Večina znanstvenikov se strinja, da možnost potovanja po času neposredno narekujejo enačbe, ki so temeljne za fiziko našega sveta. Toda že sama misel na možnost takšne avanture sproža veliko vprašanj. Poiščimo odgovore v našem gradivu.
In veliko je vprašanj. Ali bo popotnik odpotoval v eno od vzporednih vesoljev multiverzuma ali ostal v svojem? Bo gost pravočasno izkoristil enake možnosti kot "gostitelji" svojega časovnega okvira?
Naša kolumnistka, fizikinja Daria Zaremba, govori o paradoksih, ki nastanejo na poti časovnega popotnika. Njeno preteklo gradivo, sestavljeno v obliki slovarja, je posvečeno teoretičnim možnostim takšnih potovanj, pri tem bodo upoštevane "ovire".
Jaz - Everettova razlaga
Everettova razlaga je interpretacija kvantne mehanike, v skladu s katero živimo v multiverzumu - večnamenskem svetu, kjer se nenehno rojevajo novi vzporedni vesolji z istimi zakoni, vendar različnimi stanji.
Po razlagi Everetta se vsakič, ko se odločite - na primer, da boste kuhali borš, ne juho z rezanci, nosili črno majico namesto bele, na svetu pojavi vzporedno vesolje, v katerem ste se odločili za nasprotno izbiro in kuhali juho v beli majici.
To pomeni, da bo vsako metanje kovanca vesolje "razdelilo" na dva sveta z ustreznimi izidi ali z drugimi besedami. Med seboj bodo enaki, toda v vsakem od njih bo zaradi drugačnega začetnega stanja (glave / repi) potek zgodovine drugačen.
Promocijski video:
Everettova interpretacija z več svetov.
Ta model večsvetovnega vesolja znanstveniki pogosto uporabljajo, da bi se izognili paradoksom časovnega potovanja. Nekateri teoretični fiziki menijo, da potovanje v preteklost ni nič drugega kot potovanje v tako vzporedno vesolje in sploh ne potuje nazaj po popotnikovi lastni časovnici.
P - Paradoksi
Paradoks potovanja v času je položaj, v katerem je sistem zaradi obstoja časovnega stroja v stanju, ki ni združljiv z zakoni, ki urejajo razvoj tega sistema.
Kljub številnim načinom, ki jih upravičujejo uveljavljeni fizikalni in matematični zakoni, je odnos do potovanja v času v znanstvenih krogih skeptičen. Glavni razlog so paradoksi, ki izhajajo iz takšnih potovanj.
Tu je treba opozoriti, da so paradoksi značilni izključno za potovanje v preteklost. Na splošno paradoks nastane, kadar uporaba časovnega stroja krši zakone fizike in / ali logike.
Predstavljajte si, na primer, da imate močan laserski žarek, ki ga usmerite v portal časovnih strojev. Ko izstopite iz njega, nastavite sistem ogledal, tako da se odhajajoči žarek odraža in vrne v časovni stroj.
Tako boste na izhodu dobili žarek z dvakratno intenzivnostjo (dvakrat močnejši). Ko se tak žarek odbije nazaj in se vrne, bo s portala prišel laser s intenzivnostjo štirikrat večjo od začetne.
S takimi manipulacijami se izkaže, da je mogoče takoj ustvariti vir ustvarjanja neskončne energije. Očitna je kršitev osnovnih zakonov fizike.
Takih paradoksov je veliko, najbolj znan in razpravljal pa je tako imenovani "dedkov paradoks". Sestavljen je predvsem v tem, da popotnik, ki spreminja svojo preteklost, krši načelo vzročnosti.
Predstavljajte si, da ste dolgo živeli z občutkom sovraštva do svojega dedka, katerega tiranija je skoraj dosegla raven Hitlerja. In tu vam je dana edinstvena priložnost: s pomočjo časovnega stroja se vrnite v preteklost in uničite to pošastno osebo.
Zdaj si predstavljajte, da končate pri sorodniku v trenutku njegovega rojstva. Kaj se zgodi v tem primeru? Vaši starši se ne bodo rodili, kot tudi vi sami, in zato … svojega dedka ne morete ubiti ob rojstvu. Tako nastane paradoks vzročnosti.
C - Superpozicija
Kvantna superpozicija je pojav v kvantni mehaniki, v katerem je lahko vsak delček hkrati v alternativnih (medsebojno izključujočih) stanjih.
