Co je čas? Augustine Požehnaná řekla: „Vím, co je čas, dokud na to nemyslím.“Podle standardního fyzického modelu je čas vedle tří prostorových rozměrů čtvrtou dimenzí. Takže to můžete projít. Autoři sci-fi už léta využívali možnosti cestování časem různými způsoby. Každé století ovládáme stále více nových technologií, objevujeme nové aspekty vědy. Co nám zbývá, abychom se dozvěděli o cestování časem, než začneme s jeho realizací?
Možná jste si všimli, že se neustále pohybujeme v čase. Pohybujeme se skrz to. Na základní úrovni konceptu je čas rychlostí změny vesmíru a bez ohledu na to, zda se nám to líbí nebo ne, podléháme neustálým změnám. Stárneme, planety se pohybují kolem Slunce, věci jsou zničeny.
Měříme průchod času v sekundách, minutách, hodinách a letech, ale to vůbec neznamená, že čas teče konstantní rychlostí. Stejně jako voda v řece, čas plyne různými způsoby na různých místech. Stručně řečeno, čas je relativní.
Co ale způsobuje dočasné kolísání na cestě z kolébky do hrobu? Všechno to spadá do vztahu mezi časem a prostorem. Člověk je schopen vnímat ve třech rozměrech - délka, šířka a hloubka. Čas doplňuje tuto stranu jako nejdůležitější čtvrtou dimenzi. Čas neexistuje bez prostoru, prostor mimo čas neexistuje. A tento pár je spojen v časoprostorovém kontinuu. Každá událost, která se koná ve vesmíru, musí zahrnovat prostor a čas.
V tomto článku se budeme zabývat nejreálnějšími a každodenními možnostmi cestování časem v našem vesmíru, jakož i méně dostupnými, ale neméně možnými cestami ve čtvrté dimenzi.
Dočasné cestování do budoucnosti
Pokud chcete žít pár let trochu rychleji než někdo jiný, musíte se vypořádat s časoprostorem. Globální polohové satelity to dělají každý den, tři miliardiny sekundy před přirozeným průběhem času. Na oběžné dráze plyne čas rychleji, protože satelity jsou daleko od hmotnosti Země. A na povrchu hmota planety nese čas a zpomaluje ji v relativně malém měřítku.
Propagační video:
Tento efekt se nazývá dilatace gravitačního času. Podle Einsteinovy teorie obecné relativity se gravitace ohýbá časoprostor a astronomové používají tento důsledek při studiu světla procházejícího blízko masivních objektů.
Co to však má společného s načasováním? Pamatujte - každá událost, která se objeví ve vesmíru, zahrnuje jak prostor, tak čas. Gravitace spojuje nejen prostor, ale také čas.
Vzhledem k tomu, že jste v průběhu času, stěží si všimnete změny v jejím průběhu. Ale objekty, které jsou dostatečně masivní - jako supermasivní alfa díra Střelce, který se nachází ve středu naší galaxie - vážně pokřiví strukturu času. Hmotnost bodu jedinečnosti je 4 miliony sluncí. Tato hmota zpomaluje čas na polovinu. Pět let na oběžné dráze černé díry (aniž by do ní spadl) je deset let na Zemi.
Rychlost pohybu také hraje důležitou roli v rychlosti toku naší doby. Čím blíže se dostanete k maximální rychlosti pohybu - rychlosti světla - tím pomalejší čas plyne. Na konci cesty začnou hodiny rychle jedoucího vlaku „pozdě“o jednu miliardtu sekundy. Pokud vlak dosáhne 99,999% rychlosti světla, za jeden rok ve vlakovém voze můžete do budoucnosti cestovat o dva sta dvacet tři let.
Ve skutečnosti jsou hypotetické budoucí cesty v budoucnosti postaveny na této myšlence, promiňte tautologii. Ale co minulost? Můžeš se vrátit zpět?
Dočasné cestování v minulosti
Zjistili jsme, že cesta do budoucnosti se děje pořád. Vědci to experimentálně dokázali a tato myšlenka je jádrem Einsteinovy teorie relativity, která letos obrací 100. Je docela možné přejít do budoucnosti, jedinou otázkou je „jak rychle“? Pokud jde o cestování zpět v čase, odpověď je podívat se na noční oblohu.
Galaxie Mléčná dráha je široká asi 100 000 světelných let, což znamená, že světlo ze vzdálených hvězd musí cestovat tisíce a tisíce let, než dosáhne Země. Chyťte toto světlo a v podstatě se jednoduše podíváte do minulosti. Když astronomové měří kosmické mikrovlnné záření, dívají se do vesmíru tak, jak to bylo před 10 miliardami let. Ale to není všechno.
