Ο θεωρητικός φυσικός Ben Tippett του Πανεπιστημίου της Βρετανικής Κολομβίας, μαζί με τον αστροφυσικό του Πανεπιστημίου του Maryland, David Zang, δημιούργησαν αυτό που λένε ότι είναι ένα λειτουργικό μαθηματικό μοντέλο μιας «μηχανής του χρόνου» που εκμεταλλεύεται την καμπυλότητα του χωροχρόνου του σύμπαντος. Η μελέτη και τα ευρήματα των επιστημόνων δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Classical and Quantum Gravity.
Οι επιστήμονες που βασίστηκαν στη γενική θεωρία της σχετικότητας έβγαλαν ένα μαθηματικό μοντέλο, το οποίο ονόμασαν TARDIS ή Διασχιζόμενος Αιτιακός Ανάδρομος Τομέας στο Χωροχρόνο («Περαστές αιτιακές ανάδρομες ζώνες στον χωροχρόνο»). Αλλά μην βιαστείτε να χαρείτε με την ευκαιρία να επισκεφτείτε τη γιαγιά σας που είχε πεθάνει στο παρελθόν, λένε οι επιστήμονες. Υπάρχει ένα πρόβλημα που δεν σας επιτρέπει να ελέγξετε την ορθότητα του μαθηματικού τους μοντέλου, αλλά περισσότερα για αυτό αργότερα.
«Οι άνθρωποι σκέφτονται τα ταξίδια στο χρόνο ως επιστημονική φαντασία. Στην πραγματικότητα, πιστεύουμε ότι είναι αδύνατο μόνο επειδή δεν το έχουμε δοκιμάσει ακόμη», λέει ο θεωρητικός φυσικός και μαθηματικός Ben Tippett.
«Ωστόσο, μια μηχανή του χρόνου είναι δυνατή, τουλάχιστον μαθηματικά», προσθέτει ο επιστήμονας.
Το μοντέλο των επιστημόνων βασίζεται στην ιδέα ότι υπάρχει μια τέταρτη διάσταση του Σύμπαντος, που είναι ο χρόνος. Με τη σειρά του, αυτό υποδηλώνει την ύπαρξη ενός χωροχρονικού συνεχούς στο οποίο οι διαφορετικές κατευθύνσεις του χώρου και του χρόνου συνδέονται με τον ιστό του σύμπαντος.
Η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν συνδέει τις βαρυτικές επιδράσεις του σύμπαντος με την καμπυλότητα του χωροχρόνου, το φαινόμενο πίσω από τις ελλειπτικές τροχιές των πλανητών και των αστεριών. Με την παρουσία «επίπεδου» ή μη καμπυλωμένου χωροχρόνου, οι πλανήτες θα κινούνταν σε ευθεία γραμμή. Ωστόσο, η θεωρία της σχετικότητας λέει ότι η γεωμετρία του χωροχρόνου γίνεται καμπύλη παρουσία πολύ τεράστιων αντικειμένων, με αποτέλεσμα να περιστρέφονται γύρω από αστέρια.
Οι Tippett και Tsang πιστεύουν ότι όχι μόνο το διάστημα μπορεί να καμπυλωθεί στο Σύμπαν. Κάτω από τη δράση ενός αντικειμένου με μεγάλη μάζα, ο χρόνος μπορεί επίσης να καμπυλωθεί. Ως παράδειγμα αναφέρουν τον χώρο γύρω από τις μαύρες τρύπες.
«Η πορεία της κίνησης του χρόνου μέσα στον χωροχρόνο μπορεί επίσης να είναι καμπύλη. Ένα παράδειγμα είναι οι μαύρες τρύπες. Όσο πιο κοντά τους πλησιάζουμε, τόσο πιο αργά αρχίζει να κυλάει ο χρόνος για εμάς», λέει ο Tippett.
«Το μοντέλο μου μιας χρονομηχανής χρησιμοποιεί καμπύλο χωροχρόνο για να κάνει τον χρόνο για τους επιβάτες κύκλο αντί για ευθεία γραμμή. Και η κίνηση σε αυτόν τον κύκλο μπορεί να μας στείλει πίσω στο χρόνο».
Για να ελέγξουν την υπόθεση, οι επιστήμονες προτείνουν να δημιουργηθεί κάτι σαν μια φούσκα που μπορεί να μεταφέρει όλους όσοι θα βρίσκονται σε αυτήν μέσα στο χρόνο και το χώρο κατά μήκος μιας καμπύλης διαδρομής. Εάν αυτή η φυσαλίδα κινείται με ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός (σύμφωνα με τους επιστήμονες, αυτό είναι επίσης μαθηματικά δυνατό), τότε αυτό θα επιτρέψει σε όλους όσοι θα βρίσκονται στη φούσκα να μετακινηθούν πίσω στο χρόνο.
