Glavni Reference Vodnik po potovanju skozi čas za začetnike

Vodnik po potovanju skozi čas za začetnike

Igralec Rod Taylor preizkuša svoj časovni stroj v kadru iz filma

Igralec Rod Taylor preizkuša svoj časovni stroj v kadru iz filma 'Časovni stroj', ki ga je režiral George Pal, 1960. (Zasluge za sliko: arhiv Hulton / osebje / Getty Images)

Vsak lahkopotovanje v času (odpre se v novem zavihku). To počnete, če želite ali ne, z enakomerno hitrostjo ene sekunde na sekundo. Morda mislite, da ni nič podobnega potovanju v eni od treh prostorskih razsežnosti, na primer z eno nogo na sekundo. Toda glede na Einstein (odpre se v novem zavihku)'s teorija relativnosti (odpre se v novem zavihku), živimo v štiridimenzionalnem kontinuumu — prostor-čas — v katerem sta prostor in čas zamenljiva.

Einstein je ugotovil, da hitreje kot se premikate skozi vesolje, počasneje se premikate skozi čas - z drugimi besedami, počasneje se starate. Ena od ključnih idej v relativnosti je, da nič ne more potovati hitreje od hitrost svetlobe (odpre se v novem zavihku)— približno 186.000 milj na sekundo (300.000 kilometrov na sekundo) ali eno svetlobno leto na leto). Vendar se mu lahko zelo približate. Če bi vesoljska ladja letela s hitrostjo 99 % svetlobne, bi videli, da prepotuje razdaljo svetlobnega leta v nekaj več kot enem letu.

To je dovolj očitno, a zdaj prihaja čuden del. Za astronavte na tej vesoljski ladji bi potovanje trajalo le sedem tednov. To je posledica relativnosti, imenovane dilatacija časa , kar dejansko pomeni, da so astronavti skočili približno 10 mesecev v prihodnost.

Potovanje z veliko hitrostjo ni edini način za podaljšanje časa. Einstein je pokazal, da gravitacijska polja povzročajo podoben učinek - celo razmeroma šibko polje tukaj na površini Zemlja (odpre se v novem zavihku). Tega ne opazimo, ker tukaj preživimo vse svoje življenje, vendar je več kot 12.400 milj (20.000 kilometrov) višje gravitacija merljivo šibkejša – in čas teče hitreje, za približno 45 mikrosekund na dan. To je bolj pomembno, kot si morda mislite, saj je to nadmorska višina, na kateri GPS sateliti (odpre se v novem zavihku)krožijo okoli Zemlje, njihove ure pa morajo biti natančno sinhronizirane z zemeljskimi, da sistem pravilno deluje.

Sateliti morajo kompenzirati učinke dilatacije časa zaradi svoje višje nadmorske višine in hitrejše hitrosti. Kadarkoli torej uporabljate funkcijo GPS na svojem pametnem telefonu ali satelitski navigaciji svojega avtomobila, je vključen majhen element potovanja skozi čas. Vi in sateliti potujete v prihodnost z zelo malo različnimi hitrostmi.

GPS satelit Navstar-2F

GPS satelit Navstar-2F.(Zasluge za sliko: USAF)

Toda za bolj dramatične učinke si moramo ogledati veliko močnejša gravitacijska polja, kot so tista okoli črne luknje (odpre se v novem zavihku), ki lahko izkrivlja prostor-čas (odpre se v novem zavihku)toliko, da se sama zloži nazaj. Rezultat je tako imenovana črvina luknja, koncept, ki ga poznamo iz znanstvenofantastičnih filmov, v resnici pa izvira iz Einsteinove teorije relativnosti. Dejansko je a črvina luknja (odpre se v novem zavihku)je bližnjica od ene točke v prostoru-času do druge. V eno črno luknjo vstopiš, iz druge pa izstopiš nekje drugje. Na žalost ni tako praktično prevozno sredstvo, kot se zdi v Hollywoodu. To je zato, ker bi vas gravitacija črne luknje raztrgala na koščke, ko bi se ji približali, vendar je teoretično res mogoče. In ker govorimo o prostoru-času, ne samo o prostoru, bi lahko bil izhod črvine luknje prej kot njen vhod; to pomeni, da bi končali v preteklosti in ne v prihodnosti.

Trajektorije v prostoru-času, ki se vračajo v preteklost, dobijo strokovno ime 'zaprte časovne krivulje'. Če iščete po resnih akademskih revijah, boste našli veliko omemb o njih - veliko več kot o 'potovanju skozi čas'. Toda v resnici gre za točno to, kar so zaprte časovne krivulje – potovanje skozi čas

Obstaja še en način za ustvarjanje zaprte časovne krivulje, ki ne vključuje ničesar tako eksotičnega, kot je črna luknja ali črvina luknja: Potrebujete samo preprost vrtljiv valj iz super gostega materiala. Ta tako imenovani Tiplerjev valj je najbližje, kar lahko fizika resničnega sveta približa dejanskemu, pristnemu časovnemu stroju. Toda verjetno nikoli ne bo zgrajen v resničnem svetu, zato je, tako kot črvina luknja, bolj akademska radovednost kot izvedljiva inženirska zasnova.

