Путешествие во времени возможно: как это допускает физика Эйнштейна

Хотя идея о том, чтобы вернуться в прошлое и что-то там изменить, является очень заманчивой, все же такие событие чаще всего встречаются в фанатических книгах и фильмах. Но в общей теории относительности Эйнштейна существуют важная физическая основа, которая делает путешествие во времени реальным. Хотя для этого требуется огромное количество энергии, путешествия во времени исключать нельзя, пишет Big Tnink.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Почему путешествие во времени возможно?

Для большинства людей идея о перемещении во времени в прошлое, чтобы исправить какие-то ошибки, относится к области фантастики, поскольку законы физики говорят: мы можем перемещаться во времени только вперед в течение нашей жизни. Но благодаря некоторым очень интересным свойствам пространства и времени в общей теории относительности Эйнштейна известно, что путешествие назад во времени все-таки физически возможно.

По мнению Эйнштейна, пространство и время не являются отдельными сущностями, а, скорее, сплетены в неразрывную ткань, то есть пространство-время. Существует величина, пространственно-временной интервал, которая представляет ваше совместное движение в пространстве и времени. Проще говоря, если вы находитесь в состоянии покоя, и положение в пространстве не меняется, то вы двигаетесь вперед во времени с максимально допустимой скоростью. Эта скорость составляет одна секунда в секунду. Если вы находитесь в движении и ваше положение в пространстве меняется со временем, то вы движетесь во времени с меньшей скоростью, поскольку объекты, находящиеся в относительном движении, испытывают явление замедления времени.

Чем быстрее вы движетесь в пространстве, тем медленнее вы движетесь во времени, вплоть до абсолютного предела скорости перемещения, то есть скорости света. По мере того, как вы приближаетесь к этому пределу, ваше движение в пространстве становится все быстрее и быстрее, а ваше движение во времени становится все медленнее и медленнее. Если бы вы действительно могли достичь скорости света, что невозможно для объекта, имеющего массу, вы бы обнаружили, что время для вас остановилось и вообще не течет во время путешествия. Теоретически, если бы вы могли двигаться быстрее скорости света, вы бы действительно почувствовали, что время течет обратно.

Червоточины или кротовые норы

Но, по мнению Эйнштейна, движение быстрее скорости света не является единственным способом путешествовать назад во времени. Хотя движение любых объектов через ткань пространства-времени ограничено скоростью света, само пространство-время не обязательно должно быть плоским и неизменным. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, пространство может эволюционировать и искривляться, расширяться или сжиматься, или даже создавать и поддерживать связь между двумя разными точками внутри него.

Эта идея о связи между двумя несвязанными между собой точками пространства известна как червоточина или кротовая нора. Существуют предположения, что черные дыры, если в них попасть, на самом деле на с другой стороны соединяются с другой областью пространства-времени. Если вместо положительной плотности энергии, как у стандартных черных дыр, эта соединенная область имеет отрицательную плотность энергии, она станет белой дырой, а это означает, что можно совершить путешествие в пространстве-времени от одного конца к другому. Существование белых дыр допускают решения общей теории относительности, и они являются всего лишь обращенным во времени решением черной дыры.

С другой стороны, известно, что во Вселенной существуют крошечные квантовые колебания, которые происходят по всей ткани пространства-времени. Эти колебания энергии могут происходить одинаково как в положительном, так и в отрицательном направлении и часто могут возникать в очень непосредственной близости друг от друга.

Теоретически, очень сильные положительные колебания энергии создадут искривление пространства одним способом, в то время как сильные отрицательные колебания энергии будут искривлять пространство совершенно противоположным образом. Если соединить эти две области положительной и отрицательной кривизны вместе, то можно получить квантовую червоточину. И через нее можно осуществлять перемещения из одного места пространства-времени и в другое. Но в этом же случае можно переместиться и во времени.

Как отправиться назад в прошлое?

Если допустить, что существуют подобные кротовые норы, концы которых поддерживают стабильную связь, то это походит для мгновенного перемещения в космосе. А используя законы специальной теории относительности Эйнштейна можно перемещаться и назад во времени.

Всякий раз, когда вы путешествуете со скоростью, близкой к скорости света, вы испытываете явление, известное как замедление времени. Ваше движение в пространстве и ваше движение во времени связаны скоростью света.

Например, вы решили отправится на космическом корабле к звезде на расстоянии 40 световых лет от нас. При этом скорость корабля составляет 99,9% скорости света. Таким образом путешествие займет примерно 6 месяцев для человека на космическом корабле и еще 6 месяцев займет возвращение обратно. Но из-за замедления времени вы постареет всего на 1 год, но на Земле пройдет целый 81 год. Это стандартный физический способ путешествия во времени. Но если создать червоточину, то все будет по-другому.

Один конец кротовой норы будет почти неподвижным и будет находится возле Земли, в то время как другой конец отправился в путешествие со скоростью, близкой к скорости света. Поскольку два конца червоточины остаются связанными в пространстве и времени, можно войти в быстро движущийся конец червоточины после того, как ее перемещали с релятивистской скоростью в течение шести месяцев на расстояние в 40 световых лет.

После этого вы снова вернетесь на Землю. Но на Земле пройдет не 81 год и не 40,5 лет, вместо этого пройдет всего 6 месяцев. В теории относительности само время относительно. Наше понятие "года" не одинаково для всех, особенно если они движутся во времени и пространстве с разной скоростью.

Теперь представьте, что 40 лет назад, кто-то создал пару таких запутанных червоточин и уже отправил один конец червоточины в путешествие. Если бы вы смогли войти в один конец этой червоточины в 2024 году, вы бы оказались в другом конце в 1984 году.

Во Вселенной становится возможным очень много необычных вещей, если отрицательная масса и энергия реально существует. В рамках как специальной, так и общей теории относительности путешествие во времени может оказаться трудноосуществимым занятием, но ничего не запрещает такой возможности.

Как уже писал Фокус, телескоп Хаббл работает в новом режиме после аварии он сделал снимок необычной галактики.