Η ιδέα γίνεται πιο ξεκάθαρη αν δούμε το σχέδιο που προτείνει ο Tippett. Έχει δύο ηθοποιοί: ο ένας είναι μέσα στη φυσαλίδα/μηχανή του χρόνου (άτομο Α), ο άλλος είναι ένας εξωτερικός παρατηρητής έξω από τη φυσαλίδα (άτομο Β).
Το βέλος του χρόνου, που υπό κανονικές συνθήκες (δηλαδή στο Σύμπαν μας) κινείται πάντα προς τα εμπρός, στο παρουσιαζόμενο διάγραμμα κάνει το παρελθόν να γίνει παρόν (που υποδεικνύεται με μαύρα βέλη). Σύμφωνα με τον επιστήμονα, καθένας από αυτούς τους ανθρώπους θα νιώσει διαφορετικά την κίνηση του χρόνου:
«Μέσα στο συννεφάκι, η οντότητα Α θα βλέπει τα γεγονότα Β να αλλάζουν περιοδικά και μετά να αντιστρέφονται. Ένας παρατηρητής Β έξω από τη φούσκα θα δει ότι δύο εκδόσεις του Α εξέρχονται από την ίδια θέση: ο ωροδείκτης στρέφεται προς τα δεξιά και ο άλλος προς τα αριστερά.
Με άλλα λόγια, ένας εξωτερικός παρατηρητής θα δει δύο εκδοχές αντικειμένων μέσα στη μηχανή του χρόνου: η μία θα εξελίσσεται προς τα εμπρός στο χρόνο, η άλλη προς τα πίσω.
Ακούγονται όλα πολύ ενδιαφέροντα, φυσικά, αλλά ο Tippett και ο Zang λένε ότι δεν έχουμε φτάσει σε τέτοιο επίπεδο τεχνολογίας ώστε αυτή η υπόθεση να μπορεί να δοκιμαστεί στην πράξη. Απλώς δεν έχουμε τα κατάλληλα υλικά για την κατασκευή μιας τέτοιας χρονομηχανής.
«Αν και μαθηματικά μπορεί να λειτουργήσει, δεν μπορούμε να κατασκευάσουμε μια τέτοια μηχανή για να ταξιδεύουμε μέσα στο χωροχρόνο γιατί δεν έχουμε τα υλικά για να το κάνουμε. Και τα υλικά εδώ θα απαιτήσουν εξωτικά. Θα σας επιτρέψουν να λυγίσετε τον χωροχρόνο. Δυστυχώς, η επιστήμη δεν έχει ακόμη εφεύρει κάτι τέτοιο», λέει ο Tippett.
Η ιδέα των Tippet και Zang απηχεί μια άλλη ιδέα μιας χρονομηχανής, τη λεγόμενη φούσκα Alcubierre, η οποία θα πρέπει επίσης να βασίζεται σε εξωτικά υλικά για να κινείται στο χώρο και το χρόνο. Μόνο που σε αυτή την περίπτωση δεν μιλάμε για κυκλική κίνηση στο πεδίο του χωροχρόνου, αλλά για κίνηση συμπίεσης του χώρου μπροστά σου και επέκτασης του πίσω.
Ο θεωρητικός φυσικός Ben Tippett του Πανεπιστημίου της Βρετανικής Κολομβίας, μαζί με τον αστροφυσικό του Πανεπιστημίου του Maryland, David Zang, δημιούργησαν αυτό που λένε ότι είναι ένα λειτουργικό μαθηματικό μοντέλο μιας «μηχανής του χρόνου» που εκμεταλλεύεται την καμπυλότητα του χωροχρόνου του σύμπαντος. Η μελέτη και τα ευρήματα των επιστημόνων δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Classical and Quantum Gravity.
Οι επιστήμονες που βασίστηκαν στη γενική θεωρία της σχετικότητας έβγαλαν ένα μαθηματικό μοντέλο, το οποίο ονόμασαν TARDIS ή Διασχιζόμενος Αιτιακός Ανάδρομος Τομέας στο Χωροχρόνο («Περαστές αιτιακές ανάδρομες ζώνες στον χωροχρόνο»). Αλλά μην βιαστείτε να χαρείτε με την ευκαιρία να επισκεφτείτε τη γιαγιά σας που είχε πεθάνει στο παρελθόν, λένε οι επιστήμονες. Υπάρχει ένα πρόβλημα που δεν σας επιτρέπει να ελέγξετε την ορθότητα του μαθηματικού τους μοντέλου, αλλά περισσότερα για αυτό αργότερα.
«Σκεφτείτε το ταξίδι στο χρόνο ως επιστημονική φαντασία. Στην πραγματικότητα, πιστεύουμε ότι είναι αδύνατο μόνο επειδή δεν το έχουμε δοκιμάσει ακόμη», λέει ο θεωρητικός φυσικός και μαθηματικός Ben Tippett.
