Oamenii de știință au creat un model matematic al mașinii timpului. Oamenii de știință confirmă realitatea călătoriei în timp
Fizicianul teoretic Ben Tippett de la Universitatea din Columbia Britanică, împreună cu astrofizicianul de la Universitatea din Maryland David Zang, au creat ceea ce ei spun că este un model matematic„mașina timpului”, folosind principiul curburii spațiului-timp al universului. Studiul și concluziile oamenilor de știință au fost publicate în jurnalul Classical and Quantum Gravity.
Oamenii de știință, bazați pe teoria generală a relativității, au derivat un model matematic, pe care l-au numit TARDIS sau Traversable Acausal Retrograde Domain in Space-time („Zone retrograde acauzale acceptabile în spațiu-timp”). Dar nu te grăbi să te bucuri de oportunitatea de a-ți vizita bunica demult moartă în trecut, spun oamenii de știință. Există o problemă care nu vă permite să verificați corectitudinea modelului lor matematic, dar mai multe despre asta mai târziu.
„Gândiți-vă la călătoria în timp ca la știință ficțiune. De fapt, credem că este imposibil doar pentru că nu am încercat încă”, spune fizicianul teoretician și matematician Ben Tippett.
„Cu toate acestea, o mașină a timpului este posibilă, cel puțin din punct de vedere matematic”, adaugă omul de știință.
Modelul oamenilor de știință se bazează pe ideea că există o a patra dimensiune a Universului, care este timpul. La rândul său, aceasta sugerează existența unui continuum spațiu-timp în care diferite direcții ale spațiului și timpului sunt conectate prin țesătura universului.
Teoria relativității a lui Einstein leagă efectele gravitaționale ale universului de curbura spațiu-timpului, fenomenul din spatele orbitelor eliptice ale planetelor și stelelor. În prezența spațiului-timp „plat” sau necurbat, planetele s-ar mișca în linie dreaptă. Cu toate acestea, teoria relativității spune că geometria spațiului-timp devine curbată în prezența obiectelor foarte masive, determinându-le să se rotească în jurul stelelor.
Tippett și Tsang cred că nu numai spațiul poate fi curbat în Univers. Sub acțiunea unui obiect cu o masă mare, timpul poate fi și curbat. Ca exemplu, ei citează spațiul din jurul găurilor negre.
„Cursul mișcării timpului în spațiu-timp poate fi, de asemenea, curbat. Un exemplu sunt găurile negre. Cu cât ne apropiem de ei, cu atât timpul începe să curgă mai încet pentru noi”, spune Tippett.
„Modelul meu de mașină a timpului folosește spațiu-timp curbat pentru a face timpul pasagerilor un cerc în loc de o linie dreaptă. Și mutarea în acest cerc ne poate trimite înapoi în timp.”
Pentru a testa ipoteza, oamenii de știință propun să creeze ceva asemănător unei bule care să poată purta pe toți cei care se vor afla în ea prin timp și spațiu, de-a lungul unei căi curbe. Dacă această bulă se mișcă cu o viteză mai mare decât viteza luminii (conform oamenilor de știință, acest lucru este posibil și din punct de vedere matematic), atunci acest lucru va permite tuturor celor care vor fi în bulă să se deplaseze înapoi în timp.
Ideea devine mai clară dacă ne uităm la schema propusă de Tippett. Există doi actori în ea: unul se află în interiorul bulei / mașinii timpului (persoana A), celălalt este un observator extern situat în afara bulei (persoana B).
Săgeata timpului, care în condiții normale (adică în Universul nostru) merge mereu înainte, în diagrama prezentată face ca trecutul să devină prezent (indicat de săgeți negre). Potrivit omului de știință, fiecare dintre acești oameni va simți mișcarea timpului în mod diferit:
„În interiorul bulei, entitatea A va vedea evenimentele B schimbându-se periodic și apoi inversându-se. Un observator B din afara bulei va vedea că două versiuni ale lui A ies din aceeași locație: acul orelor se întoarce la dreapta și cealaltă la stânga.”
Cu alte cuvinte, un observator din exterior va vedea două versiuni de obiecte în interiorul mașinii timpului: o versiune va evolua înainte în timp, cealaltă înapoi.
