Det är känt att moderna astronauter redan gör det. Det är sant att de reser bara till framtiden hittills. Och i en sekund. Men vem vet - kanske en dag kommer vi att kunna flyga i flera år eller till och med århundraden framöver, eller tvärtom, klappa fram den femåriga farfarens framdel? Men låt oss börja i ordning.
Stoppa ett ögonblick
Tiden flyger annorlunda i rymden och på jorden. Detta är känt för alla studenter. Ju starkare tyngdpunkten hos ett objekt är, desto långsammare flyter tiden i närheten. Detta beror på att tyngdkraften snedvrider "tyget" i fyrdimensionell rymdtid. Å andra sidan visade Einstein att ju högre hastighet, desto större är massan. Därför bromsar tiden också för alla objekt som rör sig med mycket höga hastigheter. ISS-hastigheten är över 27 tusen km / h. Till exempel tillbringade den ryska kosmonauten Sergei Krikalev totalt 803 dagar, 9 timmar och 39 minuter i omloppsbana. Således lever han i tiden, hela 1/50 av en sekund före oss.
Tidsmaskin
Relativitetsteorin säger att en tidsmaskin som tar oss till framtiden kan skapas. Du anger det, vänta. Kom ut och upptäck att århundraden har gått på jorden. Det finns ingen teknik för detta ännu, men vetenskapen vet att det är möjligt.
Men för detta måste du accelerera till en hastighet nära ljusets hastighet. Är det konstigt att en tidsmaskin inte är något annat än ett rymdskepp, eftersom enligt relativa teorin om relativitet är tid och rymd oöverträffligt kopplade (frågan om hur man, när man accelererar till en så upprörd hastighet, håller din kropp och fartyget intakt, inte än). Men kan en person som har gjort en sådan resa återgå till det förflutna?
Kampanjvideo:
De första antydningarna att fysikens lagar tillåter människor att resa in i det förflutna dök upp 1949, när matematikern Kurt Gödel fann en ny lösning på Einsteins ekvationer, och i själva verket - en ny struktur i rymd-tid, som är ganska acceptabel med tanke på allmän relativitet. Men baserat på Gödels ekvationer bör universum rotera som en helhet och inte expandera med acceleration - vilket, som det visade sig sedan dess, inte motsvarar verkligheten.
Under de senaste åren har forskare föreslagit andra möjligheter för potentiell tidsresa - rymdtidens krökning. Analys av mikrovågsbakgrunden och andra data visar dock att universum aldrig har vridits tillräckligt för att göra sådana resor möjliga. Men det finns också en lösning.
Vad är det förflutna?
Enligt den allmänna relativiteten är det inte bara en enda, universell tidsmätning för alla observatörer, utan under vissa omständigheter finns det inget behov ens för observatörer att enas om en enda sekvens av vissa händelser. Låt oss säga att tiden på Alpha Centauri rör sig med samma hastighet som på jorden (planeten som utlänningarna lever på har samma massa och rör sig med samma hastighet). 2014 ägde rum i Sochi olympiska spelen. Låt oss också anta att öppningen av Interplanetary Chess Tournament på Alpha Centauri kommer att äga rum 2015. Vilken händelse hände tidigare?
Ur jordgubbs synvinkel - OS. Från "Centauri" - en turnering. När allt kommer omkring kommer ljuset från jorden till Alpha Centauri att ta fyra år. När du rör dig snabbare än ljuset kan du gå till OS och flyga till turneringen och sedan återvända till Jorden igen … innan OS. Naturligtvis i teorin - om du hittar ett sätt att resa snabbare än ljusets hastighet.
Att köra snabbare än ljusets hastighet, baserat på relativitetsteorin, är känt för att vara omöjligt. När du närmar dig "ljusbarriären" krävs mer och mer energi för att påskynda ett objekt. Vid en tidpunkt - med den teoretiska uppnåendet av ljusets hastighet - skulle det ta en oändlig mängd. Dessutom måste en kropp som skulle nå en sådan hastighet få en oändlig massa.
maskhål
Det är här en rondellmanöver är möjlig. Det ligger i potentialen att deformera rymd-tid. Till exempel så att en kort väg från OS till schackturneringen öppnades. Du rör dig inte snabbare än ljusets hastighet - men du kommer att resa snabbare i rymden.
