Log In

Переміщення в часі: подолання парадоксів

Переміщення в часіЙмовірно, з усіх явищ нашого життя час є самим загадковим. Ніхто не знає, чим воно, по суті, є, але всі живуть їм і перебувають у ньому настільки органічно, що не помічають його.

 З фізіологічної точки зору вчені сприймають його як деякої величини, за одиницю якої мозок встигає обробити певний обсяг інформації. Чим довше мозок здійснює прості обчислення, тим швидше для людини летить час.

Ірландські вчені з’ясували, що уві сні і якийсь час після нього активність мозку зменшується в два рази, тобто на обдумування простих думок у сонному стані на відміну від неспання мозок витрачає в 2 рази більше часу. Отже, саме з цієї причини нам здається, що час вранці летить швидше. Раніше в схожому експерименті для людини створювали екстремальну ситуацію.

З’ясувалося, що, коли існує смертельна небезпека, швидкість роботи мозку підвищується в багато разів, відповідно він встигає обробити набагато більше інформації за одиницю часу, тому і здається, що воно сповільнюється.

З фізичної точки зору природа часу є цілковитою загадкою. Про нього мало, що можна сказати конкретного. Без сумніву, у нього є напрям. Також воно містить в собі здатність змінювати все навколо. Існує суб’єктивне і об’єктивне час, причому офіційно вважається, що нікому не вдавалося здійснити переміщення в часі у минуле, а самому, повернувшись в майбутнє, продовжувати жити у своєму особистому часу. Втім, щодо переміщення у часі існує ряд свідчень іншого роду. Класична реляційна концепція часу передбачає, що основним його ознакою виступає мінливість. При цьому поняття «час» введено, щоб служити мірою, що відбулися. Люди «домовилися» вважати мінливість якогось явища еталоном ходу часу і придумали годинник. Існує концепція первинності сприйняття, згідно з якою під часом розуміється впорядкованість у свідомості того, що сприймає людина, а соціальне час — це феномен колективної свідомості.

Відносини емпіричних і логічних наук з цим феноменом не складалися, оскільки для них важлива повторюваність явища або, що ще краще, відтворюваність його в лабораторних умовах. Зрозуміло, що саме ця властивість у часу відсутня. Платон стверджував, що часу підвладні лише нижчі форми духу, опустилися до рівня матерії, а завдання часу зводилася до руйнування скороминущої матерії і звільненню заточеною в ній чистої ідеї. Думка філософа було дуже поширене в епоху античності, що і викликало накладення табу на використання поняття часу в математичних конструкціях, адже вони замахувалися на вічність і не повинні були піддаватися впливу тління.

Показовим є той факт, що подібне ставлення збереглося в окремих розділах математики до теперішнього часу. Правда, у зв’язку з бурхливим розвитком обчислювальної техніки програмістів і логіків абсолютно не влаштовувало такий стан речей, і ситуація почала змінюватися.

Фізика являє собою специфічну галузь знань, в якій ігнорувати поняття часу неможливо. Ще Архімед прагнув формалізувати результати пізнання, щоб можна було використовувати їх у рівняннях. Але як можна формалізувати час?

Звичайні люди, можливо, і не усвідомлюють всієї загадковості часу. Годинники є в кожному будинку. Однак питання полягає саме в тому, що саме вони відміряють, і як визначити, чи правильно вони виміряли те, чого вже не існує після того, як вимірювання завершено. Один період часу не можна визначити кілька разів, оскільки кожен слідуватиме за іншим.

Вчені придумали, як можна вийти з цього становища. Вони вимірюють певний часовий інтервал різними годинами і потім порівнюють результати. Загалом для визначення точності вимірів часу користуються саме цим способом. Найбільш точними вважаються атомні годинники, в яких час відраховується величезним безліччю маленьких годинок — атомів ізотопу.

В даний час абсолютна більшість учених, що займаються вивченням часу, упевнені в його багатоликості. У кожній області науки існують свої, адекватні досліджуваних явищ моделі часу: фізична, біохімічна, біологічна, космологічна, психологічна, соціальна та ін Однак таке різноманіття не говорить про суперечності. Просто в кожній галузі свої способи спостереження часу.

Основною математичною моделлю простору-часу виступає теорія відносності і геометрія німецького математика Германа Мінковського. У них ще не служить параметром процесів, що відбуваються в природі, а набуває повноцінне право на існування у вигляді четвертого виміру, причому вільно змінювати напрямок руху по цій осі можна. Тому Всесвіт і ми разом з нею змушені безперервно рухатися тільки в майбутнє. Не можна одномоментно змінити напрям великої кількості частинок, тому ті з них, у яких було інший напрямок, спочатку рухалися в минуле і відлітають від нас у часі все далі. Ми навіть не знаємо, чи існують в нашому світі сили, здатні перенаправити хоча б одну частку. Тема, пов’язана із змінами напрями в часі, приваблює чимало серйозних вчених. Величезна кількість теорій переміщення у часі лише підтверджує це. Насправді можливість створення машини часу залишається однією з найбільш інтригуючих в сучасній науці, хоча і самої спірною, оскільки немає навіть універсального визначення часу. Втім, Британське королівське Метапсихічне суспільство, зберігає в своїх архівах близько двохсот фактів переміщення в часі.

