Teoretični fizik Ben Tippett z Univerze v Britanski Kolumbiji je skupaj z astrofizikom Univerze v Marylandu Davidom Zangom ustvaril, kot pravijo, delujoč matematični model "časovnega stroja", ki uporablja načelo ukrivljenosti prostora-časa vesolja. Raziskave in ugotovitve znanstvenikov so bile objavljene v reviji Classical and Quantum Gravity.
Znanstveniki so na podlagi splošne teorije relativnosti izpeljali matematični model, ki so ga poimenovali TARDIS ali prehodna akauzalna retrogradna domena v prostoru-času ("Prehodna akauzalna retrogradna območja v prostoru-času"). Toda ne hitite, da bi se veselili priložnosti, da v preteklosti obiščete svojo že pokojno babico, pravijo znanstveniki. Obstaja težava, ki ne omogoča preverjanja pravilnosti njihovega matematičnega modela, vendar več o tem kasneje.
»Ljudje o potovanju skozi čas razmišljajo kot o fikciji. Pravzaprav mislimo, da je to nemogoče samo zato, ker tega še nismo poskusili, «pravi teoretični fizik in matematik Ben Tippett.
"Vendar je časovni stroj možen vsaj matematično," dodaja znanstvenik.
Model znanstvenikov temelji na zamisli o prisotnosti četrte dimenzije vesolja, ki je čas. To pa nam omogoča, da domnevamo, da obstaja vesoljsko-časovni kontinuum, v katerem so različne smeri prostora in časa povezane s tkivom vesolja.
Einsteinova teorija relativnosti gravitacijske učinke vesolja povezuje z ukrivljenostjo vesolja-časa, pojava za eliptičnimi orbitami planetov in zvezd. V prisotnosti "ravnega" ali nekrivljenega prostora-časa bi se planeti premikali v ravni črti. Vendar teorija relativnosti pravi, da se geometrija vesolja-časa ukrivi ob prisotnosti zelo masivnih predmetov, zaradi česar krožijo okoli zvezd.
Tippett in Tsang verjameta, da v vesolju ni mogoče ukriviti samo vesolja. Pod vplivom predmeta z veliko maso je lahko tudi ukrivljen čas. Kot primer navajajo prostor okoli črnih lukenj.
»Tudi potek gibanja časa znotraj prostora-časa je lahko ukrivljen. Črne luknje so primer. Bolj ko se jim približamo, počasneje nam začne teči čas, «pravi Tippett.
Promocijski video:
»Moj model časovnega stroja uporablja ukrivljen prostor-čas, da potnikom nameni čas kot krog kot črto. In gibanje v tem krogu nas lahko vrne nazaj v čas."
Za preizkus hipoteze znanstveniki predlagajo ustvarjanje nečesa podobnega mehurčku, ki lahko po ukrivljeni poti prenaša vsakogar, ki bo v njem skozi čas in prostor. Če se ta mehurček premika s hitrostjo, višjo od svetlobne (po mnenju znanstvenikov je tudi to matematično mogoče), potem bo to omogočilo, da se bodo vsi, ki so v mehurčku, premaknili nazaj v preteklost.
Ideja postane jasnejša, ko pogledate shemo, ki jo predlaga Tippet. V njem sta dva znaka: eden je znotraj mehurčka / časovnega stroja (oseba A), drugi je zunanji opazovalec, ki je zunaj mehurčka (oseba B).
Puščica časa, ki se v običajnih razmerah (torej v našem vesolju) vedno premika naprej, v predstavljeni shemi preteklost postane sedanjost (označena s črnimi puščicami). Po mnenju znanstvenika bo vsak od teh ljudi različno občutil gibanje časa:
“Znotraj mehurčka bo objekt A videl, da se dogodki B občasno spreminjajo in nato obračajo. Zunaj mehurčka bo opazovalec B videl, da dve različici A prihajata z istega mesta: urna kazalka se obrne v desno, druga pa v levo."
Z drugimi besedami, zunanji opazovalec bo videl dve različici predmetov v časovnem stroju: ena različica se bo razvijala naprej v času, druga pa nazaj.
Vse se sliši seveda zelo zanimivo, vendar Tippett in Zang trdita, da nismo dosegli takšne tehnološke ravni, da bi to hipotezo lahko preizkusili v praksi. Preprosto nimamo materialov, primernih za izdelavo takšnega časovnega stroja.
»Čeprav bi z matematičnega vidika to lahko delovalo, takšnega stroja ne moremo izdelati za potovanje v prostoru-času, saj za to nimamo potrebnih materialov. In tu so potrebni eksotični materiali. Omogočili bodo, da se prostor-čas upogne. Žal znanost še ni izumila česa takega, «pravi Tippett.
Ideja Tippetta in Zanga odmeva še eno idejo časovnega stroja, tako imenovani mehurček Alcubierre, ki bi moral uporabljati tudi eksotične materiale za gibanje v prostoru in času. Samo v tem primeru ne govorimo o krožnem gibanju v vesoljsko-časovnem polju, temveč o gibanju tako, da stisnemo prostor pred seboj in ga razširimo zadaj.
* * *
Prej:
Fiziki z avstralske univerze v Queenslandu so si postavili izziv.
simulirati računalniški eksperiment, ki bo dokazal možnost potovanja skozi čas na kvantni ravni, napovedano že leta 1991.
Uspelo jim je simulirati vedenje enega fotona, ki skozi črvino v vesolju-času preide v preteklost in vstopi v interakcijo sam s seboj.
Takšna pot delca imenujemo zaprta časovna krivulja - foton se vrne v prvotno prostor-časovno točko, tj. njegova svetovna črta postane zaprta.
Raziskovalci so preučili dva scenarija. V prvem izmed njih delček prehaja skozi mol, vrača se v svojo preteklost in sodeluje sam s seboj. V drugem scenariju foton, za vedno zaprt v zaprti časovni krivulji, sodeluje z drugim, običajnim delcem.
Po mnenju znanstvenikov bo njihovo delo pomembno prispevalo k združitvi dveh velikih fizikalnih teorij, ki sta imeli do zdaj le malo skupnega: Einsteinovo splošno teorijo relativnosti (GR) in kvantno mehaniko.
Einsteinova teorija opisuje svet zvezd in galaksij, medtem ko kvantna mehanika preučuje predvsem lastnosti osnovnih delcev, atomov in molekul.
- Martin Ringbauer, Univerza v Queenslandu
Einsteinova splošna relativnost dopušča možnost, da predmet potuje nazaj v času, ki pade v zaprto časovno podobno krivuljo. Vendar lahko takšna možnost povzroči številne paradokse: popotnik skozi čas lahko staršem na primer prepreči srečanje, to pa onemogoči njegovo rojstvo.
Leta 1991 so prvič predlagali, da bi potovanje skozi čas v kvantnem svetu lahko odpravilo takšne paradokse, saj lastnosti kvantnih delcev po Heisenbergovem principu negotovosti niso natančno določene.
V računalniškem eksperimentu so avstralski znanstveniki prvi, ki so v podobnem scenariju preučevali vedenje kvantnih delcev. Hkrati so se razkrili novi zanimivi učinki, katerih pojav v standardni kvantni mehaniki ni mogoč.
Izkazalo se je na primer, da je mogoče natančno ločiti različna stanja kvantnega sistema, kar popolnoma ne pride v poštev, če ostanete v okviru kvantne teorije.