År 1935 skrev Albert Einstein och Nathan Rosen ett papper där de hävdade att allmän relativitet tillåter förekomsten av sådana rymdbryggor, bågar - "maskhål."
Einstein-Rosenbroar, de så kallade "maskhålen"
Alamy
Att upprätthålla ett maskhål integritet kräver enorm energi, och teorin förutspår att de inte kan hålla tillräckligt länge för att ett rymdskepp eller annat makroskopiskt objekt passerar igenom. En sådan bro kan "kollapsa", och fartyget kommer att försvinna någonstans i singulariteten.
Det är riktigt, forskare erkänner idén att en tekniskt avancerad civilisation kan hålla ett sådant hål öppet för rätt tid. Men hur detta kan uppnås är fortfarande helt oklart.
Det är värt att säga att all materia som vi är vana vid har en positiv energitäthet, vilket ger rymdtid en positiv krökning som liknar en sfär. Och för deformation av rymdtid, som skulle göra det möjligt för oss att resa in i det förflutna, behöver vi materia med negativ krökning - det vill säga med negativ energitäthet. Kvantmekanik tillåter, som ni vet, existensen av en sådan negativ energitäthet (förutsatt att denna "negativitet" kompenseras av "positivitet" på andra områden) och tillåter den teoretiska möjligheten att deformera rymd-tid.
Detta är inte lätt att föreställa sig. För att göra detta använder astrofysiker ofta backexemplet. Om du gräver ett stort hål och kastar smuts ur det på kanten av hålet, hamnar du inte bara med ett hål utan också en kulle. I detta fall kommer kullen att vara en metafor för denna positiva energi, och gropen kommer att vara negativ.
Svarta hål och mer
Forskare föreslår försiktigt att svarta hål kan vara någon slags analoger av maskhål. Poängen är att bo? Det mesta av rymdtiden är nästan platt. Det är allvarligt deformerat endast i svarta hål. Det svarta hålet förvrider rymdtiden runt sig själv så mycket att det bildar en slags "tratt", ett "hål" med en konisk form.
Tyngdkraften i det omedelbara närområdet av det svarta hålet är så enormt att rymdtiden i det faktiskt upphör att existera eller förvrängs så mycket att tiden praktiskt taget stoppar. Dessutom roterar vissa svarta hål med nära ljushastigheter. Som ett resultat "rymmer" rumstiden sig i hålet, praktiskt taget till ett "rör". Kanske, efter att ha trängt in i ett svart hål, kunde vi passera genom dess smala tunnel och hitta oss själva … i det förflutna, eller till exempel i ett annat universum?
Den mest berömda teoretiska fysikern i vår tid - Stephen Hawking - är säker på att detta är omöjligt. Även om rymdskeppet på något otroligt sätt (att övervinna effekten av en enorm tyngdkraft oskadd) lyckas komma in i mitten av det svarta hålet, kommer det att hamna i en singularitet och helt enkelt upphöra att existera.
Men många andra forskare tror att en gång i ett svart hål, under vissa förhållanden, kan du fortfarande överleva och även leta efter sätt att göra det. Naturligtvis ser det excentriskt ut. Men vetenskapshistorien känner till många exempel när sådana excentriker uppfann ett flygplan eller gick till månen.
Det svarta hålet i stjärnbilden Unicorn och dess följeslagare B (e) -stjärna sett av konstnären
ESA
Richard Gott, en astrofysikprofessor vid Princeton University, är en tidsreserentusiast. Han skapar sitt teoretiska projekt för en tidsmaskin och påstår sig till och med ha hittat en lösning för att resa till det förflutna. Efter några astrofysiker tror Gott att den naturliga tidsmaskinen är centrum för ett snabbt roterande svart hål. Men han förstår också hur opålitlig en sådan "transport" kan vara.
Men Gott fann en potentiellt mindre farlig analog till mitten av ett svart hål - ett fenomen som kallas kosmiska strängar. Kosmiska strängar är hypotetiskt befintliga veck av rymdtid, tunna trådar av energi som finns kvar från Big Bang. Deras bredd är mindre än atomkärnan, men de har en fenomenal densitet. En sådan sträng, bara 1 m lång, skulle ha mer tyngd än hela jorden och skulle skapa en enorm krökning. Gott upptäckte att samspelet mellan sådana snabbrörande strängar kan leda till en naturlig tidsmaskin.