«Ωστόσο, μια μηχανή του χρόνου είναι δυνατή, τουλάχιστον μαθηματικά», προσθέτει ο επιστήμονας.
Το μοντέλο των επιστημόνων βασίζεται στην ιδέα ότι υπάρχει μια τέταρτη διάσταση του Σύμπαντος, που είναι ο χρόνος. Με τη σειρά του, αυτό υποδηλώνει την ύπαρξη ενός χωροχρονικού συνεχούς στο οποίο οι διαφορετικές κατευθύνσεις του χώρου και του χρόνου συνδέονται με τον ιστό του σύμπαντος.
Η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν συνδέει τις βαρυτικές επιδράσεις του σύμπαντος με την καμπυλότητα του χωροχρόνου, το φαινόμενο πίσω από τις ελλειπτικές τροχιές των πλανητών και των αστεριών. Με την παρουσία «επίπεδου» ή μη καμπυλωμένου χωροχρόνου, οι πλανήτες θα κινούνταν σε ευθεία γραμμή. Ωστόσο, η θεωρία της σχετικότητας λέει ότι η γεωμετρία του χωροχρόνου γίνεται καμπύλη παρουσία πολύ τεράστιων αντικειμένων, με αποτέλεσμα να περιστρέφονται γύρω από αστέρια.
Οι Tippett και Tsang πιστεύουν ότι όχι μόνο το διάστημα μπορεί να καμπυλωθεί στο Σύμπαν. Κάτω από τη δράση ενός αντικειμένου με μεγάλη μάζα, ο χρόνος μπορεί επίσης να καμπυλωθεί. Ως παράδειγμα αναφέρουν τον χώρο γύρω από τις μαύρες τρύπες.
«Η πορεία της κίνησης του χρόνου μέσα στον χωροχρόνο μπορεί επίσης να είναι καμπύλη. Ένα παράδειγμα είναι οι μαύρες τρύπες. Όσο πιο κοντά τους πλησιάζουμε, τόσο πιο αργά αρχίζει να κυλάει ο χρόνος για εμάς», λέει ο Tippett.
«Το μοντέλο μου μιας χρονομηχανής χρησιμοποιεί καμπύλο χωροχρόνο για να κάνει τον χρόνο για τους επιβάτες κύκλο αντί για ευθεία γραμμή. Και η κίνηση σε αυτόν τον κύκλο μπορεί να μας στείλει πίσω στο χρόνο».
Για να ελέγξουν την υπόθεση, οι επιστήμονες προτείνουν να δημιουργηθεί κάτι σαν μια φούσκα που μπορεί να μεταφέρει όλους όσοι θα βρίσκονται σε αυτήν μέσα στο χρόνο και το χώρο κατά μήκος μιας καμπύλης διαδρομής. Εάν αυτή η φυσαλίδα κινείται με ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός (σύμφωνα με τους επιστήμονες, αυτό είναι επίσης μαθηματικά δυνατό), τότε αυτό θα επιτρέψει σε όλους όσοι θα βρίσκονται στη φούσκα να μετακινηθούν πίσω στο χρόνο.
Η ιδέα γίνεται πιο ξεκάθαρη αν δούμε το σχέδιο που προτείνει ο Tippett. Υπάρχουν δύο ηθοποιοί σε αυτό: ο ένας είναι μέσα στη φυσαλίδα/μηχανή του χρόνου (άτομο Α), ο άλλος είναι ένας εξωτερικός παρατηρητής που βρίσκεται έξω από τη φούσκα (άτομο Β).
Το βέλος του χρόνου, που υπό κανονικές συνθήκες (δηλαδή στο Σύμπαν μας) κινείται πάντα προς τα εμπρός, στο παρουσιαζόμενο διάγραμμα κάνει το παρελθόν να γίνει παρόν (που υποδεικνύεται με μαύρα βέλη). Σύμφωνα με τον επιστήμονα, καθένας από αυτούς τους ανθρώπους θα νιώσει διαφορετικά την κίνηση του χρόνου:
«Μέσα στο συννεφάκι, η οντότητα Α θα βλέπει τα γεγονότα Β να αλλάζουν περιοδικά και μετά να αντιστρέφονται. Ένας παρατηρητής Β έξω από τη φούσκα θα δει ότι δύο εκδόσεις του Α εξέρχονται από την ίδια θέση: ο ωροδείκτης στρέφεται προς τα δεξιά και ο άλλος προς τα αριστερά.
Με άλλα λόγια, ένας εξωτερικός παρατηρητής θα δει δύο εκδοχές αντικειμένων μέσα στη μηχανή του χρόνου: η μία θα εξελίσσεται προς τα εμπρός στο χρόνο, η άλλη προς τα πίσω.
