Proč Cestování času může být více možné, než si myslíte, že podle fyziky

Pojem cestování v čase vždy zachytil představivost fyziků i laiků. Je to opravdu možné? Samozřejmě, že je. Děláme to právě teď, že? Všichni cestujeme do budoucnosti o jednu sekundu.

Ale to nebylo to, na co jste mysleli. Můžeme cestovat mnohem dál do budoucnosti? Absolutně. Kdybychom se mohli přiblížit rychlosti světla, nebo v blízkosti černé díry, čas by zpomalil a umožnil nám cestovat libovolně daleko do budoucnosti. Opravdu zajímavou otázkou je, zda se můžeme vrátit do minulosti.

Viz také: „Budoucí člověk“ dělá „Doctor Who“ Time Travel Look Weak AF

Jsem profesor fyziky na univerzitě v Massachusetts, Dartmouth, a poprvé jsem slyšel o pojetí cestování v čase, když mi bylo 7 let, z epizody z roku 1980 klasického televizního seriálu Carla Sagana, Kosmos. V tu chvíli jsem se rozhodl, že jednou budu sledovat hlubokou studii teorie, která je základem takových kreativních a pozoruhodných myšlenek: Einsteinovy ​​relativity. O dvacet let později jsem se objevil s Ph.D. v oboru a od té doby jsou aktivním výzkumníkem v teorii.

Jeden z mých doktorandů právě publikoval v časopise článek Klasická a kvantová gravitace který popisuje, jak vytvořit stroj času pomocí velmi jednoduché konstrukce.

Uzavřené časové křivky

Einsteinova obecná teorie relativity dovoluje možnost zkreslení času do tak vysokého stupně, že se skutečně přehne na sebe, což má za následek časovou smyčku. Představte si, že cestujete po této smyčce; to znamená, že v určitém okamžiku skončíte v okamžiku v minulosti a začnete zažívat stejné chvíle, protože znovu - trochu jako deja vu, až na to, že si to neuvědomíte. Takové konstrukty jsou často označovány jako „uzavřené časově podobné křivky“ nebo CTC ve výzkumné literatuře, a populárně označované jako „časové stroje“. Časové stroje jsou vedlejším produktem efektivních, rychlejších systémů cestování než světlem a jejich pochopení. může zlepšit naše chápání toho, jak funguje vesmír.

Během posledních několika desetiletí, známí fyzici jako Kip Thorne a Stephen Hawking produkovali klíčovou práci na modelech souvisejících s časovými stroji.

Obecný závěr, který vyplynul z předchozího výzkumu, včetně Thorneho a Hawkingova, je, že příroda zakazuje časové smyčky. To je možná nejlépe vysvětleno v Hawkingově „Chronology Protection Conjecture“, která v podstatě říká, že příroda neumožňuje změny v její minulé historii, což nás chrání před paradoxy, které se mohou objevit, pokud by bylo možné cestovat časem.

Snad nejznámější z těchto paradoxů, které se objevují v důsledku cestování časem do minulosti, je tzv. „Paradox dědečka“, ve kterém se cestující vrací do minulosti a vraždí svého dědečka. To mění průběh dějin tak, že se objeví rozpor: Cestovatel se nikdy nenarodil, a proto nemůže existovat. Tam bylo mnoho filmů a románových spiknutí založených na paradoxech, které vyplývají z cestování času - možná někteří těch nejpopulárnějších být bytí. Zpět do budoucnosti filmy a Den Hromnice.

Exotická hmota

V závislosti na detailech mohou zasahovat různé fyzikální jevy, aby se předešlo tomu, že se uzavřené časové křivky vyvíjejí ve fyzických systémech. Nejběžnější je požadavek na určitý typ „exotické“ hmoty, která musí být přítomna, aby existovala časová smyčka. Volně řečeno, exotická hmota je hmota, která má negativní hmotnost. Problém je negativní hmotnost není známo, že existuje v přírodě.

Caroline Mallary, doktorandka na University of Massachusetts Dartmouth, zveřejnila nový model pro stroj času v časopise Klasická a kvantová gravitace. Tento nový model nevyžaduje žádný negativní masový exotický materiál a nabízí velmi jednoduchý design.

Viz také: Jak je vráska v časovém pátém rozměru vysvětlena teorií superstringů

Model mallary se skládá ze dvou super dlouhých vozů - postavených z materiálu, který není exotický, a má pozitivní hmotnost - zaparkovaný paralelně. Jedno auto se pohybuje rychle dopředu, ostatní nechává zaparkované. Mallary dokázal ukázat, že v takovém uspořádání lze nalézt časovou smyčku v prostoru mezi auty.

Tak můžete stavět to ve vašem dvorku?

Pokud máte podezření, že je úlovek, máte pravdu. Model mallary vyžaduje, aby střed každého auta měl nekonečnou hustotu. To znamená, že obsahují objekty - nazývané singularity - s nekonečnou hustotou, teplotou a tlakem. Kromě toho, na rozdíl od singularit, které jsou přítomny ve vnitřku černých děr, což z nich dělá naprosto nepřístupné zvenčí, jsou singularity v modelu Mallary zcela holé a pozorovatelné, a proto mají skutečné fyzické účinky.

Fyzici neočekávají, že by takové zvláštní objekty existovaly v přírodě. Takže, bohužel, stroj času nebude v dohledné době k dispozici. Tato práce však ukazuje, že fyzici možná budou muset zdokonalit své představy o tom, proč jsou uzavřené časově podobné křivky zakázány.

Tento článek byl původně publikován na The Conversation Guarav Khanna. Přečtěte si originální článek zde.