V Einsteinově teorii relativity není nic, co by vylučovalo možnost cestovat do minulosti, ale velmi možná existence tlačítka, které by vás mohlo přivést zpět k včerejšku, porušuje zákon kauzality nebo příčiny a následky. Když se ve vesmíru něco stane, událost vygeneruje nový nekonečný řetězec událostí. Příčina se vždy rodí před účinkem. Jen si představte svět, kde by oběť zemřela, než kulka zasáhne její hlavu. Jedná se o porušení reality, ale přesto mnoho vědců nevylučuje možnost cestovat do minulosti.
Například se věří, že pohyb rychleji, než je rychlost světla, může poslat zpět do minulosti. Pokud se čas zpomalí, když se objekt přiblíží rychlosti světla, může zlomit tuto bariéru vrátit čas zpět? Samozřejmě, když se blíží rychlost světla, relativistická hmota objektu také roste, to znamená, že se blíží k nekonečnu. Zdá se nemožné urychlit nekonečnou hmotu. Teoreticky může rychlost deformace, to znamená deformace rychlosti jako takové, klamat univerzální zákon, ale i to bude vyžadovat kolosální energetické náklady.
Co když čas cestování do budoucnosti a minulosti nezávisí ani tak na našich základních znalostech vesmíru, ale spíše na existujících kosmických jevech? Pojďme se podívat na černou díru.
Černé díry a Kerrovy prsteny
Obíhejte kolem černé díry dostatečně dlouho a gravitační časová dilatace vás hodí do budoucnosti. Ale co když spadnete přímo do čelistí tohoto kosmického netvora? Již jsme psali o tom, co se stane, když se vrhneme do černé díry, ale nezmínili jsme takovou exotickou škálu černých děr, jako je Kerrův prsten. Nebo Kerrovu černou díru.
V roce 1963 navrhl nový Zéland matematik Roy Kerr první realistickou teorii rotující černé díry. Koncept zahrnuje neutronové hvězdy - například masivní padající hvězdy o velikosti Petrohradu, ale s hmotou Země Slunce. Zařadili jsme neutronové díry do seznamu nejzáhadnějších objektů ve vesmíru a nazvali je magnetary. Kerr teoretizoval, že pokud umírající hvězda se zhroutila do rotujícího kruhu neutronových hvězd, jejich odstředivá síla by jim zabránila, aby se staly singularitou. A protože černá díra nebude mít bod singularity, Kerr usoudil, že by bylo možné se dovnitř dostat, aniž by se obával roztržení gravitací uprostřed.
Pokud existují Kerrové černé díry, mohli bychom je projít a vystoupit do bílé díry. Je to jako koncovka černé díry. Místo sání všeho, co může, bílá díra naopak vyhodí vše, co může. Možná i v jiném čase nebo v jiném vesmíru.
Kerrské černé díry zůstávají teorií, ale pokud existují, jsou portály nejrůznějších a nabízejí jednosměrné cestování do budoucnosti nebo minulosti. A zatímco by se takto mohla vyvinout extrémně pokročilá civilizace a cestovat časem, nikdo neví, kdy „divoká“Kerrova černá díra zmizí.
Červí díry (červí díry)
Teoretické Kerrovy prsteny nejsou jediným způsobem, jak „zkrátit“cesty do minulosti nebo do budoucnosti. Sci-fi filmy - od Star Treku po Donnieho Darka - se často zabývají teoretickým mostem Einstein-Rosen. Pro vás jsou tyto mosty lépe známé jako červí díry.
Einsteinova obecná teorie relativity umožňuje existenci červí díry, protože teorie velkého fyzika je založena na zakřivení časoprostoru pod vlivem hmoty. Chcete-li pochopit toto zakřivení, představte si texturu spacetime jako bílý list a složte jej na polovinu. Plocha listu zůstane stejná, nebude se zdeformovat, ale vzdálenost mezi dvěma body kontaktu bude zřetelně menší, než když fólie leží na rovném povrchu.
V tomto zjednodušeném příkladu je prostor zobrazen jako dvourozměrná rovina, nikoli čtyřrozměrná, což ve skutečnosti je (pamatujte na čtvrtou dimenzi - čas). Podobně fungují hypotetické červí díry.
Rychlý posun vpřed do vesmíru. Koncentrace hmoty ve dvou různých částech vesmíru by mohla vytvořit nějaký tunel v časoprostoru. Teoreticky by tento tunel propojil dva různé segmenty časoprostorového kontinua. Je samozřejmě možné, že některé fyzické nebo kvantové vlastnosti zabraňují tomu, aby se takové červí díry objevily samy o sobě. No, nebo se rodí a okamžitě zahynou, jsou nestabilní.
Podle Stephena Hawkinga mohou červí díry existovat v kvantové pěně, nejmenším médiu ve vesmíru. Drobné tunely se neustále rodí a praskají a na krátkou chvíli spojují různá místa a časy.