Gots beräkningar har ännu inte bekräftats av observationer, men forskaren försöker bevisa att dessa strängar finns. Men även han säger att det är nästan omöjligt att hitta två sådana strängar som skulle passera mitt emot varandra. Därför uppmärksammar Gott en annan teoretisk struktur, kosmiska ringar som kan bilda stängda strängar. Trots bristen på bevis på att de existerar finns det inga direkta fel i Gots teori. Förutom att det i en sådan "ring" kommer att finnas … ett svart hål igen. Och i allmänhet, för att kontrollera ett system med en sådan storartad tyngdkraft, skulle hela galaxernas energiresurser behövas.
Galaxy M83. Ett svart hål som finns i galaxen M 83 har kringgått den teoretiska ljusstyrkegränsen och motbevisat att Eddingtongränsen är en grundläggande naturlag
NASA
Du kan inte hålla tillbaka i det förflutna
Men tillåter kvantteori tid att resa i vår - makroskopiska - skala? Stephen Hawking säger att han gör det vid första anblicken. Detta bevisas av Feynman-integralerna över banor (essensen av Feynman-integralerna är att de ersätter definitionen av en unik, endast möjlig bana för alla elementära partiklar med den totala summan av en oändlig uppsättning möjliga banor för dess rörelse). När allt kommer omkring täcker de alla möjliga scenarier och möjliggör därför att det finns en sådan snedvridning av rymdtid, som är nödvändig för att resa till det förflutna. Därför är det omöjligt att säga att sådana resor i princip är omöjliga.
Tunga partiklar som accelereras i kollider vid European Centre for Nuclear Research (CERN) eller vid National Laboratory. Fermi i USA når hastigheter lika med 99,99% av ljusets hastighet. Oavsett hur mycket installationens kraft ökar kommer det inte att vara möjligt att överskrida ljusbarriären.
Hej, gäster från framtiden
Men i så fall varför har gäster från framtiden inte besökt oss ännu? Den populära synvinkeln är att framtidens civilisation är så "avancerad" att den anser att det är olämpligt att avslöja hemresan för tidsresor till sådana orimliga varelser som oss. Tänk om en entusiastisk samtida vill gå tillbaka i tiden och avslöja nazisterna atombombens hemlighet?..
En sådan annorlunda historia
Det kan visa sig att historien är en strikt fast kedja av händelser, så även om du återvänder till det förflutna, kommer du att bli dömd att göra samma sak som du gjorde tidigare. Om du återvänder till din framtid kan du till och med upptäcka att du … helt enkelt inte finns, eller att dina nära och kära inte finns, eller att det inte finns något land där du bor etc. Ett liknande drama beskrivs väl i Ray Bradburys berömda science fiction-berättelse "And Thunder Rocked", vars huvudperson i en resa till det förflutna krossade en fjäril av misstag - och när han återvände, fann han att hans nära och kära skriver på ett annat språk och i makten istället för presidenten en liberal är en diktator. I naturvetenskap kallas detta begrepp fjärilseffekten:en liten påverkan på ett kaotiskt system kan ha stora och oförutsägbara konsekvenser någon annanstans och vid en annan tidpunkt.
Ett annat möjligt sätt att lösa tidsresorens paradoxer kan beskrivas som hypotesen om alternativ historia. När resenärerna återvänder till det förflutna befinner de sig i alternativa berättelser som skiljer sig från den de känner. Många forskare idag talar om en multiverses möjliga existens, som kan inkludera alla dessa - och ett oändligt antal andra - varianter från det förflutna, som förgrenar sig i ett oändligt antal världar …
Vid första anblicken liknar den här hypotesen Feynmans kvantmekaniska ekvationer. Men det finns också en olöslig motsägelse mellan dem. I Feynman-integraler inkluderar varje bana rymdtid och allt som finns i den. Och som vi fick reda på, inom ramen för en sådan vy, kunde en raket färdas genom krökt rymdtid även in i det förflutna. Men själva raketen skulle ha förblivit i samma "egen" rymdtid, och därför i samma historia. Därför talar Feynman integraler snarare till förmån för hypotesen om ett fast förflutna.
Modern vetenskap tvivlar på möjligheten att resa till det förflutna. Men ändå, vi rekommenderar inte att du argumenterar med någon på denna poäng: tänk om den här argumenterar och vet framtiden i förväg?..
Olga Fadeeva