Ακούγονται όλα πολύ ενδιαφέροντα, φυσικά, αλλά ο Tippett και ο Zang λένε ότι δεν έχουμε φτάσει σε τέτοιο επίπεδο τεχνολογίας ώστε αυτή η υπόθεση να μπορεί να δοκιμαστεί στην πράξη. Απλώς δεν έχουμε τα κατάλληλα υλικά για την κατασκευή μιας τέτοιας χρονομηχανής.
«Αν και μαθηματικά μπορεί να λειτουργήσει, δεν μπορούμε να κατασκευάσουμε μια τέτοια μηχανή για να ταξιδεύουμε μέσα στο χωροχρόνο γιατί δεν έχουμε τα υλικά για να το κάνουμε. Και τα υλικά εδώ θα απαιτήσουν εξωτικά. Θα σας επιτρέψουν να λυγίσετε τον χωροχρόνο. Δυστυχώς, η επιστήμη δεν έχει ακόμη εφεύρει κάτι τέτοιο», λέει ο Tippett.
Η ιδέα των Tippet και Zang απηχεί μια άλλη ιδέα μιας χρονομηχανής, τη λεγόμενη φούσκα Alcubierre, η οποία θα πρέπει επίσης να βασίζεται σε εξωτικά υλικά για να κινείται στο χώρο και το χρόνο. Μόνο που σε αυτή την περίπτωση δεν μιλάμε για κυκλική κίνηση στο πεδίο του χωροχρόνου, αλλά για κίνηση συμπίεσης του χώρου μπροστά σου και επέκτασης του πίσω.
Ακόμη και πριν ο Αϊνστάιν προτείνει ότι ο χρόνος είναι σχετικός και ευέλικτος, η ανθρωπότητα σκεφτόταν ήδη το ταξίδι στο χρόνο. Οι ήρωες της επιστημονικής φαντασίας κάνουν τέτοιες κινήσεις χάρη στις υπερδυνάμεις τους, αλλά πιο συχνά χρησιμοποιούν μια συσκευή γνωστή ως «μηχανή του χρόνου».
Φυσικοί από τις ΗΠΑ και τον Καναδά πρόσφεραν την ιδέα τους για το τι θα μπορούσε να είναι μια πραγματική μηχανή για ταξίδια μεταξύ του παρελθόντος και του μέλλοντος από μαθηματική άποψη.
Καμπύλος χωροχρόνος. © Interior Design | Shutterstock
«Οι άνθρωποι σκέφτονται το ταξίδι στο χρόνο ως κάτι φανταστικό και εμείς δεν αποτελούμε εξαίρεση. Αλλά είναι μαθηματικά εφικτό».
Η διαίρεση του χώρου σε τρεις διαστάσεις με την πάροδο του χρόνου σε ξεχωριστό επιστήμονα το αποκαλεί λάθος. Οι τέσσερις διαστάσεις, λέει, πρέπει να αναπαρασταθούν ταυτόχρονα όταν συνδέονται οι διαφορετικές κατευθύνσεις, σαν ένα χωροχρονικό συνεχές. Με βάση τη θεωρία του Αϊνστάιν, η καμπυλότητα του χωροχρόνου συνθέτει τις τροχιές των πλανητών. Στον «επίπεδο» χωροχρόνο, οι πλανήτες και τα αστέρια θα κινούνταν σε ευθείες γραμμές.
Το μοντέλο της χρονομηχανής χρησιμοποιεί την καμπυλότητα του χωροχρόνου στο σύμπαν για να κάμψει τον χρόνο για τους επιβάτες σε κύκλο αντί για ευθεία γραμμή. Ένα είδος «φυσαλίδας» ή «κουτιού» γεωμετρίας χωροχρόνου μεταφέρει όλο τον χώρο και τον χρόνο κατά μήκος μιας κλειστής κυκλικής διαδρομής με ταχύτητα πολλές φορές μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός για να αποκτήσει σταθερή επιτάχυνση. Στην πραγματικότητα, κινείται «εμπρός» και μετά «πίσω» στο χρόνο.
Από ορισμένες απόψεις, αυτό θυμίζει φούσκα Alcubierreκαι υποθετικές κλειστές χρονικές καμπύλες κλειστή χρονική καμπύλη. Έτσι φαίνεται σχηματικά η ιδέα.
Επιβάτης μέσα στη φυσαλίδα/μηχανή του χρόνου - Α. Εξωτερικός παρατηρητής - Β. Το βέλος του χρόνου, που υπό κανονικές συνθήκες (τουλάχιστον για το Σύμπαν μας) δείχνει πάντα προς τα εμπρός, μετατρέποντας το παρελθόν σε παρόν, αντιπροσωπεύεται από μαύρα βέλη.
Τόσο το άτομο Α όσο και το άτομο Β θα βιώσουν τον χρόνο διαφορετικά, εξηγούν οι ερευνητές:
«Ενώ βρίσκεται μέσα στη φούσκα, ο Α θα δει ότι τα γεγονότα του Β εξελίσσονται περιοδικά και μετά αντιστρέφονται. Ο παρατηρητής Β θα δει δύο εκδόσεις του Α στο ίδιο σημείο, αφού ο ένας από τους δείκτες θα περιστρέφεται δεξιόστροφα και ο άλλος αντίστροφη κατεύθυνση».
