Наука и технологии

Путешествия во времени, можно ли построить машину времени с точки зрения науки

Путешествия во времени: Можно ли построить машину времени? / История науки @MINAEVLIVE

Видео: Путешествия во времени: Можно ли построить машину времени? / История науки @MINAEVLIVE

Хотите такие же статьи для своего ролика, чтобы продвинуть его в YouTube и Google? Закажите их через Telegram-бота @sat_sit_bot. Этот бот сам напишет и опубликует статьи (с вашим роликом YouTube) на популярных тематических сайтах (без рекламы). Попробуйте бесплатно: 50 статей в подарок.

· по материалам канала МИНАЕВ LIVE

Путешествия во времени — это перемещение в прошлое или будущее, которое в рамках современной физики возможно лишь частично: в будущее — за счёт релятивистского замедления времени, в прошлое — гипотетически через кротовые норы или замкнутые времениподобные кривые, но пока нет ни одного экспериментального подтверждения таких перемещений. Практическая постройка машины времени для перемещения в прошлое остаётся нерешённой задачей: для этого нужны экзотические формы материи с отрицательной энергией, существование которых не доказано. Если вы хотите получать больше научных разборов и следить за новостями науки, подписывайтесь на телеграм-канал МИНАЕВ LIVE.

Что говорит теория относительности о путешествиях во времени

Теория относительности Альберта Эйнштейна впервые показала, что время не является абсолютным: оно зависит от скорости движения и гравитации. В специальной теории относительности (1905) время замедляется для объекта, движущегося с большой скоростью, — это эффект, известный как релятивистское замедление времени. В общей теории относительности (1915) гравитация описывается как искривление пространства-времени массивными телами, и чем сильнее гравитационное поле, тем медленнее идёт время. Именно поэтому часы на поверхности Земли идут чуть медленнее, чем на орбите, а у горизонта событий чёрной дыры время для внешнего наблюдателя практически останавливается. Эти эффекты не гипотетические: они измерены в экспериментах с атомными часами на самолётах и спутниках GPS, где поправка на релятивистское замедление составляет около 38 микросекунд в сутки. Таким образом, путешествие в будущее уже возможно — но только в одном направлении и без возврата.

Три модели путешествий во времени

В научной литературе и научно-популярных разборах обычно обсуждают три гипотетические модели перемещения в прошлое. Первая — замкнутые времениподобные кривые (CTC), которые возникают в некоторых решениях уравнений Эйнштейна, например в модели вращающейся чёрной дыры (решение Керра). Вторая — кротовые норы, или «червоточины», — туннели, соединяющие удалённые области пространства-времени; если один конец такой норы разогнать до околосветовой скорости и вернуть, между концами возникнет разница во времени, что теоретически позволит путешествовать в прошлое. Третья — вращающиеся чёрные дыры, где при пересечении горизонта событий возможно попадание в другую вселенную или в прошлое, хотя эта модель крайне умозрительна. Все три требуют существования материи с отрицательной плотностью энергии — так называемой экзотической материи, — которая пока не обнаружена.

Кротовые норы: проходимы ли они

Кротовая нора — это гипотетическая топологическая особенность пространства-времени, позволяющая сократить путь между двумя точками. Для того чтобы такая нора была проходимой, её горловину нужно удерживать от схлопывания с помощью экзотической материи, обладающей отрицательным давлением. В общей теории относительности известны решения, описывающие кротовые норы, но все они либо нестабильны, либо требуют физически нереалистичных условий. Кроме того, даже если построить кротовую нору, для создания разницы времён между её концами потребуются субсветовые перемещения одного из входов, что само по себе требует колоссальных энергий. Поэтому кротовые норы остаются теоретической возможностью, а не инженерным проектом.

