Oavsett vad science fiction-författare skriver, tillåter modern vetenskap inte möjligheten att resa till det förflutna. Men forskare är långt ifrån så enade om att resa till framtiden …
Den brittiska vetenskapspopulariseraren Brian Clegg publicerade nyligen en bok med den spektakulära titeln How to Build a Time Machine: The Real Science of Time Travel (How to Build a Time Machine: The Real Science of Time Travel).
Boken diskuterar sätt att praktiskt genomföra människans åldriga dröm om temporära vandringar. Clegg är en seriös utbildare med ett internationellt rykte, så han talar bara om projekt som kan vara vetenskapligt underbyggda, om än inte 100% bevisade.
Isolering från tiden
En sådan möjlighet har flera gånger beskrivits av science fiction-författare. Ta en rymdpromenad till interstellära avstånd, som kommer att kräva minst två accelerationer till nära ljushastigheter, - pilar kan återvända till sin hemplanet hundratals eller tusentals år efter avresan, och du själv kommer att åldras något.
Den grundläggande möjligheten till en sådan temporär resa garanteras av formlerna för den speciella relativitetsteorin. Det är riktigt att acceleration till relativistiska hastigheter måste också tillhandahållas med hjälp av superenergiintensivt bränsle (bäst av allt från antimateria), men det här är detaljer.
Kampanjvideo:
Men på den speciella relativitetsteorin, ljuset konvergerade inte som en kil, du kan tillämpa den allmänna. Enligt dess ekvationer bromsar tyngdkraften tidens hastighet (korrigeringar för denna effekt ingår i programvaran för satellitnavigationssystem GPS och GLONASS, och de överträffar numeriskt liknande korrigeringar som special relativitetsteori föreskriver att införas i samband med satelliternas rörelse).
Graden av denna retardation ökar med gravitationsfältets styrka. Här är en annan tidsmaskin för dig: hitta ett område i rymden med extremt stark gravitation, stanna kvar ett tag, och när du kommer tillbaka kommer du att hitta dig själv i framtiden.
Naturliga supertungvikt
Gravitationsgeneratorer är i princip möjliga, men det är för tidigt att prata om dem. Men naturen har skapat i rymden sådana naturliga tyngre klumpar som neutronstjärnor. En kubikcentimeter av degenererat material i mitten av en neutronstjärna drar hundratals miljoner ton, medan dess diameter inte överstiger 20-30 km.
Kan det vara möjligt att gå in i bana nära ett sådant rymdsmonster och därifrån katapult in i framtiden? Det rekommenderas inte att sitta på ytan, det är hundra gånger varmare där än i solens atmosfär.
Men detta alternativ är också mycket osäkert. Varje objekt som kretsar kring en neutronstjärna kommer att deformeras och rivas isär av tidvattenkrafter. Detsamma skulle naturligtvis hända om ett fartyg med krono resenärer inte skickades till en neutronstjärna, utan till ett svart hål.
"Tid ogenomtränglig" skal
Clegg är övertygad om att det finns en väg ut. Isaac Newton visade att den resulterande gravitationskraften som verkar på alla föremål i ett massivt sfäriskt isotropiskt skal är helt noll. Denna slutsats är fullt giltig i den allmänna relativitetsteorin.
Föreställ dig nu en neutronstjärna med en kavitet i mitten. Det kommer inte att finnas några tidvattenkrafter där, och tidflödet i förhållande till omvärlden kommer fortfarande att avta.
Således är det redan nu möjligt att formulera ett ingenjörsprojekt för en framtida supercivilisation. Det är nödvändigt att bryta en neutronstjärna i många delar och bygga från dem ett sfäriskt skal runt ett fartyg med tidsresande.
För att skydda dem från tidvattenkrafter måste skalet monteras utan att bryta isotropin, varje gång man lägger till två block med lika massa från motsatta sidor, lika avlägsna från fartyget. Demonteringen måste utföras på samma sätt, annars tyngdkraften förstör krononauterna i framtiden.
Uppgift om supercivilisation
Hur effektiv är en sådan tidsmaskin? Om du använder rent neutronmaterial som byggnadsmaterial kan du uppnå en femfaldig avmattning i tid - i vilket fall som helst ger Brian Clegg en sådan uppskattning.
Resultatet är ganska blygsamt, så du måste fortfarande tänka på om spelet är värt ljuset. Det kan dock antas att supercivilisation kommer att ha till sitt förfogande teknologier som dessutom kommer att komprimera neutronmaterial till ännu högre tätheter.
Detta måste dock göras med försiktighet, annars kollapsar hela strukturen i ett svart hål med obehagliga konsekvenser för fartyget och dess besättning. Så kostnaden för ett sådant experiment kommer omöjligt att överstiga det praktiska värdet - åtminstone ur vår synvinkel. Supercivilization kan dock ha helt andra kriterier.
Hur en neutronstjärna fungerar
Efter det att kärnbränslet i stjärnans kärna bränns ut väntar den oundvikliga gravitationskollapsen på det. Om trycket på en degenererad elektrongas inte kan motstå tyngdkraften "trycks" elektronerna bokstavligen in i kärnornas protoner och bildar neutroner. Slutprodukten av denna process är en neutronstjärna tillverkad av superdens (upp till 1015 g / cm3 i kärnan) materia 10–20 km i diameter.
Strukturen för en neutronstjärna är ganska komplex - dess atmosfär består av vanliga kärnor, under kärnorna är upphängda i en neutronöverflödig, även under den, kombineras neutroner för att bilda trådliknande strukturer eller ark. Den yttre kärnan består av kontinuerligt neutronmaterial, medan den inre kärnan kan innehålla ännu mer exotiska tillstånd av materia såsom pionkondensat, lambda-hyperoner eller kvark-gluonplasma.
