeme može biti više moguće nego što mislite, prema fizici

Koncept putovanja kroz vrijeme oduvijek je zahvatio maštu fizičara i laika. Ali je li to doista moguće? Naravno da je. Radimo to sada, zar ne? Svi putujemo u budućnost jednu sekundu.

Ali to nije ono što ste mislili. Možemo li putovati mnogo dalje u budućnost? Apsolutno. Kada bismo mogli putovati blizu brzine svjetlosti, ili u blizini crne rupe, vrijeme bi se usporilo omogućujući nam da putujemo proizvoljno daleko u budućnost. Stvarno je zanimljivo pitanje možemo li se vratiti u prošlost.

Vidi također: „Budući muškarac“ čini „Doktor Tko“ vremenskim putovanjima slabi AF

Ja sam profesor fizike na Sveučilištu Massachusetts, Dartmouth, i prvi put sam čuo za pojam putovanja kroz vrijeme kada sam imao 7 godina, iz epizode klasične TV serije Carl Sagan iz 1980. godine, kosmos, Tada sam odlučio da ću jednog dana nastaviti duboko proučavanje teorije koja je temelj takvih kreativnih i izvanrednih ideja: Einsteinova relativnost. Dvadeset godina poslije pojavila sam se s doktoratom. na tom području i od tada su aktivni istraživači teorije.

Jedan od mojih doktoranada upravo je objavio članak u časopisu Klasična i kvantna gravitacija koji opisuje kako izgraditi vremenski stroj koristeći vrlo jednostavnu konstrukciju.

Zatvorene vremenske krivulje

Einstein-ova opća teorija relativnosti dopušta mogućnost vremena savijanja do tako visokog stupnja da se zapravo zbiva, što rezultira vremenskom petljom. Zamislite da putujete duž ove petlje; to znači da ćete u jednom trenutku završiti u jednom trenutku u prošlosti i početi doživljavati iste trenutke od tada, iznova - pomalo kao deja vu, osim što ne biste to shvatili. Takvi se konstrukti često nazivaju "zatvorene vremenske krivulje" ili CTC-ovi u istraživačkoj literaturi i popularno se nazivaju "vremenskim strojevima". Vremenski strojevi su nusprodukt učinkovitih, bržih od svjetlosnih putnih shema i njihovo razumijevanje može poboljšati naše razumijevanje kako svemir funkcionira.

Tijekom proteklih nekoliko desetljeća poznati fizičari poput Kipa Thornea i Stephena Hawkinga proizveli su temeljni rad na modelima vezanim uz vremenske strojeve.

Opći zaključak koji je proizašao iz prethodnih istraživanja, uključujući Thorneovu i Hawkingovu, je da priroda zabranjuje vremenske petlje. To je možda najbolje objašnjeno u Hawkingovoj "Kronološkoj zaštitnoj pretpostavci", koja u suštini kaže da priroda ne dopušta promjene u svojoj prošlosti, štedeći nas od paradoksa koji se mogu pojaviti ako je putovanje kroz vrijeme moguće.

Možda je najpoznatiji među tim paradoksima koji se pojavljuju zbog putovanja u prošlost tzv. "Paradoks djeda" u kojem se putnik vraća u prošlost i ubija vlastitog djeda. To mijenja tijek povijesti na način da se javlja kontradikcija: Putnik se nikada nije rodio i stoga ne može postojati. Bilo je mnogo filmskih i romanskih djela na temelju paradoksa koji proizlaze iz putovanja kroz vrijeme - možda su neki od najpopularnijih bili Povratak u budućnost filmova i Dan zemaljskog praska.

Egzotična materija

Ovisno o pojedinostima, različiti fizički fenomeni mogu intervenirati kako bi se spriječilo da se zatvorene vremenske krivulje razvijaju u fizičkim sustavima. Najčešći je zahtjev za određenu vrstu "egzotične" materije koja mora biti prisutna da bi postojala vremenska petlja. Labavo govoreći, egzotična tvar je materija koja ima negativnu masu. Problem je što negativna masa ne postoji u prirodi.

Caroline Mallary, studentica doktorskog studija Sveučilišta u Massachusettsu Dartmouth objavila je novi model vremenskog stroja u časopisu Klasična i kvantna gravitacija, Ovaj novi model ne zahtijeva nikakav egzotični materijal negativne mase i nudi vrlo jednostavan dizajn.

Vidi također: Kako se objašnjava peta dimenzija bora u vremenu s teorijom superstringa

Mallarvjev model sastoji se od dva super duga automobila - građena od materijala koji nije egzotičan i ima pozitivnu masu - paralelno parkiranu. Jedan automobil brzo se kreće naprijed, ostavljajući drugog parkiranog. Mallary je uspio pokazati da se u takvom okruženju u prostoru između automobila može naći vremenska petlja.

Možete li izgraditi ovo u svom dvorištu?

Ako sumnjate da postoji ulov, u pravu ste. Mallaryjev model zahtijeva da središte svakog automobila ima beskonačnu gustoću. To znači da sadrže objekte - zvane singularnosti - s beskonačnom gustoćom, temperaturom i tlakom. Štoviše, za razliku od singularnosti koje su prisutne u unutrašnjosti crnih rupa, što ih čini potpuno nedostupnima izvana, singulariteti u Mallaryjevom modelu su potpuno goli i vidljivi i stoga imaju stvarne fizičke učinke.

Fizičari ne očekuju da takvi čudni objekti postoje u prirodi. Tako, nažalost, vremenski stroj neće uskoro biti dostupan. Međutim, ovaj rad pokazuje da će fizičari možda morati usavršiti svoje ideje o tome zašto su zatvorene krivulje slične vremenu zabranjene.

Ovaj članak je izvorno objavljen na razgovoru Guarava Khanne. Pročitajte izvorni članak ovdje.