Виза в черную дыру: путешествия во времени возможны

Интересно

Известно, что современные космонавты уже этим занимаются.

правда, пока они путешествуют только в будущее. И на долю секунды.

Но кто знает – может быть, однажды мы сможем улететь на годы или даже столетия вперед или, наоборот, погладить чуб своего пятилетнего деда? Но начнем с порядка.

Остановись, мгновенье!

Время в пустом космосе и на Земле летит по-разному. Это знает каждый школьник. Чем сильнее гравитация объекта, тем медленнее время проходит в его окрестностях. Это потому, что гравитация искажает «ткань» пространства-времени четвертого измерения. Эйнштейн, с другой стороны, показал, что чем больше скорость, тем больше масса. Следовательно, для всех объектов, движущихся с очень высокой скоростью, время также замедляется. Скорость МКС – более 27 тыс. Км / ч. Например, российский космонавт Сергей Крикалев провел на орбите в общей сложности 803 дня, 9 часов 39 минут. Таким образом, он живет во времени, опережая нас на добрые 1/50 секунды.

Машина времени

Теория относительности говорит нам, что мы можем создать машину времени, которая перенесет нас в будущее. Войдите, подождите. Выходи и узнай, что на Земле прошли века. Для этого пока нет технологий, но наука знает, что это возможно.

Однако для этого вам нужно разогнаться до скорости, близкой к скорости света. Неудивительно, что машина времени – не что иное, как космический корабль, потому что, согласно Общей теории относительности, время и пространство неразрывно связаны (вопрос о том, как, ускоряясь с такой бешеной скоростью, можно удержать свое тело а корабль цел, все равно не стоит). Но может ли человек, совершивший такое путешествие, вернуться во времени?

Первые намеки на то, что законы физики позволяют людям путешествовать в прошлое, появились в 1949 году, когда математик Курт Гёдель нашел новое решение уравнений Эйнштейна, да и вообще – новую структуру пространства-времени, вполне приемлемую с точки зрения зрения общей теории относительности. Однако, согласно уравнениям Гёделя, Вселенная должна вращаться как единое целое, а не расширяться с ускорением, что, как с тех пор было обнаружено, не соответствует действительности.

В последние годы ученые предложили другие возможности для потенциальных путешествий во времени: искривление пространства-времени. Однако анализ микроволнового фона и другие данные показывают, что Вселенная никогда не была настолько искажена, чтобы сделать такое путешествие возможным. Однако выход есть.

Что есть прошлое?

Согласно общей теории относительности, существует не только единая универсальная мера времени для всех наблюдателей, но при определенных обстоятельствах наблюдателям даже не нужно соглашаться с единой последовательностью определенных событий. Предположим, что время на Альфе Центавра движется с той же скоростью, что и Земля (планета, на которой живут инопланетяне, имеет такую ​​же массу и движется с той же скоростью). В 2014 году в Сочи прошла Олимпиада. Также предположим, что открытие межпланетного шахматного турнира на Альфе Центавра состоится в 2015 году. Какое событие произошло первым?

Читайте также:  Археологи нашли столицу древнего королевства майя

С точки зрения землян – Олимпиада. С точки зрения «Кентавров» – турнир. В конце концов, путь от Земли до Альфы Центавра займет четыре года. Путешествуя быстрее света, вы можете отправиться на Олимпиаду и полететь на турнир, а затем снова вернуться на Землю… до начала Олимпийских игр. Конечно, теоретически, если вы найдете способ путешествовать быстрее скорости света.

известно, что двигаться быстрее скорости света согласно теории относительности невозможно. По мере приближения к «световому барьеру» для ускорения объекта требуется все больше и больше энергии. В удачный момент – с теоретическим достижением скорости света – потребовалось бы бесконечное количество. Кроме того, тело, которое достигает такой скорости, должно приобретать бесконечную массу.

Червоточина

Здесь возможно альтернативное решение. Он заключается в возможности деформировать пространство-время. Например, открыть короткий путь от Олимпиады до шахматного турнира. Вы не будете двигаться быстрее скорости света, но вы будете путешествовать быстрее в космосе.

