Путешествия во времени: фантазия или наше будущее
Наверняка многие хотели бы изменить прошлое или увидеть будущее, но ни один человек никогда не демонстрировал такого рода путешествия во времени, которые можно увидеть в научной фантастике. Однако теории ученых говорят об обратном. Так можно ли путешествовать во времени на самом деле?
Альберт Эйнштейн разработал свою специальную теорию относительности в 1905 году, которая стала одним из основополагающих принципов современной физики. Данная теория описывает связь между пространством и временем для объектов, движущихся с постоянными скоростями по прямой.
Теория довольно проста. Во-первых, все вещи измеряются по отношению к чему-то другому, то есть нет «абсолютной» системы отсчета. Во-вторых, скорость света постоянна. Она остается неизменной несмотря ни на что. И в-третьих, ничто не может быть быстрее скорости света.
Из этих простых принципов разворачивается реальное путешествие во времени. Для наблюдателя, путешествующего с большой скоростью в корабле, время будет замедляться, а сам он вместе с кораблём должен сокращаться в размерах в направлении движения для того, чтобы скомпенсировать тем самым эффекты от движения и соблюсти принцип относительности.
Альберт Эйнштейн
Астронавт Скотт Келли провел 520 дней на орбите, а Марк Келли — 54 дня в космосе. Разница в скорости, с которой они переживали время в течение своей жизни, фактически увеличила разрыв в возрасте между двумя мужчинами. «Итак, там, где раньше я был всего на 6 минут старше, теперь я старше на 6 минут и 5 миллисекунд», — сказал Марк Келли на дискуссии 12 июля 2020 года.
Глобальная система позиционирования (GPS) помогает нам точно знать, где мы находимся благодаря нескольким десяткам спутников, расположенных на высокой околоземной орбите. Спутники вращаются вокруг планеты с расстояния 20 100 километров, двигаясь со скоростью 14 000 км/ч.
Согласно специальной теории относительности, чем быстрее объект движется относительно другого объекта, тем медленнее первый объект испытывает время. Публикации Американского физического общества Physics Central гласят, что для спутников GPS с атомными часами этот эффект сокращает 7 микросекунд или 7 миллионных долей секунды каждый день.
Путешествие во времени
Тогда, согласно общей теории относительности, часы ближе к центру большой гравитационной массы, такой как Земля, тикают медленнее, чем часы, находящиеся дальше. Итак, поскольку спутники GPS намного дальше от центра Земли по сравнению с часами на поверхности, это добавляет еще 45 микросекунд на спутниковые часы GPS каждый день. В сочетании с отрицательными 7 микросекундами из расчета специальной теории относительности чистый результат составляет добавленные 38 микросекунд. Это означает, что для поддержания точности, необходимой для точного определения времени инженеры должны учитывать дополнительные 38 микросекунд в день каждого спутника.
Что такое червоточины?
По словам NASA, общая теория относительности может также предоставить сценарии, которые позволят путешественникам вернуться в прошлое. Но физическая реальность этих методов путешествия во времени — не «кусок пирога».
Червоточины — это теоретические «туннели» через пространство времени, которые могут соединять разные моменты или места в реальности с другими. Однако несмотря на то, что в научной фантастике они присутствуют, в реальной жизни не было обнаружено никаких червоточин. «На данный момент все это очень гипотетично. Никто не думает, что мы скоро найдем червоточину», — отметил Стивен Хсу, профессор теоретической физики в Университете штата Орегон.
Червоточины
Новая теория, которая предполагает, что червоточины могут работать как жизнеспособные ярлыки пространства-времени, была описана физиком Паскалем Койраном. В рамках исследования Койран использовал метрику Эддингтона-Финкельштейна, которая использовалась в большинстве предыдущих анализов. В прошлом путь частицы нельзя было проследить через гипотетическую червоточину. Однако, используя метрику Эддингтона-Финкельштейна, физик смог добиться именно этого. Статья Койрана была описана в октябре 2021 года в базе данных arXiv, прежде чем ее опубликовали в журнале современной физики.
Альтернативные теории путешествий во времени
Несмотря на то, что теории Эйнштейна затрудняют путешествие во времени, некоторые исследователи предложили другие решения, которые позволяли бы перемещаться в прошлое и в будущее. Обратимся к одной из них.
Теория перемещения во времени
Физик-теоретик Амос Ори из Израильского технологического института предложил модель машины времени. Израильтянин сумел поставить фактически фантастическую гипотезу на «научные рельсы». Теория перемещения во времени профессора Ори отныне позволяет уверенно говорить о том, что теоретически машина времени может быть создана. Теория Амоса Ори была опубликована в научном журнале «Физическое обозрение». В её основе лежит вывод Курта Геделя о возможности существования разных моделей пространства-времени. По мысли автора, в случае придания простанственно-временному континууму форму воронки или кольца, появится возможность перемещения в прошлое. Каждый новый виток подобной структуры будет уводить путешественника все глубже в толщу веков.
Впрочем, для создания подобного искривления пространства-времени требуются гравитационные силы, которыми человечество пока не располагает. Однако Амос Ори уверен, что скорость развития технологий очень высока, предсказать, каковы будут энергетические возможности человечества через полсотни лет практически невозможно.
Перевод: SOLENKA.INFO — Анастасия Королькова