Totul sună foarte interesant, desigur, dar Tippett și Zang spun că nu am atins un asemenea nivel de tehnologie încât această ipoteză să poată fi testată în practică. Pur și simplu nu avem materialele potrivite pentru a construi o astfel de mașină a timpului.
„Deși din punct de vedere matematic ar putea funcționa, nu putem construi o astfel de mașină care să călătorească în spațiu-timp, deoarece nu avem materialele necesare. Și materialele de aici vor necesita exotice. Ele vă vor permite să îndoiți spațiu-timp. Din păcate, știința nu a inventat încă așa ceva”, spune Tippett.
Ideea lui Tippet și Zang face ecoul unei alte idei de mașină a timpului, așa-numita bulă Alcubierre, care ar trebui să se bazeze și pe materiale exotice pentru a se deplasa în spațiu și timp. Doar în acest caz vorbim nu despre mișcarea circulară în câmpul spațiu-timp, ci despre mișcarea prin comprimarea spațiului din fața ta și extinderea lui în spate.
Fizicienii au reușit să creeze un model matematic al unei mașini a timpului folosind curba spațiu-timp și să demonstreze posibilitatea teoretică de a călători în trecut sau viitor, relatează Science Alert.
Foto: sciencealert.com / B. K. Tippett
Trucul este că, cu ajutorul unei curbe spațiu-timp, segmentul de timp selectat „se îndoaie” în jurul unor pasageri ipotetici plasați într-o capsulă care se strecoară în trecut sau viitor, mișcându-se cu viteza luminii.
Experții notează că dispozitivul ar trebui să fie sub forma unei „bule” sau „cutie” în care pasagerii să poată fi și să se deplaseze în timp.
Modelul respinge ideea de a privi Universul ca un spațiu tridimensional cu o a patra dimensiune existentă separat și solicită să acopere toate cele patru dimensiuni simultan. Acest lucru permite să ne imaginăm un continuum spațiu-timp în care diferite căi din țesătura spațiu-timp sunt conectate între ele.
Teoria relativității a lui Einstein leagă efectele gravitaționale din univers cu curbura spațiului-timp. Dacă spațiu-timp ar fi plat, planetele s-ar mișca în linii drepte. Cu toate acestea, în conformitate cu teoria relativității, geometria spațiului-timp este curbată în apropierea obiectelor cu masă mare, ceea ce face ca planetele să se rotească în jurul stelelor lor.
„Oamenii obișnuiau să se gândească la călătoria în timp ca pe o ficțiune științifico-fantastică. Și avem tendința să credem așa, pentru că în realitate nu o facem. Dar din punct de vedere matematic este posibil”, a spus fizicianul teoretician Ben Tippett de la Universitatea British Columbia din Canada.
Tippett și Tsang cred că nu numai că spațiul fizic se poate deforma, dar și structura timpului își schimbă direcția în apropierea obiectelor de masă mare. Astrofizicienii știu deja că, pe măsură ce te apropii de o gaură neagră, timpul se mișcă mai încet.
Împreună cu colegul astrofizician David Tsang de la Universitatea din Maryland, Tippett a aplicat teoria generală a relativității a lui Einstein pentru a crea un model matematic al unei mașini a timpului numit TARDIS.
Principiul de funcționare al dispozitivului este similar cu bula Alcubierre. Cu toate acestea, în acest caz, mașina trebuie să se deplaseze de-a lungul unei curbe închise, iar un observator extern va putea vedea două versiuni ale călătoriei: când, pe de o parte, timpul curge ca de obicei, iar pe de altă parte, merge în interior. sens invers (foto sus). În prezent, oamenii de știință sunt preocupați de modul în care spațiu-timp poate fi curbat.
Cercetătorii sunt siguri că crearea unei „mașini a timpului” tangibilă precum Doc din filmul „Înapoi în viitor” nu este atât de dificilă. Rămâne de găsit materiale care nu au fost încă descoperite de omenire.
Abonează-te la Qibble pe Viber și Telegram pentru a fi la curent cu cele mai interesante evenimente.