В 1935 году Альберт Эйнштейн и Натан Розен написали статью, в которой утверждали, что общая теория относительности допускает существование таких пространственно-временных мостов, дуг – «кротовых нор».

Черная дыра: путешествие во времени возможно

Мосты Эйнштейна-Розена, так называемые “кротовые норы»

Поддержание целостности червоточины требует огромной энергии, и теория предсказывает, что они не могут длиться достаточно долго, чтобы пройти космический корабль или другой макроскопический объект. Такой мост может «рухнуть» и корабль исчезнет где-то в сингулярности.

правда, ученые допускают идею, что технически продвинутая цивилизация могла держать такую ​​дыру открытой в течение нужного времени. Но как этого добиться, до сих пор не совсем понятно.

Здесь стоит сказать, что вся материя, к которой мы привыкли, имеет положительную плотность энергии, которая придает пространству-времени положительную кривизну, напоминающую сферу. А для деформации пространства-времени, которая позволила бы нам путешествовать в прошлое, нам нужна материя с отрицательной кривизной, то есть с отрицательной плотностью энергии. Квантовая механика, как вы знаете, допускает существование такой отрицательной плотности энергии (при условии, что эта «негативность» компенсируется «позитивностью» в других областях) и допускает теоретическую возможность искривления пространства-времени.

Вообразить такое непросто. Для этого астрофизики часто используют пример холма. Если выкопать большую яму и выбросить из нее землю на край ямы, получится не только яма, но и холм. В этом случае холм будет метафорой этой положительной энергии, а яма – отрицательной.

Черная дыра: путешествие во времени возможно

Черные дыры и не только

Ученые осторожно предполагают, что черные дыры могут быть своего рода аналогами червоточин. Дело в том, что большая часть пространства-времени почти плоская. Он сильно деформируется только в черных дырах. Черная дыра искажает пространство-время вокруг себя до такой степени, что образует своего рода «воронку», коническую «дыру.

Читайте также:  Гормональное расписание: Подсказки организма

Гравитация в непосредственной близости от черной дыры настолько велика, что пространство-время внутри нее фактически перестает существовать или искажается настолько, что время практически останавливается. Кроме того, некоторые черные дыры вращаются со скоростью, близкой к световой. В результате пространство-время «сворачивается» в дыру, практически в «трубку». Может быть, проникнув в черную дыру, мы могли бы пройти через ее узкий туннель и оказаться… в прошлом или, например, в другой вселенной?

Самый известный физик-теоретик современности Стивен Хокинг уверен, что это невозможно. Даже если космическому кораблю каким-то невероятным образом (преодолев эффект огромной невредимой гравитации) удастся войти в самый центр черной дыры, он окажется в сингулярности и просто перестанет существовать.

Однако многие другие ученые считают, что, попав в черную дыру, при определенных условиях можно выжить, и даже ищут способы сделать это. Конечно, выглядит необычно. Но история науки знает немало примеров, когда такие чудаки изобрели самолет или полетели на Луну.

Черная дыра: путешествие во времени возможно

Черная дыра в созвездии Единорога и ее спутник B (e) -звезда глазами художника

Ричард Готт, профессор астрофизики Принстонского университета, любит путешествовать во времени. Он создает свой теоретический план машины времени и даже утверждает, что нашел решение для путешествия в прошлое. Следуя некоторым астрофизикам, Готт считает, что естественная машина времени является центром быстро вращающейся черной дыры. Но он также понимает, насколько ненадежным может быть такой «транспорт».

Однако Готт обнаружил менее опасный аналог потенциала, чем центр черной дыры, явление, называемое космическими струнами. Космические струны – это гипотетически существующие складки пространства-времени, тонкие нити энергии, оставшиеся после Большого взрыва. Их ширина меньше атомного ядра, но они обладают феноменальной плотностью. Такая веревка длиной всего 1 м имела бы большую гравитацию, чем вся Земля, и создавала бы огромную кривизну. Готт обнаружил, что взаимодействие быстро движущихся струн может привести к созданию естественной машины времени.

