Teoretisk fysiker Ben Tippett från University of British Columbia, tillsammans med University of Maryland astrofysiker David Zang, har skapat vad de säger är en fungerande matematisk modell för en "tidsmaskin" som använder krökningsprincipen för universums rymdtid. Forskarna och resultaten från forskarna publicerades i tidskriften Classical and Quantum Gravity.
Forskare, baserade på den allmänna relativitetsteorin, drog en matematisk modell som de kallade TARDIS eller Traversable Acausal Retrograde Domain in Space-time ("Passable acausal retrograde zones in space-time"). Men skynda dig inte för att glädja dig över möjligheten att besöka din länge avlidne mormor tidigare, säger forskare. Det finns ett problem som inte tillåter kontroll av deras matematiska modell, men mer om det senare.
”Människor ser på tidsresor som fiktion. Faktum är att vi tycker att det är omöjligt bara för att vi inte har försökt göra det ännu, säger teoretisk fysiker och matematiker Ben Tippett.
"En tidsmaskin är dock möjlig, åtminstone matematiskt", tillägger forskaren.
Forskarnas modell bygger på idén om närvaron av den fjärde dimensionen av universum, vilket är tid. I sin tur tillåter detta oss att anta existensen av ett rum-tidskontinuum i vilket olika riktningar av rum och tid är förbundna med universums väv.
Einsteins relativitetsteori kopplar universums gravitationella effekter till rymdtidens krökning, ett fenomen bakom planets och stjärnornas elliptiska banor. I närvaro av "platt" eller icke-krökt rymdtid skulle planeterna röra sig i en rak linje. Relativitetsteorin säger dock att rymdtidens geometri blir krökt i närvaro av mycket massiva föremål, vilket får dem att kretsa kring stjärnorna.
Tippett och Tsang tror att inte bara rymden kan böjas i universum. Under påverkan av ett objekt med stor massa kan tiden också böjas. De nämner utrymme runt svarta hål som ett exempel.
”Tidens rörelse inuti rymdtid kan också böjas. Svarta hål är ett exempel. Ju närmare vi kommer desto långsammare börjar tiden flyta för oss, säger Tippett.
Kampanjvideo:
”Min modell av en tidsmaskin använder krökt rymdtid för att göra tid för passagerare till en cirkel snarare än en linje. Och rörelse i denna krets kan skicka oss tillbaka i tiden."
För att testa hypotesen föreslår forskare att skapa något som en bubbla som kan föra alla som kommer att vara i den genom tid och rum längs en böjd bana. Om denna bubbla rör sig med en hastighet som är högre än ljusets hastighet (enligt forskare är detta också matematiskt möjligt), så kommer alla som befinner sig i bubblan att röra sig tillbaka i tiden.
Idén blir tydligare när man tittar på det schema som Tippet föreslår. Det finns två tecken i det: en är inne i bubblan / tidsmaskinen (person A), den andra är en extern observatör som är utanför bubblan (person B).
Tidens pil, som under normala förhållanden (det vill säga i vårt universum) alltid rör sig framåt, gör i det presenterade schemat det förflutna till det nuvarande (indikerat med svarta pilar). Enligt forskaren kommer var och en av dessa människor att känna tidens rörelse annorlunda:
”Inuti bubblan kommer objekt A att se B: s händelser periodvis förändras och sedan vända. Utanför bubblan kommer observatör B att se att två versioner av A kommer ut från samma plats: timvisaren svänger till höger och den andra till vänster."
Med andra ord kommer en extern observatör att se två versioner av objekt inuti en tidsmaskin: en version kommer att utvecklas framåt i tiden, den andra bakåt.
Allt låter naturligtvis väldigt intressant, men Tippett och Zang säger att vi inte har nått en sådan tekniknivå att denna hypotes skulle kunna testas i praktiken. Vi har helt enkelt inte material som är lämpliga för konstruktion av en sådan tidsmaskin.
”Även om det ur en matematisk synpunkt kan fungera, kan vi inte bygga en sådan maskin för att resa inom rymdtid, eftersom vi inte har nödvändigt material för detta. Och exotiska material krävs här. De kommer att låta rymdtid böjas. Tyvärr har vetenskapen ännu inte uppfunnit något liknande, säger Tippett.
Idén om Tippett och Zang upprepar en annan idé om en tidsmaskin, den så kallade Alcubierre-bubblan, som också bör använda exotiska material för att röra sig i rum och tid. Bara i det här fallet talar vi inte om cirkulär rörelse i rymd-tidsfältet utan om rörelse genom att komprimera rymden framför dig och expandera den bakom.
* * *
Tidigare:
Fysiker vid University of Queensland i Australien har ställt sig en utmaning.
simulera ett datorexperiment som kommer att bevisa möjligheten till tidsresor på kvantnivå, förutsagt redan 1991.
De lyckades simulera beteendet hos en enda foton, som passerar genom ett maskhål i rymdtid in i det förflutna och går in i interaktion med sig själv.
En sådan bana av en partikel kallas en sluten tidlik kurva - foton återgår till den ursprungliga tidpunkten för rymden, dvs. dess världslinje stängs.
Forskarna tittade på två scenarier. I den första av dem passerar partikeln genom mullvaden, återvänder till sitt förflutna och interagerar med sig själv. I det andra scenariot interagerar foton, för alltid inneslutet i en sluten tidlik kurva, med en annan, vanlig partikel.
Enligt forskare kommer deras arbete att ge ett viktigt bidrag till föreningen av två stora fysiska teorier, som hittills hade lite gemensamt: Einsteins allmänna relativitetsteori (GR) och kvantmekanik.
Einsteins teori beskriver världen av stjärnor och galaxer, medan kvantmekanik studerar huvudsakligen egenskaperna hos elementära partiklar, atomer och molekyler.
- Martin Ringbauer, University of Queensland
Einsteins allmänna relativitetsteori medger möjligheten att ett objekt reser bakåt i tiden, vilket faller in i en sluten tidliknande kurva. En sådan möjlighet kan dock orsaka ett antal paradoxer: en tidsresenär kan till exempel hindra sina föräldrar från att träffas, och detta kommer att göra hans egen födelse omöjlig.
1991 föreslogs först att tidsresor i kvantvärlden skulle kunna eliminera sådana paradoxer, eftersom kvantpartiklarnas egenskaper inte definieras exakt, enligt Heisenbergs osäkerhetsprincip.
I ett datorexperiment var australiensiska forskare de första som studerade beteendet hos kvantpartiklar i ett liknande scenario. Samtidigt avslöjades nya intressanta effekter, vars utseende är omöjligt i standard kvantmekanik.
Till exempel visade det sig att det är möjligt att exakt skilja mellan de olika tillstånden i ett kvantsystem, vilket är helt uteslutet om du håller dig inom ramen för kvantteorin.