Chiar înainte ca Einstein să sugereze că timpul este relativ și flexibil, omenirea se gândea deja la călătoria în timp. Eroii science-fiction fac astfel de mișcări datorită superputerilor lor, dar mai des folosesc un dispozitiv cunoscut sub numele de „mașină a timpului”.
Fizicienii din SUA și Canada și-au oferit ideea despre ce ar putea fi o adevărată mașină de călătorie între trecut și viitor din punct de vedere matematic.
Spațiu-timp curbat. © Design interior | Shutterstock
„Oamenii consideră că călătoria în timp este ceva fantastic, iar noi nu facem excepție. Dar este posibil din punct de vedere matematic.”
Împărțirea spațiului în trei dimensiuni în timp într-un om de știință separat o numește greșită. Cele patru dimensiuni, spune el, trebuie reprezentate simultan atunci când diferitele direcții sunt conectate, ca un continuum spațiu-timp. Pe baza teoriei lui Einstein, curbura spațiu-timp alcătuiește orbitele planetelor. În spațiu-timp „plat”, planetele și stelele s-ar mișca în linii drepte.
Modelul mașinii timpului folosește curbura spațiu-timpului din univers pentru a curba timpul pentru pasageri într-un cerc în loc de o linie dreaptă. Un fel de „bulă” sau „cutie” de geometrie spațiu-timp poartă tot spațiul și timpul de-a lungul unei căi circulare închise la o viteză de multe ori mai mare decât viteza luminii pentru a obține o accelerație constantă. De fapt, se mișcă „înainte” și apoi „înapoi” în timp.
În unele privințe, acest lucru amintește de bubble Alcubierreși curbe ipotetice închise asemănătoare timpului curbă închisă asemănătoare timpului. Așa arată schematic ideea.
Pasager din interiorul bulei/mașinii timpului - A. Observator extern - B. Săgeata timpului, care în condiții normale (cel puțin pentru Universul nostru) indică mereu înainte, transformând trecutul în prezent, este reprezentată de săgeți negre.
Atât persoana A, cât și persoana B vor experimenta timpul diferit, explică cercetătorii:
„În timp ce se află în bule, A va vedea că evenimentele lui B evoluează periodic și apoi se inversează. Observatorul B va vedea două versiuni ale lui A în același loc, deoarece una dintre mâini se va roti în sensul acelor de ceasornic, iar cealaltă în direcția opusă.
Deși este posibil să descriem acest tip de călătorie în timp folosind o ecuație matematică, Tippett se îndoiește că cineva va construi vreodată o mașină funcțională.
„Acest lucru nu este încă posibil, deoarece avem nevoie de materiale pe care le numim materie exotică pentru a îndoi spațiu-timp într-un mod atât de incredibil. Dar pot fi deschise în viitor”.
Se numește mașina timpului TARDIS Domeniu retrograd acauzal traversabil în spațiu-timp, ca în serialul britanic de televiziune Doctor Who. Cercetare publicată în jurnal Gravitația clasică și cuantică.
Oamenii de știință confirmă realitatea călătoriei în timp
Profesor de fizică și matematică la Universitatea Columbia și co-fondator al World Science Festival Brian Green a spus ce știu oamenii de știință despre călătoria în timp.
Este foarte important să înțelegeți că există două tipuri de călătorie în timp și sunt radical diferite. Călătorind în viitor este cu siguranță posibilă. Știm cum să facem asta pentru că Einstein ne-a arătat calea în urmă cu peste o sută de ani. Este uimitor cât de puțini oameni știu despre asta. El a arătat că dacă mergi în spațiu și zbori cu viteza aproape de lumină, ceasul tău va merge mai încet. Astfel, când te vei întoarce, viitorul va fi deja pe Pământ.
© andrey_l | Shutterstock
El a arătat, de asemenea, că, dacă stai lângă o sursă de gravitație suficient de puternică - o stea neutronică sau o gaură neagră - și obții o distanță sigură de marginea acestui obiect, timpul pentru tine va încetini și în raport cu orice altceva. Și apoi, când te vei întoarce pe Pământ, te vei regăsi în viitorul îndepărtat.
Nu există nicio îndoială în acest sens. Orice fizician care știe ce este în joc va fi de acord cu asta. Dar un alt tip de călătorie în timp - călătoria în trecut printr-o mașină a timpului - este deja un subiect de discuție, iar majoritatea oamenilor de știință consideră că este imposibil.