Ενώ είναι δυνατό να περιγραφεί αυτό το είδος ταξιδιού στο χρόνο χρησιμοποιώντας μια μαθηματική εξίσωση, ο Tippett αμφιβάλλει ότι κάποιος θα κατασκευάσει ποτέ μια λειτουργική μηχανή.
«Αυτό δεν είναι ακόμη δυνατό γιατί χρειαζόμαστε υλικά που ονομάζουμε εξωτική ύλη για να κάμψουν τον χωροχρόνο με τόσο απίστευτο τρόπο. Αλλά μπορεί να είναι ανοιχτά στο μέλλον».
Η μηχανή του χρόνου ονομάζεται TARDIS Διασχίσιμος Αιτιαίος Ανάδρομος Τομέας στον Χωροχρόνο, όπως στη βρετανική τηλεοπτική σειρά Doctor Who. Έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Κλασική και Κβαντική Βαρύτητα.
Οι επιστήμονες επιβεβαιώνουν την πραγματικότητα του ταξιδιού στο χρόνο
Καθηγητής Φυσικής και Μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο Columbia και συνιδρυτής του World Science Festival Μπράιαν Γκρινείπε τι γνωρίζουν οι επιστήμονες για το ταξίδι στο χρόνο.
Είναι πολύ σημαντικό να καταλάβετε ότι υπάρχουν δύο είδη ταξιδιού στο χρόνο και είναι ριζικά διαφορετικοί. Το ταξίδι στο μέλλον είναι σίγουρα δυνατό. Ξέρουμε πώς να το κάνουμε αυτό γιατί ο Αϊνστάιν μας έδειξε τον δρόμο πριν από εκατό και πλέον χρόνια. Είναι εκπληκτικό πόσο λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν για αυτό. Έδειξε ότι αν πάτε στο διάστημα και πετάξετε με ταχύτητα σχεδόν φωτός, το ρολόι σας θα λειτουργεί πιο αργά. Έτσι, όταν επιστρέψετε, το μέλλον θα είναι ήδη στη Γη.
© andrey_l | Shutterstock
Έδειξε επίσης ότι αν αιωρηθείτε κοντά σε μια αρκετά ισχυρή πηγή βαρύτητας - ένα αστέρι νετρονίων ή μια μαύρη τρύπα - και πάρετε μια ασφαλή απόσταση από την άκρη αυτού του αντικειμένου, ο χρόνος για εσάς θα επιβραδυνθεί επίσης σε σχέση με οτιδήποτε άλλο. Και μετά, όταν επιστρέψετε στη Γη, θα ξαναβρείτε τον εαυτό σας στο μακρινό μέλλον.
Δεν υπάρχει καμία αμφιβολία για αυτό. Όποιος φυσικός ξέρει τι διακυβεύεται θα συμφωνήσει με αυτό. Αλλά ένα άλλο είδος ταξιδιού στο χρόνο -το ταξίδι στο παρελθόν μέσω μιας χρονομηχανής- είναι ήδη θέμα συζήτησης και οι περισσότεροι επιστήμονες το θεωρούν αδύνατο.
Η βασική έννοια μιας χρονομηχανής, στην οποία δίνεται συνήθως προσοχή όταν συζητάμε για ταξίδια στο παρελθόν, σχετίζεται με τις λεγόμενες σκουληκότρυπες ή σκουληκότρυπες. Σε γενικές γραμμές, πρόκειται για μια γέφυρα από το ένα μέρος στο άλλο ή μια σήραγγα που σας προσφέρει τη συντομότερη διαδρομή. Ο Αϊνστάιν ανακάλυψε αυτό το φαινόμενο το 1935, αλλά στη συνέχεια συνειδητοποίησε ότι αν χειριζόσασταν τις τρύπες σε μια σκουληκότρυπα - πλησιάζοντας μια μαύρη τρύπα ή ταξιδεύατε με μεγάλη ταχύτητα - τότε ο χρόνος στις δύο τρύπες σε αυτό το τούνελ θα κυλούσε με διαφορετικές ταχύτητες, οπότε θα δεν μετακινείστε πλέον απλώς από το ένα μέρος στο διάστημα στο άλλο. Αν περάσετε από αυτό το τούνελ, θα πάτε από το ένα σημείο στο χρόνο στο άλλο. Ακολουθώντας ένα μονοπάτι, θα πάτε στο παρελθόν, και το άλλο - αντίθετα, στο μέλλον.