Na primer, elektron se lahko istočasno vrti v desno in v levo, kvantni bit ("qubit" je enota informacij v kvantnem računalniku) ima lahko hkrati vrednosti 0 in 1.
Leta 1991 je britanski teoretični fizik David Deutsch odkril, da se je s prenosom kvantnega načela superpozicije na makrokozmos mogoče izogniti paradoksom potovanja v času.
Superpozicija v multiverzumu.
Najprej je znanstvenik ugotovil, da se popotnik, ko se vrne v preteklost, dejansko ne premakne po svoji časovni premici, ampak se premakne v alternativno časovno črto ali z drugimi besedami v vzporedno vesolje.
Zamislite si na primer, da ste se sprehajali po ulici in nenadoma opazili svojega najljubšega igralca, ki je mirno stal ob cesti. Nepričakovanost trenutka vas zbrca s tira in zmrznete kot idol.
V tem času se prestižni avtomobil pripelje na stransko stran ceste in odpelje igralca, ki ga obožujete v neznani smeri. Če želite spremeniti to situacijo, se za 20 minut premaknete za čas in tokrat še zberete pogum in se odločite za pogovor z zvezdo.
Toda igralec se obnaša precej drugače kot način, se spomnite, obnašal se je. Ne morete napovedati njegovih dejanj, pogovor poteka po naključju in morda ne bo želel priti v avto, vendar se odloči, da bo ta večer dal svojemu zajetnemu oboževalcu.
Se pravi, ne bo več preteklost, ki se vam vtisne v spomin - to ni vaša preteklost. Vaša preteklost je ostala v vašem domačem vesolju (nikjer ne bi mogla izginiti, ker na svetu deluje zakon ohranjanja energije in informacij).
Ta teorija je skladna s svetovno razlago kvantne mehanike Hugha Everetta, ki predvideva obstoj multiverzuma z nenehno razvejanimi vzporednimi vesolji.
Drugič, po besedah Deutscha, ko se popotnik odpravi v preteklost, je v stanju superpozicije, saj se istočasno premakne v dve vzporedni vesolji z alternativnimi stanji: v enem od njih ubije svojega dedka in v skladu s tem izgubi priložnost, da se rodi, in v drugem ostane nepoškodovan.
Nadomestne časovnice
Verjetnost vsakega od teh dogodkov je. V tem primeru bo popotnik ostal zavesten le v vesolju, kjer ni ustvaril paradoksa.
U - Ozke možnosti
Ozke možnosti - po eni od teorij so edine možnosti, s katerimi bo popotnik v preteklosti lahko razpolagal.
Obstaja teorija, da med potovanjem v preteklost popotnik ne bo imel popolne svobodne volje. Na voljo bodo le priložnosti, na primer za določitev umestitve delov njegovega telesa v vesolje v bližnji prihodnosti.
Torej, lahko se opraska po nosu, hodi po ulici ali mahne prijatelju. Vendar širših priložnosti ne bo mogel uresničiti - na primer prodati stanovanje, storiti umor ali odpovedati poroke svojih staršev.
Kaj to pomeni? Ko mahnete z roko, da bi pozdravili prijatelja, je manifestacija ozke priložnosti, če pa mahnete z roko na dražbi, dajanje ponudbe za Van Goghovo sliko, potem obstaja že široka sposobnost.
Obenem se delitev na ozke in široke priložnosti pojavi, odvisno od tega, ali njihovo izvajanje potrebuje "podporo" zunanjih okoliščin, "odzivne" ukrepe iz "zunanjega sveta".
O tem piše predvsem profesor filozofije Kadri Wichwellin - raziskovalec s področja etike, metafizike in svobodne volje, pa tudi teoretični fizik Bradford Skow - v okviru reševanja paradoksa umorjenega dedka.
X - Hawkingova zabava
Hawkingova stranka je poskus znanega fizika in kozmologa Stephena Hawkinga, s katerim je dokazal možnost ali nemožnost potovanja v času.
Leta 2009 je Stephen Hawking izvedel neverjeten eksperiment. Organiziral je pravo zabavo za popotnike! Vse je izgledalo tradicionalno: glasba, baloni, prigrizki. Razen ene podrobnosti: na zabavi ni bil nihče več kot sam Hawking.
In vse zato, ker je fizik po samem "praznovanju" poslal vabilo, da se udeleži te zabave. Po Stephenovi logiki, če je potovanje po času resnično mogoče, bo nekoč nekdo, ki prihaja iz prihodnosti, našel to povabilo in se vrnil v času zabave.
Hawkingova vabila za zabavo.