Расчеты Готта еще не подтверждены наблюдениями, но ученый пытается доказать, что эти струны существуют. Однако он также говорит, что практически невозможно найти две такие струны, проходящие друг перед другом. Поэтому Готт обращает внимание на другую теоретическую основу, касающуюся космических колец, которые могут образовывать замкнутые струны. Несмотря на отсутствие доказательств их существования, в теории Готта нет прямых просчетов. Как и внутри такого «кольца» снова будет . черная дыра. И вообще, чтобы управлять системой с такой большой гравитацией, потребовались бы энергоресурсы целых галактик.

Черная дыра: путешествие во времени возможно

Galaxy M83. Черная дыра, обнаруженная в галактике M 83, вышла за теоретический предел яркости, опровергая тот факт, что предел Эддингтона является фундаментальным законом природы

Вернуться в прошлое нельзя остаться

Но допускает ли квантовая теория путешествия во времени в нашем макроскопическом масштабе? Стивен Хокинг с первого взгляда согласен. Об этом свидетельствуют интегралы Фейнмана по траекториям (суть интегралов Фейнмана в том, что они заменяют определение единственной возможной траектории любой элементарной частицы на общую сумму бесконечного множества возможных траекторий ее движения). Ведь они охватывают все возможные сценарии и, следовательно, допускают существование такого искажения пространства-времени, которое необходимо для путешествия в прошлое. Поэтому нельзя сказать, что такие поездки невозможны в принципе.

Читайте также:  О мухах

Тяжелые частицы, которые ускоряются в коллайдерах Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) или Национальной лаборатории. Стационарный в США, он развивает скорость, равную 99,99% скорости света. Однако, несмотря на увеличение мощности установки, преодолеть световую завесу не удастся.

Ау, гости из будущего!

Но если да, то почему к нам еще не приехали гости будущего? Популярное мнение состоит в том, что цивилизация будущего настолько «продвинута», что считается неуместным раскрывать секрет путешествий во времени таким необоснованным существам, как мы. Что, если увлеченный современник захочет вернуться в прошлое и раскрыть нацистам секрет атомной бомбы?..

Черная дыра: путешествие во времени возможно

Такая разная история

Может оказаться, что история – это строго фиксированная цепочка событий, поэтому, даже если вы вернетесь в прошлое, вы будете обречены сделать то же самое, что и раньше. В противном случае, возвращаясь в свое будущее, вы также можете обнаружить, что вас .. просто не существует, или ваших близких не существует, или нет страны, в которой вы живете, и т.д. Аналогичная драма – это хорошо описан в знаменитом фантастическом рассказе Рэя Брэдбери «И раскатился гром», главный герой которого в путешествии в прошлое случайно раздавил бабочку – а по возвращении обнаружил, что его родственники пишут на другом языке, а не на либеральном президент, у власти диктатор. В естествознании этот термин называется эффектом бабочки: незначительное воздействие на хаотическую систему может иметь большие и непредсказуемые последствия в другом месте и в другое время.

Другой возможный способ решения парадоксов путешествий во времени может быть описан как гипотеза альтернативной истории. Когда путешественники во времени возвращаются в прошлое, они попадают в альтернативные истории, отличные от той, которую они знают. Многие ученые сегодня говорят о возможном существовании Мультивселенной, которая может включать в себя все эти – и бесконечное множество других – варианты прошлого, которые разветвляются на бесконечное количество миров…

На первый взгляд эта гипотеза напоминает уравнения квантовой механики Фейнмана. Но между ними есть неразрешимое противоречие. В интегралах Фейнмана каждая траектория полностью включает в себя пространство-время и все, что в нем. И, как мы обнаружили, в рамках такого видения ракета может путешествовать через искривленное пространство-время в прошлое. Но в этом случае сама ракета осталась бы в том же «собственном» пространстве-времени, а значит, в той же истории. Следовательно, интегралы Фейнмана, скорее, говорят в пользу гипотезы фиксированного прошлого.

Современная наука сомневается в возможности путешествия в прошлое. Однако мы не советуем вам спорить с кем-то по этому поводу: а если с этим кто-то спорит, заранее зная будущее?..

Один источник

Оцените статью
Добавить комментарий