Conceptul de bază al unei mașini a timpului, căruia i se acordă de obicei atenție atunci când discutăm despre călătoria în trecut, este asociat cu așa-numitele găuri de vierme, sau găuri de vierme. În linii mari, acesta este un pod de la un loc la altul sau un tunel care vă oferă cea mai scurtă cale de parcurs. Einstein a descoperit acest fenomen în 1935, dar ulterior și-a dat seama că dacă manipulezi găurile din gaura de vierme - te apropii de gaura neagră sau te miști cu viteză mare - atunci timpul din cele două găuri ale acestui tunel va merge odată cu viteză diferită, așa că nu mai mergi doar dintr-un loc în spațiu în altul. Dacă treceți prin acest tunel, veți trece de la un moment dat la altul. Urmând o cale, vei merge în trecut, iar pe cealaltă - dimpotrivă, în viitor.
Dar nu știm cât de reale sunt sau dacă poți trece peste ele. Deci aici sunt tot felul de incertitudini. Majoritatea oamenilor de știință cred că nu veți putea trece prin gaura de vierme în trecut, dar, pe de altă parte, acest lucru încă nu este exclus.
Universul ar putea fi o hologramă
Ideea că universul ar putea fi o hologramă gigantică - o realitate bidimensională care pare doar a fi tridimensională - a fost de mult timp în comunitatea științifică. Nu cu mult timp în urmă, o echipă de cercetători austrieci a făcut niște calcule pentru a demonstra că un astfel de scenariu nu este atât de exagerat pe cât pare. Rezultatele calculelor au fost publicate în revista Physical Review Letters.
© Technische Universität Wien
Ipoteza că universul nostru este o proiecție tridimensională pe o suprafață plană din spațiul cosmic se întoarce la principiul holografic. Conform conceptului expus în anii 1990. fizicienilor Gerard 't Hooftși Leonard Susskind, toate informațiile necesare pentru a descrie complet o regiune a spațiului pot fi codificate în două dimensiuni.
Pentru a demonstra o astfel de presupunere îndrăzneață, este necesar să existe un fenomen a cărui fizică poate fi descrisă și teoria cuantica câmpuri, și în teoria gravitației cuantice a spațiului plat, iar calculele corespunzătoare au fost corecte.
Într-un studiu recent, cercetătorii au calculat indicatori naturali entropia întanglementării cuantice - legătura dintre molecule (procesul de legare a particulelor și impactul lor unele asupra altora) într-un sistem cuantic - și a constatat că valoarea entropiei întanglementării a fost aceeași în gravitația cuantică în spațiu plat și în cazul gravitației bidimensionale. teoria câmpului cuantic.
Aceasta înseamnă că principiul holografic se aplică universului nostru, care, prin urmare, ar putea fi teoretic o hologramă gigantică. Ceea ce, desigur, nu înseamnă că ea este - tocmai acum a devenit mai dificil să excludeți o astfel de stare de lucruri.
A fost dezvoltat un sistem de simulare computerizată a Universului
Un grup de astronomi britanici și olandezi au dezvoltat un sistem de simulare computerizat pentru univers. Datorită acestui fapt, oamenii de știință vor putea studia dezvoltarea galaxiilor și vor înțelege cum se extinde universul.
© Maria Starovoytova | Shutterstock.com
Sistemul a sunat VULTUR (Evoluția și asamblarea galaxiilor și a mediului lor - Evoluția și formarea galaxiilor și a zonelor înconjurătoare) este conceput pentru a crea modele computerizate ale galaxiilor, a căror masă, dimensiune și vârstă sunt similare cu galaxiile observate în Universul real. Acest lucru este raportat „Știri RIA”. Un articol care descrie rezultatele muncii oamenilor de știință va fi publicat în ianuarie 2015 în jurnal Anunțurile lunare ale Societății Regale de Astronomie.
Amintim că recent experții NASA au lansat imagini ale fuziunii galaxiilor NGC 2207 și IC 2163, obținute cu ajutorul echipamentelor observatorului american de raze X Chandra. Galaxiile care fuzionează sunt situate în constelație Caine mare la o distanţă de 130 de milioane de ani lumină de Pământ. În ultimii 15 ani, în ele au fost înregistrate trei explozii de supernove.