Vendar pa drugi znanstveniki, kot je David Deutsch, sklepajo, da se to nikoli ne bo zgodilo. Ker popotnik v druge čase dejansko potuje v druga vesolja, ki so povezana na poseben način.
Tisti, v katerih ima popotnik časovni stroj, so med seboj povezani, tisti, v katerih še ni ustvaril, pa ostajajo osamljeni.
Fizik je svoje zaključke opisal v temeljnem delu "Struktura vesolja". To pomeni, da če imamo Deutsch prav, ne bosta nikoli imela sreče, da bova videla turiste iz prihodnosti, dokler ne zgradimo svojega časovnega stroja.
C - Kršitev cenzure vzročnosti
Cenzura kršitve vzročnosti je načelo prepovedi kršitve vzročnosti pri potovanju v preteklost, ki so jih prevzele različne teorije.
Avtor ene od teorij, ki "zagovarja" načelo vzročnosti, ko potuje v preteklost, je mojster kvantnih računalnikov, ameriški fizik Seth Lloyd.
Po Lloydovi teoriji, ko popotnik potuje nazaj v čas, nekaterih dejanj, ki jih je načrtoval (npr. Ubijanje dedka ali kopijo samega sebe), ne bo dokončal iz razlogov, neodvisnih od njegove volje.
V tem primeru je načelo izbire ali kasnejše izbire, ki deluje v kvantni mehaniki, postalo fizikalni „princip dela“.
Njegovo bistvo je v tem, da so v kvantnem svetu elementarni delci sposobni v trenutku izbrati "pravilno" rešitev iz več možnih (to je, mimogrede, "skrivnost uspeha" kvantnih računalnikov).
Tu je primer, ki sta ga Seth Lloyd in njegova ekipa eksperimentalno prikazala. Raziskovalci so teleportirali foton (v kvantnem svetu je pojav teleportacije v polnem zamahu).
Še več, po znanstveniku znanstvenik do ponovne materializacije (videza) fotona pride v času prej kot njegova dematerializacija (izginotje). Z drugimi besedami, v preteklosti se opravi rematerializacija.
Tako dobimo časovni interval, ko obe kopiji fotona obstajata skupaj. To lahko upravičeno štejemo za simulacijo potovanja fotona v času.
Zdaj izzovemo paradoks - obe kopiji fotona potisnemo skupaj. Kaj se bo zgodilo? Popolnoma nič. Kot je Seth opozoril v intervjuju za The New Mexican, ne glede na to, kolikokrat si fotone približate, bo zadnji trenutek eden od njih zgrešil, zaradi nenadnih kvantnih nihanj spremeniti smer.
To pa zato, ker bo trk z njegovo kopijo povzročil paradoks in takšna "odločitev" bo za fotona "napačna".
Po mnenju znanstvenika se to lahko zgodi tudi z dejanji popotnika v preteklosti: veriga vzročno-posledičnih odnosov se bo zagotovo nekje prekinila, zahrbtni načrt, da bi dedka ubil, pa ne bo dokončan. Morda bodo enaka kvantna nihanja, na primer, krogla zgrešila.
Znanstveniki že dolgo ugotavljajo, da vesolje deluje na principu kvantnega računalnika in sam "izračuna" njegovo stanje na kvantni ravni. Mogoče bo po istem principu uspelo »posegati« v popotniška dejanja v preteklosti, da bi se izognili paradoksom.
Paradoks kršitve vzročnosti je na podoben način rešil ruski teoretični fizik Igor Novikov. Za osnovo je izbral Polčinov paradoks - še eno formulacijo dedovega paradoksa.
Paradoks kršenja vzročno-posledičnih odnosov na primeru Polčinskega paradoksa.
V tem paradoksu se žoga kotali in zadene portal časovnega stroja, se za nekaj sekund prepelje v preteklost in zadene svojo kopijo, tako da ne pade več v časovni stroj.
Po Novikovi odločitvi se bo žoga vedno odvila iz časovnega stroja pod takim kotom, da bo zagotovo potisnila kopijo samega sebe v smeri portala.
Tako je Novikov formuliral svoje načelo samosvojenosti, ki pravi: pri premikanju v preteklost verjetnost dejanja, ki spremeni dogodek, ki se je popotniku že zgodil, ponavadi na nič.
Vendar pa verjetno ne bomo mogli podrobneje govoriti o rešitvi "zaščite kronologije", ko potujemo v preteklost, dokler ne bomo veliko bolje razumeli narave odnosa med gravitacijo in kvantno mehaniko.
Daria Zaremba