Červí díry mohou být příliš malé a krátkodobé, aby se člověk mohl pohnout, ale co když jednoho dne je můžeme najít, držet, stabilizovat a zvětšovat? Za předpokladu, Hawking poznamenává, že budete připraveni na zpětnou vazbu. Pokud chceme uměle stabilizovat časoprostorový tunel, záření z našich akcí ho může zničit, stejně jako zvuková reverze může poškodit reproduktor.
Kosmické struny
Snažíme se protlačovat skrz černé díry a červí díry, ale existuje i jiný způsob cestování časem pomocí teoretického kosmického jevu? S ohledem na tyto myšlenky se obrátíme na fyzika J. Richarda Gotta, který nastínil myšlenku kosmického řetězce v roce 1991. Jak název napovídá, jedná se o hypotetické objekty, které se mohly utvořit v raných stádiích vývoje vesmíru.
Tyto řetězce pronikají celým vesmírem, jsou tenčí než atom a jsou pod silným tlakem. To přirozeně znamená, že dávají gravitační tah všem, co prochází kolem nich, což znamená, že objekty připojené k kosmickému řetězci se mohou pohybovat v čase neuvěřitelnou rychlostí. Pokud přitáhnete dva kosmické řetězce blíže k sobě nebo umístíte jeden z nich vedle černé díry, můžete vytvořit tzv. Uzavřenou časovou křivku.
Použitím gravitace vytvořené dvěma kosmickými řetězci (nebo řetězcem a černou dírou) se mohla kosmická loď teoreticky poslat zpět v čase. Chcete-li to provést, budete muset vytvořit smyčku kolem kosmických řetězců.
Mimochodem, o kvantových řetězcích se právě diskutuje. Gott uvedl, že aby se mohl vrátit zpět v čase, obešel by se řetězec obsahující polovinu hmotové energie celé galaxie. Jinými slovy, polovina atomů v galaxii by musela být použita jako palivo pro váš stroj času. Jak každý ví, nemůžete se vrátit včas, než byl stroj sám vytvořen.
Kromě toho existují dočasné paradoxy.
Paradoxy cestování v čase
Jak jsme řekli, myšlenka cestování zpět v čase je mírně zastíněna druhou částí zákona o kauzalitě. Příčina přichází před efektem, alespoň v našem vesmíru, což znamená, že může zničit i ty nejdomyšlenější časové cestovní plány.
Nejprve si představte, že pokud cestujete zpět o 200 let zpět, objevíte se dlouho předtím, než se narodíte. Přemýšlejte o tom na chvíli. Účinek (vy) bude nějakou dobu existovat před příčinou (vaše narození).
Abyste lépe porozuměli tomu, s čím jednáme, zvažte paradox slavného dědečka. Jste vrah v čase, váš cíl je váš vlastní dědeček. Vkradnete se do nedaleké červí díry a dostanete se k živé 18leté verzi otce vašeho otce. Zvednete pistoli, ale co se stane, když stisknete spoušť?
Přemýšlejte o tom. Dosud jste se nenarodili. Dokonce ani váš otec se ještě nenarodil. Pokud zabijete svého dědečka, nebude mít syna. Tento syn vás nikdy nenarodí a nemůžete cestovat zpět včas s krvavým úkolem. A vaše nepřítomnost nijak nestáhne spoušť, čímž popírá celý řetězec událostí. Říkáme tomu smyčka nekompatibilních příčin.
Případně zvažte myšlenku sekvenční kauzální smyčky. Ačkoli to nutí člověka přemýšlet, teoreticky eliminuje časové paradoxy. Podle fyzika Paula Davise vypadá taková smyčka takto: profesor matematiky jde do budoucnosti a ukradne složitou matematickou větu. Pak to dá nejúžasnějšímu studentovi. Po tom, slibný student roste a učí se, aby se jednoho dne stal mužem, od kterého profesor jednou ukradl teorém.
Kromě toho existuje další model cestování v čase, který zahrnuje zkreslení pravděpodobnosti při přibližování se k možnosti paradoxní události. Co to znamená? Vraťme se zpět do bot vraha vašeho dědečka. Tento model cestování v čase může vašeho dědečka prakticky zabít. Můžete stisknout spoušť, ale zbraň nebude střílet. Pták bude cvrlikat ve správný okamžik, nebo se stane něco jiného: kvantová fluktuace nedovolí, aby došlo k paradoxní situaci.
A konečně, nejzajímavější věc. Budoucnost nebo minulost, do které jdete, může jednoduše existovat v paralelním vesmíru. Představme si to jako paradox oddělení. Můžete zničit cokoli chcete, ale to nijak neovlivní váš domovský svět. Zabijete svého dědečka, ale nezmizí - možná další „vy“zmizí v paralelním světě, nebo scénář bude sledovat paradoxní vzorce, které jsme již zvážili. Je však možné, že tento čas bude jednorázový výlet a nebudete se nikdy moci vrátit domů.
Jste úplně zmatení? Vítejte ve světě cestování časem.
Ilya Khel