Поки не з’явився Альберт Ейнштейн зі своєю теорією відносності, про подорожі в часі міркували в основному лише письменники. При цьому дану ідею першим, наскільки нам відомо, висловив не Герберт Уеллс, а Едвард Пейдж Мітчелл в оповіданні «Годинники, які йшли назад». Мода на роздуми про переміщення в часі серед фізиків поширилася саме слідом за Ейнштейном. До теперішнього часу всі більш-менш серйозні теорії з цього питання пов’язані з його просторово-часовому континуумі. Вважається, що саме Ейнштейн — революціонер в уявленнях про простір і час — свого часу вимовив сакраментальну фразу: «Ньютон, прости мене!» Нагадаємо, що відповідно до теорії відносності при досягненні швидкості, близької до швидкості світла, час уповільнюється. З практичної точки зору цей постулат є перешкодою, оскільки швидкість світла практично недосяжна. Теорія стверджує, що при подібній швидкості до всього іншого вага об’єкта підвищується і на максимумі майже нескінченний.

Існує загальноприйнятий серед більшості вчених постулат: якщо подорожі в часі судилося збутися, то не завдяки винаходу будь-якого транспорту, а пов’язано це буде з відкриттям специфічного середовища, в якій будь-який транспорт розвине необхідну швидкість. Звичайно, часовий коридор може з’явитися сам по собі завдяки природним факторам. Вважається, що це можуть бути чорні діри, просторові тунелі, космічні струни і т. п. Слід зазначити, що чорні діри краще підходять на роль передбачуваних коридорів часу. На даний момент про це явище природи відомо дуже мало. Навколо чорної діри утворюється гравітаційне поле (горизонт подій), в якому об’єкти досягають швидкості світла. Є припущення, що всередині чорних дір, в так званій точці Сингуляр, час і простір перестають функціонувати і міняються місцями, в результаті чого подорож у просторі стає переміщенням у часі.

На думку фізиків, чорні діри, засмоктуючі все, що виявляється в зоні їх дії, на іншому кінці тунелю повинні мати так звану білу діру, яка не менш затято виштовхує матерію. Відповідно в центрі чорної діри знаходиться тунель, в якому простір і час міняються характеристиками. Втім, не все так просто.Об’єкту ще треба буде дістатися до області, де просторово-часової континуум не працює. Задовго до цієї події об’єкт буде знищений — так вважає фізик Каліфорнійського інституту технології Кіп Торн. Він придумав інший спосіб досягнення необхідної для подорожей у часі швидкості. Відповідно до теорії відносності Ейнштейна простір і час всюди незмінно, однак Торн задався метою пошуку інших «дір» у континуумі. Він припустив, що між далеко розташованими один від одного об’єктами через казуальної скрученості простору можуть утворюватися нори-тунелі.

Такі коридори здатні поєднувати віддалені в просторі точки, що існують в принципово різних часових площинах. Вчений, припускаючи швидке відкриття цих тунелів, цілком серйозно розмірковував про те, що для підтримки відкритого стану їх поверхню можна покривати специфічною речовиною з негативною щільністю енергії. Це необхідно, щоб протидіяти гравітаційним силам, які будуть намагатися знищити тунелі.

Іншу цікаву концепцію про подорожі в часі висловив фізик з Прінстона Річард Гот. За його припущеннями, у Всесвіті повинні існувати так звані космічні струни, що з’явилися на ранній стадії формування Всесвіту. Все різноманіття мікрочастинок утворилося завдяки замкнутим в петлі найдрібніших струнах, що знаходяться в умовах колосального натягу в сотні мільйонів тонн. При цьому товщина струн набагато менше розмірів атома, але величезна гравітаційна сила їхнього впливу на об’єкти, захоплені зоною впливу, розганяє їх до неймовірної швидкості. Струни так орієнтуються щодо чорної діри, що в результаті може утворюватися закритий тунель зі спотвореним просторово-часовому континуумі. Його-то вчений і пропонує використовувати для переміщень у часі.

Є в науковому середовищі і більш прагматичні ідеї. Зокрема, про можливість подорожей у часі для сучасного космонавта. Наприклад, якщо він пробуде на Меркурії років 30, то при поверненні буде молодший, ніж, якби залишався на Землі, оскільки швидкість обігу Меркурія навколо Сонця більше земний. Однак у цьому випадку лінійність часу не порушується і в принципі переміщення в часі не відбудеться. Парадокс дідуся — людина потрапляє в минуле, відправляє на той світ свого дідуся ще до його знайомства з бабусею. У підсумку горе-мандрівник не з’явиться на світло і цілком закономірно не зможе ліквідувати свого дідуся — і так до нескінченності. Парадокс приречення — потрапив у минуле щасливчик вступає в інтимні стосунки зі своєю прабабусею і зачинає дідуся. В результаті народжуються ряд нащадків, у тому числі батько мандрівника і він сам.Виходить, що, не виявися він в минулому, не народився б.

