Det finns fortfarande ingen allmänt accepterad tidsteori eller ens en beskrivning som passar alla. Ändå har forskare uppfunnit många tidsmaskiner - trots allt förbjuder ingen fysisk lag detta. Kommer vi någonsin att kunna manipulera denna konstiga kategori av universum.
Arrow of time
Vi uppfattar inte tid med någon av sinnena, men vi vet om det intuitivt och vet till och med hur, inom vissa gränser, förutsäger vad som snart kommer att hända. Enligt vår mening går tiden, springer, flyter. Vi pratar om det nuvarande ögonblicket, förflutna och framtiden. Två olika händelser kan kopplas som orsak och effekt: en ger upphov till den andra. Aldrig tvärtom. Detta är kärnan i kausalitetsprincipen eller tidens irreversibilitet.
Nobelpristagaren akademiker Vitaly Ginzburg inkluderade irreversibilitet (tidens pil) i listan över tre stora fysikproblem.
I klassisk mekanik beror irreversibilitet på att kroppar består av många atomer, molekyler, som tenderar till ett kaotiskt tillstånd (entropin ökar). Det enklaste exemplet är grädde i te. De kan röras om, men inte samlas tillbaka till exakt samma droppe, även om ämnets molekyler och deras antal verkar förbli desamma.
En annan sak är kvantvärlden, där objekt är elementära partiklar, fält. Där finns inte tidens pil, processerna är reversibla, men bara så länge vi inte försöker mäta dem, observera dem. Partiklar finns i alla möjliga tillstånd på samma gång (fysiker föredrar att prata om vågfunktionen). Men i ögonblicket för mätning med våra enheter "väljer" de en av staterna (eller vi väljer).
Juridiska frågor uppstår: är tiden ett objektivt fenomen som existerar oberoende av medvetande, som en sjö, ett hus, solen? Eller är det en egenskap av medvetande, och utan oss finns den inte?
Kampanjvideo:
”Tiden är det värsta man kan fråga en modern fysiker. Den fullständiga oenigheten är att var och en av vetenskaperna bara ser tid från en, sin sida. Därför måste vi prata om geometrisk, termodynamisk, kvantmekanisk tid. Till och med att förstå varför olika definitioner av tid har något att göra med varandra är ett problem, säger Sergei Baranov, doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper, en ledande forskare vid Laboratory of Interaction of Striation with Matter på FIAN.
Tvillingarna och klockparadoxen
Under sovjettiden var historier om tillfälliga avvikelser, där människor, fartyg och flygplan föll, populära bland fans av sensationer. På webben hittar du ögonvittensberättelser om "tidsresa" i en stark tornado.
Enligt Sergei Baranov, om du utesluter avsiktligt bedrägeri, förklaras "tidsanomalier" av uppfattningsfel, elektroniska nedbrytningar under påverkan av atmosfäriska fenomen eller industriella faktorer.
"Förare som passerar nära militära radar märker GPS-systemfel, men det är osannolikt att det är relaterat till teleportering," ger forskaren ett exempel.
Fysiker möter verkliga paradoxer av tid i experiment, men de är alla förklarbara. I den speciella relativitetsteorin är till exempel "tvillingparadoxen" känd: en av tvillingbröderna som utforskar rymden på en snabb raket, när de återvänder, upptäcker att tvillingen som finns kvar på jorden har blivit äldre. Ingen mystik. Det är bara det att i fyrdimensionell rymdtid för en rörlig kropp flyter tiden långsammare.
Tidsdilatation fixeras på acceleratorer under sönderfall av instabila partiklar. Atomklockan ombord på satelliter går tvärtom framför några mikrosekunder på en dag. Här spelar tyngdkraften en roll, som ökar med höjden något sträcker energinivåerna för elektroner och kärnor.
Tvillingarnas paradox. Vänster: En tvilling som rockar ut i rymden, den andra - kvar på jorden. Höger: mer tid har gått för broren som stannade kvar på jorden än för rymdresande / Illustration av RIA Novosti / Alina Polyanina.
Maskhål som en teleport
Relativitetsteorin förutspår existensen av svarta hål i universum - föremål med en enorm massa som snedvrider rymden. För en utanför iakttagare verkar det som om framtiden är världens slut, utanför det finns ingenting. Detta kallas händelseshorisonten. Tiden bromsar ner bakom det, inuti det svarta hålet rivs varje materie isär av tidvattenkrafter. Du kan bara falla i ett svart hål. Det finns ingen återvändo.
I detta avseende erbjuder "maskhål" (eller "maskhål") fler möjligheter. De två ingångarna är anslutna med en kort tunnel. De kan vara belägna i avlägsna delar av vårt universum eller vara i olika universum. Som fysikern Michio Kaku säger i Fysik för det omöjliga, låter maskhål dig resa genom tid och rum.
Problemet är att maskhål är instabila och kollapsar under påverkan av tyngdkraften. Kosmolog Igor Novikov från astronomiska centret vid Lebedevs fysiska institut tror: om "maskhålen" är fylld med exotiskt material med negativ energitäthet (för att skapa antigravitet), kommer det att bli överkomligt.
”Exotiskt ämne är ett kvanttillstånd av materia, som endast är känt i teorin. Vi vet inte om det finns stora mängder av ett sådant ämne, om det kan erhållas konstgjord. Det finns inga lagar som förbjuder dess existens, inklusive i naturen,”specificerar kosmologen.
Moderna vetenskapliga begrepp antar att i galaxens centrum, inklusive vår Vintergatan, är svarta håls plats ockuperat av "maskhål". Framtida projekt, såsom Rysslands Millimetron, en rymdstation vid Lagrange-punkten, som tillsammans med markbaserade radioteleskop bildar en jätteinterferometer som kan skilja objekt på relativt litet avstånd från varandra, kommer att hjälpa till att förstå detta. Lanseringen är planerad till 2023.
”Den största skillnaden mellan ett 'maskhål' och ett svart hål är att ingångarna har ett magnetiskt monopolfält. Dessutom kan materien rinna ut ur ett maskhål, men bara rinna in i ett svart hål. Du kan titta in i "maskhålet" som i en korridor. Om det leder till ett annat universum kan du se vad som händer där, förklarar Novikov.
Ett maskhål som förbinder de två universerna med en tidspil (från artikeln av I. D. Novikov, 2018) / Illustration av RIA Novosti / Alina Polyanina.
Tidsmaskin
Enligt den konventionella tyngdteorin bör maskhål vara mycket små med en Planck-halsradie i storleksordningen 10-33 centimeter. Men maskhålen kan förstoras. För detta bör en ytterligare parameter införas i teorin, tror Arkady Popov, seniorforskare vid Institutet för fysik vid Kazan Federal University.
”Det finns ett annat alternativ för att öka radien. Det är nödvändigt att ta hänsyn till temperaturen i vakuumet från kvantiserade fält - en exotisk substans som skapar ett "maskhål" i rymden. Vi beräknar detta nu, säger forskaren.
Enligt honom är teleportering genom maskhål inte förbjudet.
”Det kan visa sig att vägen genom den är mycket kortare än genom yttre rymden. Då kommer observatörerna från sidan att överväga att du har flyttat mycket snabbt - teleporterat, tillägger Popov.
De försökte också skapa en tidsmaskin med hjälp av "maskhålen". Till exempel kan den ena änden föras in i området med ett svart hål, och den andra - långt borta, där tiden flyter på ett annat sätt. Men då uppstår alla slags kränkningar av teorin.
"Det betyder att tidsmaskiner troligen är förbjudna, vilket förresten, sade Stephen Hawking," påminner fysikern.
Tatiana Pichugina