Фізик запропонував математичне доведення, що виключає можливість подорожей у часі в широкому класі гіпотетичних Всесвітів.
Нове дослідження фізика Хуншена Чжана з Університету Цзінань у Китаї пропонує доволі простий математичний спосіб довести, що в багатьох можливих моделях Всесвіту повернення в минуле неможливе. Для цього вченому знадобилося лише одне математичне доведення, що займає три рядки.
Читайте також:
Новий стан матерії. Вчені описали потенційне існування часової рідини У праці, опублікованій на сервері препринтів arXiv, дослідник використав рівняння нульового ейконалу. Цей математичний інструмент, що давно застосовується для вивчення поширення світла, несподівано допоміг сформулювати додаткову умову, за якої замкнені часові петлі не можуть існувати.
За словами Чжана, його дослідження ґрунтується на одній властивості напрямків: світлоподібний напрямок не може бути перпендикулярним до напрямку руху об'єкта в часі. З цього випливає, що певна математична величина неминуче зростає під час будь-якої можливої подорожі. Отже, мандрівник не може повернутися до початкової події,
адже для цього значення мало б знову стати таким, яким воно було на початку.
Іншими словами, у Всесвітах, що відповідають цим математичним умовам, можливий лише рух уперед у часі. Це нагадує дорогу з одностороннім рухом, на якій немає розворотів, об'їздів чи інших способів повернутися назад.
Дослідник зазначає, що для такого висновку не потрібні складні розрахунки, пов’язані з квантовими ефектами, екзотичною матерією, енергетичними умовами чи гравітаційними сингулярностями. Натомість достатньо простежити за зміною математичної величини, що визначається напрямками руху.
Цей новий аргумент доповнює три вже відомі групи критеріїв, за допомогою яких фізики намагаються унеможливити існування замкнених часових петель. Перша ґрунтується на існуванні універсального годинника, який завжди рухається вперед уздовж будь-якої траєкторії. Друга пов’язана з енергетичними умовами: для створення часових петель можуть знадобитися від'ємна енергія або незвичні форми матерії. Третя враховує топологію простору-часу, тобто його геометрію, зв’язність і структуру меж тих областей,
де могли б виникати часові петлі.
Водночас у праці Чжана описано два можливі винятки, за яких його математична умова може не виконуватися. Один із них пов’язаний із локальним викривленням простору-часу, наприклад поблизу масивної чорної діри, що обертається. Інший передбачає особливу топологічну структуру Всесвіту, за якої простір-час може замикатися сам на собі.
Цікаво, що запропонований підхід також змінює спосіб математичного опису Всесвіту. Замість звичних зрізів простору-часу, прив’язаних до певного моменту, вчений пропонує використовувати поверхні, що визначаються геометрією світла. Такий підхід не вимагає вибору конкретного моменту часу, а отже — і прив’язки до годинника чи спостерігача.
Читайте також:
Атомний масштаб. Дефекти в алмазі підтвердили теорію напружень 80-річної давнини
