Je li moguće putovanje vremenom? A ako je tako, kako bi to izgledalo? Kreditna slika: Wikimedia Commons korisnik Kjordand.

Je li, prema znanosti, moguće putovanje vremenom?

Naprijed? Apsolutno. Unazad? Možda. Postaješ svoj djed? Samo ako ste Philip J. Fry ...

"Jedna od sjajnih stvari o glazbi je to što ima sposobnost putovanja vremenom - u sobi osjetite određeni miris i ona vas vraća u djetinjstvo. Osjećam kao da glazba to može, i to mi se stalno događa. " -M. štićenik

Jeste li ikada sanjali o putovanju kroz vrijeme? Ne standardnom "dosadnom" brzinom kojom se obično bavimo - u sekundi u sekundi - već bilo:

  • brže, tako da se vi završite daleko u budućnost, ostajući pritom isti dob,
  • sporije, tako da biste mogli postići mnogo više nego bilo tko drugi u istom intervalu,
  • ili unatrag, tako da biste se mogli vratiti u prošlost i promijeniti ga, možda mijenjajući budućnost ili čak sadašnjost?

To se može činiti kao izvanredna znanstvena fantastika, ali ne pripada sve kategoriji "fantastike": putovanje kroz vrijeme je jedna stvar u znanosti kojoj si ne možete pomoći da to radite bez obzira na to što radite! Pitanje je koliko možete to manipulirati vlastitim ciljevima i kontrolirati svoje kretanje kroz vrijeme.

Primjer svjetlosnog konusa, trodimenzionalne površine svih mogućih svjetlosnih zraka koje dolaze i odlaze iz neke točke u prostornom vremenu. Što se više krećete kroz prostor, manje se krećete kroz vrijeme i obrnuto. Bonus slike: Wikimedia Commons korisnik MissMJ.

Kada je Einstein 1905. godine predstavio posebnu relativnost, razumijevanje da svaki masivni objekt u Svemiru mora putovati kroz vrijeme samo je jedna od njegovih zapanjujućih implikacija. Za drugu smo naučili da fotoni - ili bilo koja bezmasna čestica - po tom pitanju - uopće ne mogu doživjeti vrijeme u svom referentnom okviru: od trenutka koji se emitira do trenutka kada je apsorbira, samo ogromni promatrači (poput nas) mogu vidjeti prolazak vremena. Iz referentnog okvira fotona, čitav Svemir u svom smjeru putovanja se svodi na jednu točku, a apsorpcija i emisija događaju se istovremeno: trenutno.

Fotografije za izrazito različite energije vide se kako putuju istim brzinama. Brzina svjetlosti je jedina brzina kojom neprekidne čestice putuju i ne doživljavaju vrijeme iz svojih referentnih okvira. Kreditna slika: NASA / Sveučilište Sonoma State / Aurore Simonnet.

Ali imamo masu. A za sve što ima masu, ograničeni ste da uvijek u vakuumu putujete brzinom manjom od brzine svjetlosti. I ne samo to, već bez obzira koliko se brzo krećete u odnosu na bilo što drugo - ubrzavate li ili ne - uvijek ćete opažati svjetlost koja se kreće tom jednom konstantnom brzinom: c, brzina svjetlosti u vakuumu , Ovo je snažno promatranje i ostvarenje, a dolazi sa fascinantnom posljedicom: ako promatrate nekoga u pokretu u odnosu na vas, čini se da će njihov sat teći sporo.

Zamislite "svjetlosni sat", ili sat koji radi na principu da svjetlost odskoči naprijed-natrag između dva ogledala. Što se brže osoba u pokretu kreće u odnosu na vas, to će se veća brzina svjetlosti kretati u tom poprečnom (preko) smjera, a ne u smjeru prema gore i dolje, pa će se, čini se, sporije kretati njihov sat.

Svjetlosni sat, formiran fotonom koji se odbija između dva zrcala, definirat će vrijeme za promatrača. Ali različiti će promatrači vidjeti kako satovi rade različitim brzinama. Bonus slike: John D. Norton.

Na isti način, čini se da će se vaš sat kretati sporo u odnosu na njih; vidjet će da vrijeme polako prolazi za vas! Jasno je da to ne može biti obojica: kada se vas dvoje ponovno okupite, jedan će biti stariji, a drugi mlađi.

Koji?

To je priroda Einsteinova problema "paradoksa" blizanaca. Kratki odgovor: ako pretpostavimo da ste započeli u istom referentnom okviru (na primjer, na odmoru na Zemlji), a vi se naknadno završite u tom istom referentnom okviru, osoba koja je putovala starije će imati manje godina, imalo je vremena za prolaziti po „sporoj“ brzini, dok će osoba koja je ostala kod kuće imati vremena za „normalnu“ stopu.

Ako se približite brzini svjetlosti, putnik će proći znatno drugačije od nasuprot osobi koja ostaje u stalnom referentnom okviru. Bonus slike: Twin Paradox, putem http://www.twin-paradox.com/.

Dakle, ako želite brzo putovati naprijed u vremenu, samo ubrzajte do velike (blizu svjetlosti) brzine, kretajte se tom brzinom neko vrijeme, a zatim se vratite da se odmorite na početnoj lokaciji. (Ovo će uključivati ​​neke okrete!) Učinite to, a možete - ovisno o teorijskoj kvaliteti vaše opreme - putovati danima, mjesecima, desetljećima, eonima ili milijardama godina u budućnost!