Čeprav so te stvari v praktičnem smislu nenavadne, ni temeljnega znanstvenega razloga – ki ga trenutno poznamo – ki bi trdil, da so nemogoče. To je situacija, ki spodbuja razmišljanje, saj kot rad pravi fizik Michio Kaku: 'Vse, kar ni prepovedano, je obvezno' (izposojeno iz romana T. H. Whitea, 'The Once And Future King'). Ne misli, da se mora potovanje skozi čas ves čas dogajati povsod, vendar Kaku predlaga, da je vesolje tako ogromno, da bi se moralo nekje zgoditi vsaj občasno. Mogoče kakšna supernapredna civilizacija v drugi galaksiji ve, kako zgraditi delujoč časovni stroj, ali pa se zaprte časovne krivulje lahko pojavijo celo naravno pod določenimi redkimi pogoji.

Umetnik

Umetniški vtis para nevtronskih zvezd – Tiplerjev valj jih potrebuje vsaj deset.(Zasluge za sliko: NASA)

To sproža težave drugačne vrste - ne v znanosti ali tehniki, ampak v osnovni logiki. Če fizikalni zakoni dovoljujejo potovanje skozi čas, si je mogoče zamisliti celo vrsto paradoksalne scenarije (odpre se v novem zavihku). Nekatere od teh se zdijo tako nelogične, da si je težko predstavljati, da bi se lahko kdaj zgodile. Če pa ne morejo, kaj jih ustavi?

Takšne misli so spodbudile Stephen Hawking (odpre se v novem zavihku), ki je bil vedno skeptičen glede ideje o časovnem potovanju v preteklost, da bi prišel do svoje 'domneve o zaščiti kronologije' - ideje, da neki še neznani zakon fizike preprečuje, da bi se zgodile zaprte časovne krivulje. Toda ta domneva je le utemeljena domneva in dokler ni podprta s trdnimi dokazi, lahko pridemo le do enega sklepa: potovanje skozi čas je možno.

Zabava za popotnike skozi čas

Hawking je bil skeptičen glede izvedljivosti časovnega potovanja v preteklost, ne zato, ker bi ga ovrgel, ampak zato, ker so ga motili logični paradoksi, ki jih ustvarja. V svoji domnevi o zaščiti kronologije je domneval, da bodo fiziki sčasoma odkrili napako v teoriji zaprtih časovnih krivulj, ki jih onemogoča.

Leta 2009 se je domislil zabavnega načina, kako preveriti to domnevo. Hawking je organiziral zabavo s šampanjcem (prikazano v njegovem programu Discovery Channel), vendar jo je oglaševal šele, ko se je zgodila. Njegovo razmišljanje je bilo, da bi lahko nekdo v prihodnosti prebral o zabavi in ​​odpotoval nazaj, da bi se je udeležil, če bodo časovni stroji sčasoma postali praktični. Toda tega ni storil nihče - Hawking je ves večer preživel sam. To ne dokazuje, da je potovanje skozi čas nemogoče, vendar nakazuje, da nikoli ne postane običajen pojav tukaj na Zemlji.

Puščica časa

Ena od značilnih stvari o času je, da ima smer - iz preteklosti v prihodnost. Skodelica vroče kave, ki jo pustimo na sobni temperaturi, se vedno ohladi; nikoli se ne segreje. Vaš mobilni telefon izgubi napolnjenost baterije, ko ga uporabljate; nikoli ne pridobi naboja. To so primeri entropija (odpre se v novem zavihku), v bistvu merilo količine 'neuporabne' v nasprotju z 'koristno' energijo. Entropija zaprtega sistema vedno narašča in je ključni dejavnik, ki določa puščico časa.

Izkazalo se je, da je entropija edina stvar, ki loči preteklost in prihodnost. V drugih vejah fizike, kot sta relativnost ali kvantna teorija, čas nima prednostne smeri. Nihče ne ve, od kod prihaja časovna puščica. Lahko se zgodi, da velja samo za velike, kompleksne sisteme, v tem primeru subatomski delci morda ne bodo doživeli puščice časa.

Paradoks potovanja skozi čas

Če je mogoče potovati nazaj v preteklost – tudi teoretično –, to odpira številne paradokse, ki vam zvijajo možgane – kot je npr. dedkov paradoks — kar se celo znanstvenikom in filozofom zdi izjemno zaskrbljujoče.

Ubijanje Hitlerja

Popotnik skozi čas se lahko odloči, da se vrne in ga ubije v njegovem povoju. Če bi jim uspelo, zgodovinske knjige prihodnosti ne bi niti omenjale Hitlerja - kakšen motiv bi torej imel popotnik skozi čas, da bi se vrnil v preteklost in ga ubil?

Ubiti svojega dedka

Namesto da bi ubili mladega Hitlerja, bi lahko po naključju ubili katerega od svojih prednikov, ko so bili zelo mladi. Toda potem se ne bi nikoli rodil, zato ne bi mogel potovati v preteklost, da bi jih ubil, tako da bi se kljub vsemu rodil in tako naprej …

Zaprta zanka

Recimo, da se načrti za časovni stroj nenadoma pojavijo iz zraka na vaši mizi. Nekaj ​​dni ga gradite, nato pa ga uporabite za pošiljanje načrtov nazaj svojemu prejšnjemu jazu. Toda kje izvirajo ti načrti? Nikjer — samo krožijo v času.

Zanimivi Članki