Наука

Подорожі в часі виявилися реальними: фізики пояснили, чому не можна повернутися назад

Подорож у майбутнє можлива з погляду сучасної фізики, і для цього навіть не потрібна фантастична машина часу. Вчені пояснили, що завдяки ефектам, передбаченим Альбертом Ейнштейном, людина теоретично може потрапити у світ через сотні років, але повернення в минуле залишається нерозв'язаною проблемою.

Про це пише Futura Sciences.

Можливість переміщення в часі десятиліттями цікавить фізиків, які намагаються зрозуміти фундаментальні закони Всесвіту. Головна складність полягає в тому, що наука досі не має повного пояснення природи самого часу та його зв'язку з іншими фізичними явищами.

Водночас теорії відносності Альберта Ейнштейна вже дозволяють описати ситуації, коли час для різних спостерігачів плине неоднаково. Його швидкість залежить від руху об'єктів і сили гравітаційного поля.

Астрофізикиня Університету Йорка Емма Осборн наголошує, що подорожі в майбутнє в певному розумінні є реальним фізичним явищем. Йдеться про сповільнення часу, яке неодноразово підтверджували експериментами.

За спеціальною теорією відносності, чим швидше рухається об'єкт, тим повільніше плине час для нього порівняно з нерухомим спостерігачем.

Найпомітнішим цей ефект стає за швидкостей, близьких до швидкості світла.

Саме на цьому принципі ґрунтується знаменитий парадокс близнюків. Якщо один із братів вирушить у космічну подорож із величезною швидкістю, а другий залишиться на Землі, після повернення астронавт виявиться молодшим за свого близнюка.

Квантовий фізик Оксфордського університету Влатко Ведрал пояснює, що така різниця у віці виникатиме через неоднакову тривалість часу для мандрівника та людини на Землі. Подібні ефекти існують і під час реальних космічних польотів, хоча через порівняно невеликі швидкості вони надзвичайно малі.

Ще один спосіб впливати на плин часу пов'язаний із гравітацією. Поблизу масивних об'єктів, наприклад чорних дір, годинники йдуть повільніше порівняно з годинниками далеко від сильного гравітаційного поля.

Навіть на Землі час на різній висоті плине трохи неоднаково. Через сильніше гравітаційне поле ближче до поверхні планети годинник біля ніг людини йде повільніше, ніж біля її голови.

Цей ефект має практичне значення для супутникової навігації. Годинники космічних апаратів потребують поправок на відносність,

інакше похибки визначення координат могли б накопичуватися до багатьох кілометрів за добу.

Теоретично людина могла б здійснити подорож на кораблі зі швидкістю, близькою до світлової, і повернутися на Землю після того, як тут минули десятиліття або століття. Для самого мандрівника при цьому пройшло б значно менше часу.

Набагато складнішою виявляється проблема повернення в минуле. Фізик-теоретик Барак Шошані з канадського Університету Брока визнає, що сучасних знань недостатньо для остаточної відповіді на питання про таку можливість.

Один із теоретичних сценаріїв передбачає існування замкнутих часоподібних кривих. Математик Курт Гедель ще 1949 року описав математичні моделі, у яких шлях крізь простір-час може повертатися до власного минулого.

Однак жодних доказів існування таких шляхів у реальному Всесвіті немає. Також невідомо, чи можливо створити необхідні для цього фізичні умови навіть за допомогою надзвичайно розвинених технологій.

Інший варіант запропонував фізик Річард Готт у 1991 році. Його модель передбачала використання космічних струн — гіпотетичних об'єктів,

які за певних умов могли б викривляти простір-час.

Проте космічні струни досі не виявлені. Космологиня Кеті Мак зазначає, що вчені не мають підтверджень ані їхнього існування, ані можливості створити з їхньою допомогою шлях у минуле.

Ще одна популярна ідея пов'язана з кротовими норами, або червоточинами. Це гіпотетичні тунелі в просторі-часі, які могли б з'єднувати віддалені точки Всесвіту.

Загальна теорія відносності допускає існування подібних структур у певних математичних розв'язках. Однак їх ніколи не спостерігали, а підтримання прохідної червоточини потребувало б фізичних умов, які людство поки не вміє створювати.

Додаткові загадки виникають у квантовій механіці. Зокрема, квантова нелокальність описує незвичайні кореляції між частинками, які можуть зберігатися навіть на великій відстані, але не дозволяють передавати інформацію швидше за світло.

Філософиня фізики Емілі Адлам звертає увагу на гіпотезу ретропричинності, за якою майбутні події можуть впливати на минулі стани квантових систем. Проте ця концепція залишається предметом наукових дискусій і не означає можливості відправити людину або повідомлення в минуле.

Навіть якщо певні квантові процеси допускають незвичайний зв'язок між минулим і майбутнім, використати їх для створення машини часу поки неможливо. Зокрема, такі ефекти не дозволяють передати собі інформацію про майбутні події на кшталт виграшних номерів лотереї.

Фізики також досі не створили єдиної теорії, яка повністю поєднувала б загальну відносність і квантову механіку. Барак Шошані наголошує, що без такого фундаментального пояснення законів Всесвіту остаточно визначити можливість подорожей у минуле наука поки не здатна.

Крива, Поправка, закон

Читайте ще