Možete biti svjedoci evolucije i uništenja čovječanstva; kraj Zemlje i Sunca; disocijacija naše galaksije; toplinska smrt samog Svemira. Sve dok u svom svemirskom brodu imate dovoljno snage možete putovati koliko god želite u budućnost.

Vrijeme putovanja svemirske letjelice koja dolazi do odredišta ako ubrzava konstantnom brzinom zemljine gravitacije. Imajte na umu da, s obzirom na dovoljno vremena, možete ići bilo gdje. Kreditna slika: P. Fraundorf na Wikipediji.

Ali unazad je druga priča. Jednostavna posebna relativnost ili odnos prostora i vremena na osnovnom nivou bio je dovoljan da nas uvede u budućnost. Ali ako se želimo vratiti - ili u prošlost - trebat ćemo se uputiti u Opću relativnost, odnosno na odnos između vremena i materije i energije. U ovom slučaju, prostor i vrijeme tretiramo kao nerazdvojnu tkaninu, a materija i energija su ono što ga krivi ili izazivaju promjene u samoj tkanini.

Za naš Svemir, kako ga znamo, prostorno vrijeme je prilično dosadno: gotovo je savršeno ravno, jedva zakrivljeno i nikako da oblikuje ili (uočljivo) oblikuje petlje na sebi.

Tkanina svemirskog vremena, ilustrirano, s pukotinama i deformacijama zbog mase. Zakrivljenost prostornog vremena u našem Svemiru, čak i crnim rupama, ne stvara se kao da stvara zatvorene krivulje. Kreditna slika: Lionel Bret / Euriolos.

Ali u nekim modelima Univerzuma - u nekim rješenjima za Einsteinovu Opću relativnost - možete se petljati na sebe. Ako se svemir petlja na sebe, možete dugo i dugo putovati u jednom smjeru i natrag natrag tamo gdje ste započeli: posljedica zatvorenog Univerzuma.

Pa, ne možete imati rješenja samo sa zatvorenim krivuljama sličnim prostoru, već možete imati i vremenske razmake sa zatvorenim vremenskim krivuljama. Zatvorena krivulja nalik vremenu podrazumijeva da možete doslovno putovati natrag u vrijeme, proživjeti određene uvjete i vratiti se na isto mjesto iz kojeg ste krenuli.

Mapiranjem koordinate udaljenosti izvan horizonta događaja, R, s inverznom koordinatom unutar horizonta događaja, r = 1 / R, pronalazite jedinstveno preslikavanje prostora 1 na 1. Međutim, povezivanje dva različita mjesta bilo u prostoru ili vremenu putem crvotočine ostaje samo teoretska ideja. Kreditna slika: Wikimedia Commons korisnik Kes47.

Ali to je matematičko rješenje; opisuje li ta matematika naš fizički Svemir? Čini se da to nije slučaj. Zakrivljenosti i / ili diskontinuiteti, za koje bi nam trebao potreban naš Univerzum, divlje su nespojive s onim što promatramo, čak i blizu neutronskih zvijezda i crnih rupa: najekstremniji primjeri zakrivljenosti u našem Svemiru.

Naš se svemir može okretati na globalnoj razini, ali promatrane granice rotacije su oko 100 000 000 puta previše stroge da bismo priznali zatvorene vremenske krivulje koje žudimo. Ako želite ići naprijed u vremenu, prigušeni DeLorean - ako pretpostavimo da "souped-up" znači relativistički - doći će vas tamo, kao i vlačni voz, koji je prvotna ideja Einsteina!

Vlak Julesa Verna od natrag u budućnost, III dio. To možda nije imao na umu Einstein! Kreditna slika: R. Zemeckis / Povratak u budućnost III.

Ali idete unatrag? Možda je bolje da se ne možete vratiti na vrijeme, spriječiti oca da se oženi vašom majkom i stvoriti vremenski paradoks.

Obiteljsko stablo Philipa J. Frya, u koje putuje unatrag vremena, kopulira s bakom i postaje vlastiti djed. Čini se da ne volimo ove vrste paradoksa. Kreditna slika: Jedinica 3.0 wikija Infosphere.

Na stranu Futurama, ideja da se putuje unatrag u vremenu vjerojatno će i dalje fascinirati čovječanstvo, ali ta polovica putovanja - polovica - gotovo sigurno će ostati vječno fikcija u budućnost. To nije matematički nemoguće, ali svemir se temelji na fizici, koja je poseban podskup matematičkih rješenja. Na temelju onoga što smo opazili, naši snovi o ispravljanju naših pogrešaka odlaskom u prošlost vjerovatno će postojati samo u našim zamislima.

Uživajte u još detaljnijoj raspravi o putovanju kroz vrijeme o najnovijoj epizodi emisije "Starts With A Bang", sada dostupnoj za slušanje i preuzimanje gdje god idete!

Starts With A Bang sa sjedištem u Forbesu, ponovno objavljen na Mediumu zahvaljujući našim pristalicama Patreona. Naručite Ethanovu prvu knjigu, Beyond The Galaxy, i unaprijed naručite njegovu sljedeću, Treknology: The Science of Star Trek from Tricorders to Warp Drive!