Αλλά δεν ξέρουμε πόσο αληθινά είναι ή αν μπορείτε να τα ξεπεράσετε. Οπότε εδώ υπάρχουν κάθε είδους αβεβαιότητες. Οι περισσότεροι επιστήμονες πιστεύουν ότι δεν θα μπορέσετε να περάσετε μέσα από τη σκουληκότρυπα στο παρελθόν, αλλά από την άλλη, αυτό εξακολουθεί να μην αποκλείεται.
Το σύμπαν θα μπορούσε να είναι ένα ολόγραμμα
Η ιδέα ότι το σύμπαν θα μπορούσε να είναι ένα γιγάντιο ολόγραμμα - μια δισδιάστατη πραγματικότητα που φαίνεται μόνο να είναι τρισδιάστατη - υπάρχει εδώ και πολύ καιρό στην επιστημονική κοινότητα. Πριν από λίγο καιρό, μια ομάδα Αυστριακών ερευνητών έκανε κάποια μαθηματικά για να αποδείξει ότι ένα τέτοιο σενάριο δεν είναι τόσο τραβηγμένο όσο φαίνεται. Τα αποτελέσματα των υπολογισμών δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Physical Review Letters.
© Technische Universität Wien
Η υπόθεση ότι το σύμπαν μας είναι μια τρισδιάστατη προβολή σε μια επίπεδη επιφάνεια στο διάστημα ανάγεται στην ολογραφική αρχή. Σύμφωνα με την έννοια που διατυπώθηκε στη δεκαετία του 1990. φυσικοί Gerard 't Hooftκαι Leonard Susskind, όλες οι πληροφορίες που χρειάζονται για την πλήρη περιγραφή μιας περιοχής του χώρου μπορούν να κωδικοποιηθούν σε δύο διαστάσεις.
Για να αποδειχθεί μια τέτοια τολμηρή υπόθεση, απαιτείται να υπάρχει ένα φαινόμενο του οποίου η φυσική περιγράφεται τόσο από την κβαντική θεωρία πεδίου όσο και από τη θεωρία της κβαντικής βαρύτητας του επίπεδου χώρου, και οι αντίστοιχοι υπολογισμοί να είναι σωστοί.
Σε μια πρόσφατη μελέτη, οι επιστήμονες υπολόγισαν τη φυσική εντροπία της κβαντικής εμπλοκής - την εμπλοκή μεταξύ μορίων (η διαδικασία σύνδεσης των σωματιδίων και η επίδρασή τους μεταξύ τους) σε ένα κβαντικό σύστημα - και διαπίστωσαν ότι η τιμή της εντροπίας της εμπλοκής ήταν η ίδια σε κβαντική βαρύτητα σε επίπεδο χώρο και στη δισδιάστατη κβαντική θεωρία πεδίου.
Αυτό σημαίνει ότι η ολογραφική αρχή ισχύει για το σύμπαν μας, το οποίο, επομένως, θα μπορούσε θεωρητικά να είναι ένα γιγάντιο ολόγραμμα. Κάτι που, φυσικά, δεν σημαίνει ότι είναι - απλώς τώρα έχει γίνει πιο δύσκολο να αποκλειστεί μια τέτοια κατάσταση πραγμάτων.
Αναπτύχθηκε ένα σύστημα προσομοίωσης του Σύμπαντος σε υπολογιστή
Μια ομάδα Βρετανών και Ολλανδών αστρονόμων ανέπτυξαν ένα σύστημα προσομοίωσης υπολογιστή για το σύμπαν. Χάρη σε αυτό, οι επιστήμονες θα είναι σε θέση να μελετήσουν την ανάπτυξη των γαλαξιών και να κατανοήσουν πώς διαστέλλεται το σύμπαν.
© Maria Starovoytova | Shutterstock.com
Το σύστημα κάλεσε ΑΕΤΟΣ (Evolution and Assembly of GaLaxies and their Environments - Εξέλιξη και σχηματισμός γαλαξιών και γύρω περιοχών)έχει σχεδιαστεί για να δημιουργεί υπολογιστικά μοντέλα γαλαξιών, η μάζα, το μέγεθος και η ηλικία των οποίων είναι παρόμοια με τους γαλαξίες που παρατηρούνται στο πραγματικό Σύμπαν. Αυτό αναφέρεται «Ειδήσεις RIA». Ένα άρθρο που θα περιγράφει τα αποτελέσματα της εργασίας των επιστημόνων θα δημοσιευθεί τον Ιανουάριο του 2015 στο περιοδικό Μηνιαίες Ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.
Θυμηθείτε ότι πρόσφατα οι ειδικοί της NASA δημοσίευσαν εικόνες από τη συγχώνευση των γαλαξιών NGC 2207 και IC 2163, που ελήφθησαν χρησιμοποιώντας τον εξοπλισμό του αμερικανικού παρατηρητηρίου ακτίνων Χ Chandra. Οι συγχωνευόμενοι γαλαξίες βρίσκονται στον αστερισμό Μεγάλο σκυλίσε απόσταση 130 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Τα τελευταία 15 χρόνια, τρεις εκρήξεις σουπερνόβα έχουν καταγραφεί σε αυτά.