În plus, comunitatea științei spațiale este alarmată de descoperirea unei galaxii spirale neobișnuite, care conține fluxuri uriașe de particule elementare, care se repezi spre exterior aproape cu viteza luminii.
Evaluarea generală a materialului: 4,8
MATERIALE SIMILARE (DUPĂ MARCI):
Istoria aterizărilor pe Marte abia începe Cum funcționează familia de rachete Angara Manuscris necunoscut al lui Nikola Tesla
Fizicianul teoretic Ben Tippett de la Universitatea din Columbia Britanică, împreună cu astrofizicianul de la Universitatea din Maryland, David Zang, au creat ceea ce ei spun că este un model matematic funcțional al unei „mașini a timpului” care utilizează principiul curburii spațiu-timp a universului. Studiul și concluziile oamenilor de știință au fost publicate în jurnalul Classical and Quantum Gravity.
Oamenii de știință, bazați pe teoria generală a relativității, au derivat un model matematic, pe care l-au numit TARDIS sau Traversable Acausal Retrograde Domain in Space-time („Zone retrograde acauzale acceptabile în spațiu-timp”). Dar nu te grăbi să te bucuri de oportunitatea de a-ți vizita bunica demult moartă în trecut, spun oamenii de știință. Există o problemă care nu vă permite să verificați corectitudinea modelului lor matematic, dar mai multe despre asta mai târziu.
„Oamenii consideră călătoria în timp ca fiind științifico-fantastică. De fapt, credem că este imposibil doar pentru că nu am încercat încă”, spune fizicianul teoretician și matematician Ben Tippett.
„Cu toate acestea, o mașină a timpului este posibilă, cel puțin din punct de vedere matematic”, adaugă omul de știință.
Modelul oamenilor de știință se bazează pe ideea că există o a patra dimensiune a Universului, care este timpul. La rândul său, aceasta sugerează existența unui continuum spațiu-timp în care diferite direcții ale spațiului și timpului sunt conectate prin țesătura universului.
Teoria relativității a lui Einstein leagă efectele gravitaționale ale universului de curbura spațiu-timpului, fenomenul din spatele orbitelor eliptice ale planetelor și stelelor. În prezența spațiului-timp „plat” sau necurbat, planetele s-ar mișca în linie dreaptă. Cu toate acestea, teoria relativității spune că geometria spațiului-timp devine curbată în prezența obiectelor foarte masive, determinându-le să se rotească în jurul stelelor.
Tippett și Tsang cred că nu numai spațiul poate fi curbat în Univers. Sub acțiunea unui obiect cu o masă mare, timpul poate fi și curbat. Ca exemplu, ei citează spațiul din jurul găurilor negre.
„Cursul mișcării timpului în spațiu-timp poate fi, de asemenea, curbat. Un exemplu sunt găurile negre. Cu cât ne apropiem de ei, cu atât timpul începe să curgă mai încet pentru noi”, spune Tippett.
„Modelul meu de mașină a timpului folosește spațiu-timp curbat pentru a face timpul pasagerilor un cerc în loc de o linie dreaptă. Și mutarea în acest cerc ne poate trimite înapoi în timp.”
Pentru a testa ipoteza, oamenii de știință propun să creeze ceva asemănător unei bule care să poată purta pe toți cei care se vor afla în ea prin timp și spațiu, de-a lungul unei căi curbe. Dacă această bulă se mișcă cu o viteză mai mare decât viteza luminii (conform oamenilor de știință, acest lucru este posibil și din punct de vedere matematic), atunci acest lucru va permite tuturor celor care vor fi în bulă să se deplaseze înapoi în timp.
Ideea devine mai clară dacă ne uităm la schema propusă de Tippett. Există doi actori în ea: unul se află în interiorul bulei/mașinii timpului (persoana A), celălalt este un observator extern situat în afara bulei (persoana B).