Парадоксы и аргументы Стивена Хокинга

Стивен Хокинг в 1992 году сформулировал «гипотезу защиты хронологии»: законы физики должны препятствовать возникновению временных петель, чтобы не нарушалась причинность. Иными словами, любая попытка создать машину времени будет разрушена квантовыми эффектами. Этот аргумент не является доказательством, но он согласуется с отсутствием наблюдаемых «путешественников из будущего». Классический парадокс дедушки (если вы вернётесь в прошлое и помешаете своему дедушке встретить бабушку, то не родитесь сами) в физике решается либо принципом самосогласованности (все события уже согласованы), либо многомировой интерпретацией, где каждое вмешательство порождает новую ветвь реальности. Ни один из этих вариантов пока не проверен экспериментально.

Типичные вопросы о машине времени

Многие читатели и зрители научно-популярных видео задаются одними и теми же вопросами. Можно ли уже сегодня отправить человека в будущее? Да, но только с помощью околосветовых скоростей или мощных гравитационных полей — например, проведя годы у чёрной дыры. Реально ли переместиться в прошлое? В рамках известной физики — нет, поскольку это требует экзотической материи и нарушает причинность. Что такое Филадельфийский эксперимент? Это легенда о якобы имевшем место в 1943 году исчезновении эсминца USS Eldridge, не получившая документального подтверждения. Почему путешествия во времени так популярны? Потому что они дают надежду изменить прошлое или заглянуть в будущее, а также служат благодатной темой для фантастики. На все эти вопросы пока нет окончательных ответов, но наука активно исследует границы возможного.

Полезные ссылки

Что в итоге: машина времени пока остаётся теорией

Современная физика не запрещает путешествия в будущее — они подтверждены экспериментально через замедление времени, — но перемещение в прошлое требует условий, которые пока не удаётся создать. Кротовые норы, замкнутые времениподобные кривые и вращающиеся чёрные дыры остаются гипотетическими конструкциями, а гипотеза защиты хронологии Хокинга указывает на возможный запрет. Канал «МИНАЕВ LIVE» в своём выпуске «История науки» доступно разбирает эти идеи, опираясь на теорию относительности и мысленные эксперименты. Для дальнейшего изучения темы стоит следить за научными публикациями и обсуждать новые данные. И не забывайте: выгодная покупка автомобиля на Авито — тоже своего рода путешествие, только в пространстве.

Коротко

  • Теория относительности Эйнштейна объединяет пространство и время в единый континуум, где гравитация замедляет ход времени.
  • Эксперимент с атомными часами на самолёте подтвердил: время идёт медленнее в более сильном гравитационном поле.
  • Кротовые норы — гипотетические туннели в пространстве-времени — могли бы соединять разные эпохи, но требуют экзотической материи.
  • Стивен Хокинг сформулировал «гипотезу защиты хронологии»: законы физики, вероятно, запрещают путешествия в прошлое.
  • Три модели путешествий во времени: замкнутые времениподобные кривые, кротовые норы и вращающиеся чёрные дыры.

Вопросы и ответы

Можно ли построить машину времени для перемещения в прошлое?

С точки зрения известной физики — нет. Для этого нужны экзотическая материя с отрицательной энергией и стабильные кротовые норы, существование которых не доказано. Кроме того, путешествия в прошлое нарушают причинность, и Стивен Хокинг предложил гипотезу защиты хронологии, запрещающую такие перемещения.

Что нужно, чтобы отправиться в будущее?

Достаточно двигаться с околостветовой скоростью или находиться в сильном гравитационном поле. Например, космонавт на орбите стареет чуть медленнее, чем человек на Земле. Эффект подтверждён экспериментами с атомными часами и учитывается в работе спутников GPS.

Правда ли, что Филадельфийский эксперимент действительно был?

Нет, это легенда. История об исчезновении эсминца USS Eldridge в 1943 году не имеет документальных подтверждений и считается мистификацией. В научных кругах она не рассматривается как реальный эксперимент.

Почему путешествия во времени так популярны в кино и литературе?

Они дают возможность исследовать причинно-следственные связи, изменить прошлое или заглянуть в будущее. Кроме того, эта тема позволяет ставить глубокие философские вопросы о свободе воли и предопределении, что делает её привлекательной для массовой культуры.

Источник: Путешествия во времени: Можно ли построить машину времени? / История науки @MINAEVLIVE · Версия в Markdown

Ещё по теме