Цікаво, що навіть космонавти, що літають в даний час на МКС, трохи випереджають планетне час на кілька наносекунд, незважаючи на те, що до досягнення ними швидкості світла ще далеко.

Крім потенційних проблем технічного плану, вчені розглядають можливі конфлікти часу. Зокрема, так звані парадокси часу цілком можуть стати реальною проблемою. Їх буде чимало, і всі вони будуть мати відношення до впливу на хід трапилися подій.

Основна маса фізиків-теоретиків досягли згоди в питанні про те, що будь-який вплив на хід досконалого формує паралельну реальність або окрему «світову лінію», яка не суперечить існуванню вихідної. Причому загальна кількість цих нових реальностей становитиме стільки, скільки необхідно для несуперечливого існування кожної з них.

Зараз, як і раніше, міркування, диспути та лекції, присвячені парадоксальним питань сутності часу і можливості переміщення в цій неймовірній середовищі, — улюблене заняття серйозних фізиків, свого роду їх інтелектуальна забава.Досить цікаво підслухати подібну дискусію.

Якось знаменитий англійський астрофізик Стівен Хокінг сказав астрофізику НАСА Карлом Саганом, що якщо б можливість переміщення в часі існувала, то серед людей знаходилося б багато хлопців з майбутнього, на що той зауважив про наявність безлічі способів спростувати дану заяву. Він порадив почитати Льюіса Керролла і прирівняв нору, в яку падає Аліса, «червоточині» Торна. Може бути, машина часу здатна переносити лише в майбутнє або недалеке минуле, а наш час «розташоване» занадто давно. Або, можливо, мешканці майбутнього здатні переміщатися тільки до тих, у кого теж є машина часу.

Критиків в ідеї переміщення в часі вистачає, але спростувати саму концепцію ніхто так і не зміг, тому гіпотетична можливість у будь-якому випадку зберігається. Крім того, поки сперечальники обговорюють теорії, практичні розробки йдуть повним ходом. Так, в липні 2010 р. в пресі з’явилося повідомлення, що фізики описали закон природи, який дозволяє подолати парадокс дідуся. Причому це цілком практичні експерименти, щоправда, лише на квантових частинок, але головне тут — сам принцип. Суть гіпотези в наступному: мандрівник у часі не зможе убити власного дідуся, оскільки у природи є якийсь захисний механізм, в результаті чого що-небудь змінить траєкторію кулі, ножа або цегли або щось трапиться при підготовці вбивства і т. д.

Цікаву ідею висловив і фахівець з квантових обчислень Сет Ллойд з Массачусетського технологічного інституту разом з іншими вченими із США, Італії та Японії. Вони припустили, що машину часу можна сконструювати з урахуванням квантової механіки замкнутих тимчасових кривих, що представляють собою світові лінії, що тягнуть матеріальну частку у вихідну точку.

В деякій ситуації криві можуть служити свого роду зразком подорожі в часі.Поки це вірно лише по відношенню до квантових частинок. Щоб така машина часу працювала правильно, вчений застосував дуже цікавий аспект квантової механіки під назвою «наступний» вибір. Поняття, що прийшло з теорії ймовірності, означає засіб впливу на розподіл усіх простір, який визначає ймовірність якоїсь події, якщо інше подія вже відбулася. Іншими словами — це автоматичний вибір вірного варіанту з маси можливих. Поєднавши це явище з кривими, вчені вивели постселектівние тимчасові криві з цікавими характеристиками. Далі те, що вийшло, схрестили з принципом квантової телепортації (властивістю зчеплення квантових частинок) — машина часу готова. При цьому постселекція викликає такий ефект, при якому переміщуватися здатна лише частка, через переміщення якій ніяких протиріч в «потоці історії» не відбудеться. Даний принцип операції над квантовими станами дослідники докладно описали в своїй статті. Тут же ми не будемо приводити їх досить важку для розуміння аргументацію.

Вчені стверджують, що квантові подорожі в часі не вимагають класичного шляху з майбутнього в минуле. До того ж їх теорія базується на «подальшому виборі», тому забезпечує мимовільне дозвіл парадоксів — в ході такої подорожі у часі може статися тільки те, що може статися у звичайній квантової механіки, тобто все, що відбувається після включення машини часу цілком може трапитися і без неї. Відповідно, коли машина буде включена, то не відбудеться нічого, що може спричинити за собою парадокс.

Теорію про те, що Всесвіт захищається від парадоксів, вчені перевірили на фотонах. Звичайно, у минуле їх не відправляли, але, комбінуючи відповідним чином квантові стани, створювали для частинок ситуацію, близьку до парадоксу дідуся. У результаті з’ясувалося, що, чим ближче до парадоксального станом перебували фотони, тим рідше досвід завершувався успіхом. Фізики природно припустили, що у подорожей у часі є такий же природний «запобіжник».

Деякі важають що магический шар допомагає бачити майбутнє людини.

views:
1694