Săgeata timpului, care în condiții normale (adică în Universul nostru) merge mereu înainte, în diagrama prezentată face ca trecutul să devină prezent (indicat de săgeți negre). Potrivit omului de știință, fiecare dintre acești oameni va simți mișcarea timpului în mod diferit:
„În interiorul bulei, entitatea A va vedea evenimentele B schimbându-se periodic și apoi inversându-se. Un observator B din afara bulei va vedea că două versiuni ale lui A ies din aceeași locație: acul orelor se întoarce la dreapta și cealaltă la stânga.”
Cu alte cuvinte, un observator din exterior va vedea două versiuni de obiecte în interiorul mașinii timpului: o versiune va evolua înainte în timp, cealaltă înapoi.
Totul sună foarte interesant, desigur, dar Tippett și Zang spun că nu am atins un asemenea nivel de tehnologie încât această ipoteză să poată fi testată în practică. Pur și simplu nu avem materialele potrivite pentru a construi o astfel de mașină a timpului.
„Deși din punct de vedere matematic ar putea funcționa, nu putem construi o astfel de mașină care să călătorească în spațiu-timp, deoarece nu avem materialele necesare. Și materialele de aici vor necesita exotice. Ele vă vor permite să îndoiți spațiu-timp. Din păcate, știința nu a inventat încă așa ceva”, spune Tippett.
Ideea lui Tippet și Zang face ecoul unei alte idei de mașină a timpului, așa-numita bulă Alcubierre, care ar trebui să se bazeze și pe materiale exotice pentru a se deplasa în spațiu și timp. Numai că în acest caz nu vorbim despre mișcare circulară în câmpul spațiu-timp, ci despre mișcare prin comprimarea spațiului din fața ta și extinderea lui în spate.
Anterior:Fizicienii de la Universitatea din Queensland din Australia și-au stabilit sarcina
simulează un experiment pe computer care demonstrează posibilitatea călătoriei în timp la nivel cuantic, prezis încă din 1991.
Au fost capabili să simuleze comportamentul unui singur foton care trece prin gaura de viermeîn spațiu-timp în trecut și interacționează cu sine.
O astfel de traiectorie a particulelor se numește curbă închisă asemănătoare timpului - fotonul revine la punctul inițial spațiu-timp, adică. linia sa mondială devine închisă.
Cercetătorii au luat în considerare două scenarii. În primul dintre ele, particula trece prin molehill, revenind în trecutul său și interacționează cu ea însăși. În al doilea scenariu, fotonul, închis pentru totdeauna într-o curbă închisă asemănătoare timpului, interacționează cu o altă particulă obișnuită.
Potrivit oamenilor de știință, munca lor va aduce o contribuție importantă la unificarea a două mari teorii fizice, care până acum aveau puține în comun: teorie generală relativitatea (GR) a lui Einstein și mecanica cuantică.
Teoria lui Einstein descrie lumea stelelor și galaxiilor, în timp ce mecanica cuantică studiază în principal proprietățile particulelor elementare, atomilor și moleculelor.
– Martin Ringbauer, Universitatea din Queensland
GR-ul lui Einstein permite posibilitatea ca un obiect să călătorească înapoi în timp, care apoi se încadrează într-o curbă închisă asemănătoare timpului. Totuși, această posibilitate poate provoca o serie de paradoxuri: un călător în timp poate, de exemplu, să-și împiedice părinții să se întâlnească, iar acest lucru îi va face imposibil să se nască.
În 1991, s-a sugerat pentru prima dată că călătoria în timp în lumea cuantică ar putea exclude astfel de paradoxuri, deoarece proprietățile particulelor cuantice nu sunt definite cu precizie, conform principiului de incertitudine al lui Heisenberg.
Într-un experiment computerizat al oamenilor de știință australieni, a fost studiat pentru prima dată comportamentul particulelor cuantice într-un astfel de scenariu. În același timp, au fost dezvăluite noi efecte interesante, a căror apariție este imposibilă în mecanica cuantică standard.
De exemplu, s-a dovedit că este posibil să distingeți cu precizie diferitele stări ale unui sistem cuantic, ceea ce este complet imposibil dacă rămâneți în cadrul teoriei cuantice.
Surse:
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6382/aa6549/meta;jsessionid=F0836BB9CB9CAE5578D9E6B7E07F4CF5.c1.iopscience.cld.iop.org
