Ученые-физики доказали возможность создания машины времени. Ученые создали математическую модель машины времени Ученые создали математическую модель машины времени
Физик-теоретик Бен Типпет из Университета Британской Колумбии вместе с астрофизиком Университета Мэриленда Дэвидомом Цзаном создали, по их словам, работающую математическую модель «машины времени», использующую принцип искривления пространства-времени Вселенной. Исследование и выводы ученых были опубликованы в журнале Classical and Quantum Gravity.
Ученые на основании общей теории относительности вывели математическую модель, которую они назвали TARDIS или Traversable Acausal Retrograde Domain in Space-time («Проходимые аказуальные ретроградные зоны в пространстве-времени»). Но не спешите радоваться возможности посетить в прошлом вашу давно почившую бабушку, отмечают ученые. Есть проблема, которая не позволяет проверить верность их математической модели, но об этом позже.
«Люди думают о путешествиях во времени как о фантастике. На самом деле, мы считаем это невозможным только потому, что мы еще не пытались это сделать на самом деле», - говорит физик-теоретик и математик Бен Типпет.
«Однако машина времени возможна, по крайней мере математически», - добавляет ученый.
В основе модели ученых лежит идея о наличии четвертого измерения Вселенной, которым является время. В свою очередь это позволяет предположить существование пространственно-временного континуума, в котором различные направления пространства и времени соединены тканью Вселенной.
Теория относительности Эйнштейна связывает гравитационные эффекты Вселенной с искривлением пространства-времени, феноменом, стоящим за эллиптическими орбитами планет и звезд. При наличии «плоского» или не искривленного пространства-времени, планеты двигались бы по прямой. Однако теория относительности говорит, что геометрия пространства-времени становится искривленной в присутствии очень массивных объектов, заставляя их крутиться вокруг звезд.
Типпет и Цанг считают, что изогнутым во Вселенной может быть не только пространство. Под действием объектом с большой массой изогнутым может быть и время. В качестве примера они приводят пространство около черных дыр.
«Ход движения времени внутри пространства-времени тоже может быть изогнутым. В качестве примера можно привести черные дыры. Чем сильнее мы к ним приближаемся, тем медленнее для нас начинает течь время», - говорит Типпет.
«Моя модель машины времени использует искривленное пространство-время, чтобы время для пассажиров стало кругом, а не прямой. И движение по этому кругу может отправить нас во времени назад».
Для проверки гипотезы ученые предлагают создать нечто вроде пузыря, который сможет нести всех, кто в нем будет находиться через время и пространство по изогнутой траектории. Если этот пузырь будет двигаться со скоростью выше, чем скорость света (по мнению ученых, это тоже математически возможно), то это позволит всем, кто будет находиться в пузыре, переместиться назад во времени.
Идея становится более понятной, если взглянуть на схему, предложенную Типпетом. В ней два действующих лица: один находится внутри пузыря/машины времени (человек А), другой - внешний наблюдатель, находящийся за пределами пузыря (человек B).
Стрела времени, которое в обычных условиях (то есть в нашей Вселенной) всегда движется вперед, в представленной схеме заставляет прошлое становиться настоящим (указана черными стрелками). По словам ученого, каждый из этих людей будет по-разному ощущать движение времени:
«Внутри пузыря объект А увидит, что события B периодически меняются, а затем реверсируются. Находящийся снаружи пузыря наблюдатель B увидит, что две версии A выходят из одного и того же местоположения: часовая стрелка поворачивается вправо, а другая - влево».
Другими словами, внешний наблюдатель увидит две версии объектов внутри машины времени: одна версия будет развиваться вперед во времени, другая - назад.
Звучит все, конечно, очень интересно, однако Типпет и Цзан говорят, мы не достигли такого уровня технологий, чтобы эту гипотезу можно было проверить на практике. У нас просто нет подходящих для строительства такой машины времени материалов.
«Хотя с математической точки зрения это может сработать, построить такую машину для перемещения внутри пространства-времени мы не можем, поскольку не обладаем нужными для этого материалами. А материалы здесь потребуются экзотические. Они позволят искривить пространство-время. К сожалению, наука пока еще не изобрела ничего подобного», - говорит Типпет.
Идея Типпета и Цзана перекликается с еще одной идеей машины времени, так называемым пузырем Алькубьерре, в основе которого тоже должны использоваться экзотические материалы для перемещения в пространстве и времени. Только в этом случае речь идет не о круговом движении в поле пространства-времени, а о движении путем сжатия пространства перед собой и расширения его позади.
Перемещения во времени возможны теоретически, но человечество пока не располагает необходимыми материалами для постройки «машины времени». Научная работа об этом опубликована в журнале Classical and Quantum Gravity, кратко о теории рассказывает сайт Phys.org .«Люди думают о путешествиях во времени как о чем-то фантастическом. Мы привыкли считать, что это невозможно, так как мы не делаем этого , — рассказал Бен Типпетт (Ben Tippett), физик-теоретик и математик из Университета Британской Колумбии в Канаде. — Но математически это возможно».
Типпет и его коллега Дэвид Цанг создали математическую модель под названием «Перемещаемая акаузальная ретроградная область в пространстве-времени» (Traversable Acausal Retrograde Domain in Space-time, TARDIS).
В качестве основы для модели Типпет и Цанг использовали Общую теорию относительности Эйнштейна. Теория связывает гравитационные эффекты во Вселенной с деформацией пространства-времени. Именно этим искривлением объясняются смещения орбит планет , на которые действует гравитация массивных космических объектов.
Типпетт и Цанг утверждают, что не только физическое пространство может быть изогнуто или скручено — время также можно искривить при близости объектов с большой массой.
