למה מסע בזמן עשוי להיות יותר אפשרי ממה שאתה חושב, על פי הפיזיקה

הרעיון של מסע בזמן תמיד לכד את דמיונם של פיסיקאים ו laypersons כאחד. אבל האם זה באמת אפשרי? כמובן שזה נכון. אנחנו עושים את זה עכשיו, נכון? כולנו נוסעים אל תוך שנייה אחת בכל פעם.

אבל זה לא מה שחשבת. האם נוכל לנסוע הרבה יותר אל העתיד? בהחלט. אם היינו יכולים לנסוע קרוב למהירות האור, או בקרבה של חור שחור, הזמן היה להאט ומאפשר לנו לנסוע שרירותית רחוק אל העתיד. השאלה המעניינת באמת היא האם נוכל לחזור אל העבר.

ראו גם: 'העתיד אדם' עושה 'דוקטור מי' זמן נסיעה חלש AF

אני פרופסור לפיסיקה באוניברסיטת מסצ'וסטס, דרטמות ', ושמעתי לראשונה על הרעיון של מסע בזמן כשהייתי בן 7, מתוך פרשת 1980 של סדרת הטלוויזיה הקלאסית של קרל סאגאן, קוסמוס. אז החלטתי שיום אחד אני הולך לחקור את התיאוריה שעומדת ביסוד רעיונות יצירתיים ומדהימים כאלה: תורת היחסות של איינשטיין. עשרים שנה לאחר מכן, יצאתי עם דוקטורט. בתחום, וחוקר פעיל בתאוריה מאז.

עכשיו, אחד הסטודנטים שלי יש רק פירסם מאמר בכתב העת כוח משיכה קלאסי וקוונטי המתאר כיצד לבנות מכונת זמן באמצעות בנייה פשוטה מאוד.

עקומות זמן סגורות

תורת היחסות הכללית של איינשטיין מאפשרת את האפשרות של השתאה זמן עד כדי כך שהוא למעשה מתקפל על עצמו, וכתוצאה מכך לולאה הזמן. תאר לעצמך שאתה נוסע לאורך לולאה זו; זה אומר שבסופו של דבר, בסופו של דבר תגיעי אל הרגע ותתחיל לחוות את אותם הרגעים מאז, שוב - קצת כמו דז'ה וו, אלא שלא תביני את זה. מבנים כאלה מכונים לעתים קרובות "עקומות סגורות בזמן" או CTCs בספרות המחקר, ומכונים "מכונות זמן". מכונות הזמן הן תוצר לוואי של תוכניות נסיעות יעילות, מהירות יותר מאשר אור, והבנתן יכול לשפר את הבנתנו כיצד פועל היקום.

במהלך העשורים האחרונים, פיסיקאים ידועים כמו קיפ תורן וסטיבן הוקינג הפיקו עבודה מעמיקה על מודלים הקשורים למכונות הזמן.

המסקנה הכללית שעלתה ממחקרים קודמים, כולל ת'ורן והוקינג, היא שהטבע אוסר על לולאות זמן. זה אולי הסביר הכי טוב ב Hoking של "Chronology הגנה השערה," אשר בעצם אומר כי הטבע אינו מאפשר שינויים בהיסטוריה העבר שלה, ובכך חוסך אותנו מן פרדוקסים שיכולים לצאת אם מסע בזמן היו אפשריים.

אולי המוכר ביותר מבין פרדוקסים אלה המגיעים עקב מסע בזמן אל העבר הוא מה שמכונה "פרדוקס הסבא", שבו נוסע חוזר אל העבר ומרצח את סבו. זה משנה את מהלך ההיסטוריה בצורה שנוצרת סתירה: הנוסע מעולם לא נולד ולכן אינו יכול להתקיים. היו הרבה סרטים רומן עלילות המבוססות על פרדוקסים הנובעים נסיעה בזמן - אולי חלק הפופולריים ביותר להיות אלה בחזרה לעתיד סרטים ו יום המרביטה.

חומר אקזוטי

על פי הפרטים, תופעות פיזיות שונות עשויות להתערב כדי למנוע פיתולים סגורים דמויי זמן בפיתוח במערכות פיזיות. הנפוצה ביותר היא הדרישה לסוג מסוים של "אקזוטי" חומר זה חייב להיות נוכח כדי לולאה הזמן להתקיים. באופן רופף, חומר אקזוטי הוא חומר בעל מסה שלילית. הבעיה היא המסה השלילית לא ידוע להתקיים בטבע.

קרוליין מלרי, דוקטורנטית מאוניברסיטת מסצ'וסטס דרטמות ', פרסמה מודל חדש למכונת זמן בכתב העת כוח משיכה קלאסי וקוונטי. מודל חדש זה אינו דורש שום חומר אקזוטי שלילי המונית ומציע עיצוב פשוט מאוד.

ראה גם: כיצד "קמטים בממד החמישי של הזמן מוסבר עם תיאוריה סופרסטרינג

המודל של מלרי מורכב משתי מכוניות ארוכות במיוחד - בנויות מחומר שאינו אקזוטי, והן בעלות מסה חיובית - החונות במקביל. מכונית אחת נעה קדימה במהירות, משאירה את האחרת חונה. מלרי היה מסוגל להראות כי כזה ההתקנה, לולאה הזמן ניתן למצוא את החלל בין המכוניות.

אז אתה יכול לבנות את זה בחצר האחורית שלך?

אם אתה חושד יש לתפוס, אתה צודק. המודל של מלרי דורש שמרכז כל מכונית יש צפיפות אינסופית. כלומר, הם מכילים אובייקטים - הנקראים ייחודיות - עם צפיפות אינסופית, טמפרטורה ולחץ. יתר על כן, בניגוד לסינגולאריות הנמצאות בפנים של חורים שחורים, מה שהופך אותם ללא נגיש לחלוטין מבחוץ, הייחודיות במודל של מלרי הם חשופים לחלוטין נצפים, ולכן, יש השפעות פיזיות אמיתיות.

הפיזיקאים אינם מצפים שגם אובייקטים מוזרים כאלה יהיו קיימים בטבע. אז, למרבה הצער, מכונת זמן לא הולך להיות זמין בקרוב. עם זאת, עבודה זו מראה כי פיסיקאים אולי צריך לחדד את הרעיונות שלהם על למה סגורים זמן כמו עקומות אסורים.

מאמר זה פורסם במקור על השיחה על ידי גואראב קאנה. קרא את המאמר המקורי כאן.