Стрибнути в майбутнє, повернутися в минуле, щоб його виправити – подорожі в часі зачаровують не тільки письменників-фантастів, а й фізиків. Але що насправді каже про це наука? Чи зможемо ми колись побудувати справжню машину часу – щоб помчати назад у давні часи або відвідати своїх праправнуків?
Щоб відповісти на це питання, спершу потрібно зрозуміти, як працює сам час. Адже фізики поки що навіть близько не наблизилися до відповіді на це питання, пише Futura. Але все ж – одне ми можемо стверджувати з упевненістю. Подорожі в майбутнє – це реально. А ось подорожі в минуле – або неймовірно складні, або просто неможливі.
Усе починається з теорій відносності Альберта Ейнштейна. Вони описують простір, час, масу та гравітацію. І головний висновок з них такий – час не тече з постійною швидкістю. Він може прискорюватися або сповільнюватися – залежно від обставин.
Відео дняІ саме тут подорож у часі стає не науковою фантастикою, а саме науковим фактом – із серйозними реальними наслідками, заявила астрофізик з Університету Йорка Емма Осборн.
Як фізика дозволяє нам подорожувати в майбутнє
Час плине повільніше, коли ви рухаєтеся дуже швидко. Але для того, щоб цей ефект був помітним, ви повинні наближатися до швидкості світла. Звідси й знаменитий "парадокс близнюків" – той із двох близнюків, який стає астронавтом і відлітає в космос зі швидкістю, близькою до швидкості світла, – старіє повільніше, ніж той, що залишається на Землі.
Якщо ви здійсните таку подорож і повернетеся додому – ви насправді будете молодші за свого близнюка, підсумовує Влатко Ведрал – квантовий фізик з Оксфордського університету. Близнюки Скотт і Марк Келлі випробували це на собі на практиці – хоча місяці, які Скотт провів у космосі, навіть близько не наближалися до швидкості світла.
Гравітація має подібний ефект. Час сповільнюється в сильних гравітаційних полях – наприклад, поруч із чорною дірою. Ваша голова старіє швидше, ніж ваші ноги. Тому що на рівні землі гравітація Землі сильніша.
Саме це явище лежить в основі сюжету фільму "Інтерстеллар". У космосі годинник йде швидше, ніж годинник на Землі – і його доводиться постійно коригувати. Без такої корекції навігаційні сервіси помилялися б приблизно на 10 кілометрів на день.
Тому теорія відносності робить можливою подорож у майбутнє. І вам навіть не потрібна якась надсучасна "машина". Вам просто потрібно рухатися зі швидкістю, близькою до швидкості світла, – або провести час поруч із дуже сильним гравітаційним полем. По суті – це одне й те саме.
Результат буде однаковим. Ви переживете відносно короткий відрізок суб’єктивного часу. А для решти Всесвіту тим часом минуть десятиліття або навіть століття. Якщо ви хочете побачити світ через кілька сотень років – ось вам рецепт. А ось повернення назад – це вже зовсім інша історія. І не особливо радісна.
Труднощі повернення в минуле
А чи можливо це взагалі? Барак Шошані – фізик-теоретик з Університету Брока в Канаді – не налаштований оптимістично. "Те, що ми маємо зараз, – це недостатньо фактів і, можливо, недостатньо теорій", – заявив він. Теорія відносності пропонує деякі дуже теоретичні шляхи – але нічого конкретного.
Як зазначає Кеті Мак – теоретична космологиня з Інституту периметра – люди роблять усе можливе, намагаючись перебудувати простір-час так, щоб уможливити подорож у минуле.
Один із варіантів – це створення так званої "замкнутої часоподібної кривої". Це такий шлях крізь простір і час, який замикається сам на себе. Математик Курт Гедель описав це ще в 1949 році. Але є проблема. "У нас немає жодних даних про те, чи існують такі речі десь у Всесвіті", – підкреслив Влатко Ведрал.
Тобто – це суто теорія без жодного доказу. Навіть із технологіями, які значно перевершують наші, – ми навряд чи зможемо коли-небудь навмисно створити таку криву, додав філософ Емілі Адлам. Та й чи хотіли б ми цього насправді? Як зазначає Ведрал, ви б буквально повторювали одні й ті самі події знову і знову.