«Направление времени на поверхности пространства-времени также демонстрирует искажение. Известно, что чем ближе к черной дыре мы находимся, тем медленнее течет время, — объясняет Типпетт. — Моя модель машины времени использует изогнутое пространство-время, чтобы замкнуть в кольцо кривую времени».
Исследователи описали машину времени как «пузырь», в котором по кругу в пространстве-времени движется «коробка» с наблюдателем. Скорость коробки в разы превышает скорость света, что позволяет ей возвращаться в прошлое.
«Этот пузырь сможет двигаться по круговой траектории сначала вперед, а потом назад. Внешние наблюдатели смогут видеть, как „путешественники“ развиваются в обратном направлении: собирают скорлупу яйца и отделяют сливки от кофе».
Изображение: B. K. Tippett et. al. / sciencealert.com
Исследователи описали, что будут видеть наблюдатели внутри «пузыря» и вне его. Наблюдатель внутри пузыря сначала сможет наблюдать развитие событий в «обычном» направлении, а после — в обратном. Наблюдатель вне пузыря будет видеть два варианта развития событий внутри «машины» — и «прямое», и «обратное».
«Хотя математически это осуществимо, пока построить машину пространства-времени невозможно» , — пишут авторы работы. Для этого, по их мнению, понадобится «экзотическая материя », которая позволит необходимым образом искривить пространство-время. Ее человеку еще предстоит обнаружить.
Физик-теоретик Бен Типпет из Университета Британской Колумбии вместе с астрофизиком Университета Мэриленда Дэвидомом Цзаном создали, по их словам, работающую математическую модель «машины времени», использующую принцип искривления пространства-времени Вселенной. Исследование и выводы ученых были опубликованы в журнале Classical and Quantum Gravity.
Ученые на основании общей теории относительности вывели математическую модель, которую они назвали TARDIS или Traversable Acausal Retrograde Domain in Space-time («Проходимые аказуальные ретроградные зоны в пространстве-времени»). Но не спешите радоваться возможности посетить в прошлом вашу давно почившую бабушку, отмечают ученые. Есть проблема, которая не позволяет проверить верность их математической модели, но об этом позже.
« думают о путешествиях во времени как о фантастике. На самом деле, мы считаем это невозможным только потому, что мы еще не пытались это сделать на самом деле», — говорит физик-теоретик и математик Бен Типпет.
«Однако машина времени возможна, по крайней мере математически», — добавляет ученый.
В основе модели ученых лежит идея о наличии четвертого измерения Вселенной, которым является время. В свою очередь это позволяет предположить существование пространственно-временного континуума, в котором различные направления пространства и времени соединены тканью Вселенной.
Теория относительности Эйнштейна связывает гравитационные эффекты Вселенной с искривлением пространства-времени, феноменом, стоящим за эллиптическими орбитами планет и звезд. При наличии «плоского» или не искривленного пространства-времени, планеты двигались бы по прямой. Однако теория относительности говорит, что геометрия пространства-времени становится искривленной в присутствии очень массивных объектов, заставляя их крутиться вокруг звезд.
Типпет и Цанг считают, что изогнутым во Вселенной может быть не только пространство. Под действием объектом с большой массой изогнутым может быть и время. В качестве примера они приводят пространство около черных дыр.
«Ход движения времени внутри пространства-времени тоже может быть изогнутым. В качестве примера можно привести черные дыры. Чем сильнее мы к ним приближаемся, тем медленнее для нас начинает течь время», — говорит Типпет.
«Моя модель машины времени использует искривленное пространство-время, чтобы время для пассажиров стало кругом, а не прямой. И движение по этому кругу может отправить нас во времени назад».
Для проверки гипотезы ученые предлагают создать нечто вроде пузыря, который сможет нести всех, кто в нем будет находиться через время и пространство по изогнутой траектории. Если этот пузырь будет двигаться со скоростью выше, чем скорость света (по мнению ученых, это тоже математически возможно), то это позволит всем, кто будет находиться в пузыре, переместиться назад во времени.
Идея становится более понятной, если взглянуть на схему, предложенную Типпетом. В ней два действующих лица: один находится внутри пузыря/машины времени (человек А), другой — внешний наблюдатель, находящийся за пределами пузыря (человек B).
Стрела времени, которое в обычных условиях (то есть в нашей Вселенной) всегда движется вперед, в представленной схеме заставляет прошлое становиться настоящим (указана черными стрелками). По словам ученого, каждый из этих людей будет по-разному ощущать движение времени:
«Внутри пузыря объект А увидит, что события B периодически меняются, а затем реверсируются. Находящийся снаружи пузыря наблюдатель B увидит, что две версии A выходят из одного и того же местоположения: часовая стрелка поворачивается вправо, а другая - влево».
Другими словами, внешний наблюдатель увидит две версии объектов внутри машины времени: одна версия будет развиваться вперед во времени, другая - назад.
Звучит все, конечно, очень интересно, однако Типпет и Цзан говорят, мы не достигли такого уровня технологий, чтобы эту гипотезу можно было проверить на практике. У нас просто нет подходящих для строительства такой машины времени материалов.
«Хотя с математической точки зрения это может сработать, построить такую машину для перемещения внутри пространства-времени мы не можем, поскольку не обладаем нужными для этого материалами. А материалы здесь потребуются экзотические. Они позволят искривить пространство-время. К сожалению, наука пока еще не изобрела ничего подобного», — говорит Типпет.
Идея Типпета и Цзана перекликается с еще одной идеей машины времени, так называемым пузырем Алькубьерре, в основе которого тоже должны использоваться экзотические материалы для перемещения в пространстве и времени. Только в этом случае речь идет не о круговом движении в поле пространства-времени, а о движении путем сжатия пространства перед собой и расширения его позади.