Επιπλέον, η κοινότητα της διαστημικής επιστήμης ανησυχεί από την ανακάλυψη ενός ασυνήθιστου σπειροειδούς γαλαξία που περιέχει τεράστια ρεύματα στοιχειωδών σωματιδίων που ορμούν προς τα έξω με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός.
Συνολική βαθμολογία υλικού: 4,8
ΟΜΟΙΑ ΥΛΙΚΑ (ΚΑΤΑ ΣΗΜΑΤΑ):
Η ιστορία των προσγειώσεων στον Άρη μόλις αρχίζει Πώς λειτουργεί η οικογένεια πυραύλων Angara Άγνωστο χειρόγραφο του Νίκολα Τέσλα
Οι φυσικοί κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα μαθηματικό μοντέλο μιας χρονομηχανής χρησιμοποιώντας την καμπύλη χωροχρόνου και να αποδείξουν τη θεωρητική δυνατότητα να ταξιδέψουμε στο παρελθόν ή στο μέλλον, αναφέρει το Science Alert.
Φωτογραφία: sciencealert.com / B. K. Tippett
Το κόλπο είναι ότι με τη βοήθεια μιας καμπύλης χωροχρόνου, το επιλεγμένο χρονικό τμήμα «λυγίζει» γύρω από υποθετικούς επιβάτες που τοποθετούνται σε μια κάψουλα που γλιστρά στο παρελθόν ή στο μέλλον, κινούμενος με την ταχύτητα του φωτός.
Οι ειδικοί σημειώνουν ότι η συσκευή θα πρέπει να έχει τη μορφή «φούσκας» ή «κουτιού» στο οποίο οι επιβάτες μπορούν να βρίσκονται και να κινούνται έγκαιρα.
Το μοντέλο απορρίπτει την ιδέα να κοιτάξει το Σύμπαν ως τρισδιάστατο χώρομε χωριστά υπάρχουσα τέταρτη διάσταση και καλεί να καλύψει και τις τέσσερις διαστάσεις ταυτόχρονα. Αυτό επιτρέπει σε κάποιον να φανταστεί ένα χωροχρονικό συνεχές όπου διαφορετικά μονοπάτια στον ιστό του χωροχρόνου συνδέονται μεταξύ τους.
Η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν συσχετίζει τις βαρυτικές επιδράσεις στο σύμπαν με την καμπυλότητα του χωροχρόνου. Αν ο χωροχρόνος ήταν επίπεδος, οι πλανήτες θα κινούνταν σε ευθείες γραμμές. Ωστόσο, σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας, η γεωμετρία του χωροχρόνου είναι καμπυλωμένη κοντά σε αντικείμενα με μεγάλη μάζα, γεγονός που κάνει τους πλανήτες να περιστρέφονται γύρω από τα αστέρια τους.
«Οι άνθρωποι συνήθιζαν να θεωρούν τα ταξίδια στο χρόνο ως επιστημονική φαντασία. Και τείνουμε επίσης να πιστεύουμε έτσι, γιατί στην πραγματικότητα δεν το κάνουμε. Αλλά μαθηματικά είναι δυνατό», δήλωσε ο θεωρητικός φυσικός Ben Tippett από το Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας στον Καναδά.
Οι Tippett και Tsang πιστεύουν ότι όχι μόνο ο φυσικός χώρος μπορεί να παραμορφωθεί, αλλά και ο ιστός του χρόνου αλλάζει κατεύθυνση κοντά σε αντικείμενα μεγάλης μάζας. Οι αστροφυσικοί γνωρίζουν ήδη ότι όσο πλησιάζετε σε μια μαύρη τρύπα, ο χρόνος κινείται πιο αργά.
Μαζί με τον συνάδελφο αστροφυσικό David Tsang του Πανεπιστημίου του Maryland, ο Tippett υπέβαλε αίτηση γενική θεωρίαΗ σχετικότητα του Αϊνστάιν για τη δημιουργία ενός μαθηματικού μοντέλου της μηχανής του χρόνου, το οποίο ονομάστηκε TARDIS.
Η αρχή λειτουργίας της συσκευής είναι παρόμοια με τη φούσκα Alcubierre. Ωστόσο, σε αυτήν την περίπτωση, το αυτοκίνητο πρέπει να κινείται κατά μήκος μιας κλειστής καμπύλης και ένας εξωτερικός παρατηρητής θα μπορεί να δει δύο εκδοχές του ταξιδιού: όταν, αφενός, ο χρόνος κυλά ως συνήθως και, αφετέρου, μπαίνει μέσα. αντίθετη κατεύθυνση (φωτογραφία πάνω). Επί του παρόντος, οι επιστήμονες ασχολούνται με το πώς μπορεί να καμπυλωθεί ο χωροχρόνος.