Інший сценарій був викладений фізиком Річардом Готтом у 1991 році
Дві "космічні струни", що перетинаються в протилежних напрямках, утворювали б замкнуті петлі навколо себе. Але де ці уявні об’єкти? Їх ніколи не виявляли. І, за словами Кеті Мак, "у нас немає жодних підстав вважати, що космічні струни існують. Або що вони перетинаються настільки зручно".
Є й ще одне явище, яке, судячи з усього, пояснює теорія відносності – це так звані кротові нори. Теоретично – простір-час може бути викривленим, як аркуш паперу. Це уможливило б "прокласти тунель" між двома віддаленими точками. "Кротові нори теоретично можливі в загальній теорії відносності", – підтверджує Ведрал.
Але й тут починаються складнощі. По-перше, немає жодних доказів того, що вони існують. Математика показує, що вони можуть існувати. Але фізичне існування – це вже зовсім інша справа, зазначає Емма Осборн. Також – вони були б надзвичайно швидкоплинними.
Їх часто описують як дві з’єднані чорні діри. Вони б породжували настільки сильні гравітаційні поля, що обвалилися б під власною вагою. І нарешті – вони були б мікроскопічними. Надто крихітними для того, щоб людина чи навіть бактерія могли через них пройти.
Квантова механіка та інші "дикі" теорії
Квантова механіка – це вже зовсім новий ряд парадоксів. Вона описує неймовірно малий світ. Там фізика відкрито сміється над нашою людською інтуїцією. Одне з найдивніших її спостережень – це нелокальність.
Тобто – зміна стану однієї частинки може миттєво вплинути на іншу. Це Ейнштейн називав "моторошною дією на відстані". Це багаторазово доводили в експериментах – і навіть удостоїли Нобелівської премії.
Багато фізиків почуваються дуже некомфортно поруч із цією нелокальністю, зазначає Емілі Адлам. Адже будь-який миттєвий ефект означав би, що інформація передається швидше за швидкість світла. А це вважається неможливим. Дехто пропонує інші інтерпретації – щоб позбутися нелокальності.
Але вони "підривають" саме наше уявлення про час. Замість миттєвих нелокальних ефектів – вплив міг би бути спрямований у майбутнє. А там – зрештою – розвернутися й піти в минуле. Ззовні це все одно здавалося б миттєвим, пояснює вона.
Так з’являється поняття ретропричинності. Це коли майбутні події впливають на минуле. Не всі фізики її приймають. Багато хто вважає – вона така ж тривожна, як і сама нелокальність. А то й більше.
Але навіть якби ретропричинність була реальною – це не перетворило б нас на мандрівників у часі. Як заявляє Адлам: "Ретропричинність – це все ж не зовсім те саме, що подорож у часі". По-перше – спостереження нелокальності стосуються лише крихітної жменьки частинок. Масштабувати це до розміру людини – або навіть до чогось такого великого, як аркуш паперу – це величезне завдання.
Також – надіслати повідомлення в минуле все одно неможливо. Ретропричинність дуже специфічним чином "прихована" тим, як вона працює. У типовому експерименті – результат, який отримує один дослідник, – залежав би від пізнішого вимірювання іншого дослідника.
Але лише за умови, що цей другий експеримент знищить усі сліди першого. Тобто – ви могли б у певному сенсі надіслати сигнал у минуле. Але лише знищивши всі записи про те, що сталося, – каже Адлам. Це точно не те, як ви могли б надіслати собі цифри минулорічної лотереї.
Згідно з нашим нинішнім розумінням Всесвіту – ми потенційно можемо подорожувати в майбутнє. А ось повернення в минуле – це щось, що лежить за межами наших можливостей. Єдина лазівка, яка залишається, – це те, що самі наші теорії неповні. Теорія відносності та квантова механіка блискуче працюють кожна у своїй галузі. Але при цьому вони несумісні. І за десятиліття пошуків теорії, що їх об’єднає, – у нас її все ще немає.
Як підсумовує Барак Шошані: "Поки у нас немає цієї теорії – ми не можемо бути впевнені ні в чому".
Раніше УНІАН повідомляв, що книгу Ньютона про закони тяжіння продали за величезну суму.
Вас також можуть зацікавити новини:
- Бактерії та неприємний запах: які місця в унітазі потрібно чистити особливо ретельно
- Правило 5 секунд: вчені спростували небезпечний міф про їжу
- Скільки буде (-3)² − (-1)²: математична головоломка, в якій все вирішують дужки