Οι ερευνητές είναι σίγουροι ότι η δημιουργία μιας απτής «μηχανής του χρόνου» όπως η Doc από την ταινία «Back to the Future» δεν είναι τόσο δύσκολη. Μένει να βρεθούν υλικά που δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί από την ανθρωπότητα.
Εγγραφείτε στο Qibble στο Viber και στο Telegram για να ενημερώνεστε για τα πιο ενδιαφέροντα γεγονότα.
Το ταξίδι στο χρόνο είναι θεωρητικά εφικτό, αλλά η ανθρωπότητα δεν έχει ακόμη τα απαραίτητα υλικά για να φτιάξει μια «μηχανή του χρόνου». Επιστημονική εργασίαΑυτό δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Classical and Quantum Gravity, ο ιστότοπος Phys.org μιλά εν συντομία για τη θεωρία.«Οι άνθρωποι σκέφτονται το ταξίδι στο χρόνο ως κάτι φανταστικό. Έχουμε την τάση να πιστεύουμε ότι είναι αδύνατο επειδή δεν το κάνουμε., - είπε Μπεν Τίπετ(Ben Tippett), θεωρητικός φυσικός και μαθηματικός στο Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας στον Καναδά. — Αλλά είναι μαθηματικά εφικτό».
Ο Tippett και ο συνάδελφός του David Tsang δημιούργησαν ένα μαθηματικό μοντέλο που ονομάζεται Traversable Acausal Retrograde Domain in Space-time (TARDIS).
Οι Tippett και Tsang χρησιμοποίησαν τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν ως βάση για το μοντέλο. Η θεωρία συσχετίζει τα βαρυτικά φαινόμενα στο Σύμπαν με την παραμόρφωση του χωροχρόνου. Αυτή η καμπυλότητα είναι που εξηγεί τις μετατοπίσεις των τροχιών των πλανητών, οι οποίες επηρεάζονται από τη βαρύτητα μεγάλων διαστημικών αντικειμένων.
Οι Tippett και Tsang υποστηρίζουν ότι όχι μόνο ο φυσικός χώρος μπορεί να λυγίσει ή να συστραφεί - ο χρόνος μπορεί επίσης να κάμπτεται από την εγγύτητα αντικειμένων μεγάλης μάζας.
«Η κατεύθυνση του χρόνου στην επιφάνεια του χωροχρόνου παρουσιάζει επίσης μια παραμόρφωση. Είναι γνωστό ότι όσο πιο κοντά βρισκόμαστε σε μια μαύρη τρύπα, τόσο πιο αργά κυλάει ο χρόνος,εξηγεί ο Tippett. — Το μοντέλο μου μιας χρονομηχανής χρησιμοποιεί τον καμπύλο χωροχρόνο για να περικλείσει την καμπύλη του χρόνου σε έναν δακτύλιο».
Οι ερευνητές περιέγραψαν τη μηχανή του χρόνου ως μια «φούσκα» στην οποία ένα «κουτί» με έναν παρατηρητή κινείται σε κύκλο στον χωροχρόνο. Η ταχύτητα του κουτιού είναι αρκετές φορές μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός, γεγονός που του επιτρέπει να επιστρέψει στο παρελθόν.
«Αυτή η φούσκα θα μπορεί να κινείται σε μια κυκλική διαδρομή, πρώτα μπροστά και μετά πίσω. Οι εξωτερικοί παρατηρητές θα μπορούν να δουν πώς οι «ταξιδιώτες» αναπτύσσονται προς την αντίθετη κατεύθυνση: μαζεύουν το κέλυφος του αυγού και διαχωρίζουν την κρέμα από τον καφέ».
Εικόνα: B. K. Tippett et. al. / sciencealert.com
Οι ερευνητές περιέγραψαν τι θα έβλεπαν οι παρατηρητές μέσα στη «φούσκα» και έξω από αυτήν. Ένας παρατηρητής μέσα στη φούσκα θα μπορεί πρώτα να παρατηρήσει την εξέλιξη των γεγονότων προς τη «συνήθη» κατεύθυνση και μετά προς την αντίθετη κατεύθυνση. Ένας παρατηρητής έξω από τη φούσκα θα δει δύο επιλογές για την εξέλιξη των γεγονότων μέσα στη «μηχανή» - τόσο «εμπρός» και «πίσω».
«Αν και είναι μαθηματικά εφικτό, δεν είναι ακόμη δυνατό να κατασκευαστεί μια μηχανή χωροχρόνου», γράφουν οι συγγραφείς. Για αυτό, κατά τη γνώμη τους, χρειάζεται «εξωτική ύλη», η οποία θα επιτρέψει την κάμψη του χωροχρόνου με τον απαραίτητο τρόπο. Ο άνθρωπος του δεν έχει ακόμη ανακαλυφθεί.
