„Pokud jeden výzkumný grant na práci na cestování v čase by být okamžitě odvolán,“ píše fyzik Stephen Hawking v jeho posmrtnou knihu Stručné Odpovědi na Velké Otázky. Měl pravdu. Měl však také pravdu, že ptát se, zda je možné cestovat časem, je „velmi vážná otázka“, ke které lze stále vědecky přistupovat.,
argumentovat, že naše současné chápání to nemůže vyloučit, Hawking, zdá se, byl opatrně optimistický. Tak kde nás to zanechává? Dnes nemůžeme postavit stroj času, ale mohli bychom v budoucnu?
začněme s naší každodenní zkušeností. Považujeme za samozřejmost schopnost volat naše přátele a rodinu, ať jsou kdekoli na světě, aby zjistili, co právě dělají. Ale to je něco,co nikdy nemůžeme vědět. Signály nesoucí jejich hlasy a obrazy cestují nepochopitelně rychle, ale stále trvá konečný čas, než se k nám tyto signály dostanou.,
naše neschopnost přístupu k“ nyní “ někoho, kdo je daleko, je jádrem teorií prostoru a času Alberta Einsteina.
rychlosti Světla
Einstein nám řekl, že prostor a čas jsou částí jedné věci – časoprostor – a to bychom měli být ochotni přemýšlet o vzdálenosti v čase, jak jsme vzdáleností ve vesmíru. Tak zvláštní, jak by to mohlo znít, šťastně odpovíme „asi dvě a půl hodiny“, když se někdo zeptá, jak daleko je Birmingham z Londýna. Máme na mysli to, že cesta trvá tak dlouho při průměrné rychlosti 50 mil za hodinu.,
matematicky, naše prohlášení je ekvivalentní tomu, že Birmingham je asi 125 mil od Londýna. Jak píší fyzici Brian Cox a Jeff Forshaw ve své knize Proč E = mc2?, čas a vzdálenost „lze zaměnit pomocí něčeho, co má měnu rychlosti“. Einsteinův intelektuální skok měl předpokládat, že směnný kurz z času na Vzdálenost v časoprostoru je univerzální – a to je rychlost světla.
rychlost světla je nejrychlejší, žádný signál může cestovat, uvedení základních limit na to, jak brzy můžeme vědět, co se děje jinde ve vesmíru., To nám dává „kauzalitu“ – zákon, který účinky musí vždy přijít po jejich příčinách. Je to vážný teoretický trn na straně protagonistů cestujících časem. Pro mě cestovat zpět v čase a uvést do pohybu události, které brání mému narození, je dát účinek (já) před příčinu (Moje narození).
nyní, pokud je rychlost světla univerzální (ve vakuu prázdného prostoru), musíme ji měřit tak, aby byla stejná – 299,792,458 metrů za sekundu – jakkoli rychle se sami pohybujeme. Einstein si uvědomil, že důsledkem rychlosti světla, které je absolutní, je to, že prostor a čas sám o sobě nemohou být., A ukazuje se, že pohyblivé hodiny musí tikat pomaleji než stacionární.
kdybych měl odletět neuvěřitelnou rychlostí v kosmické lodi a vrátit se na Zemi, uběhlo by pro mě méně času, než by to bylo pro každého, koho jsem zanechal. Všichni, vrátil jsem se k závěru, že můj život měl běžet, jako kdyby v pomalém pohybu – já bych ve věku pomaleji, než je – a já bych k závěru, že jejich měl běžet, jako kdyby v rychle vpřed. Čím rychleji jsem cestoval, tím pomaleji by mé hodiny tikaly vzhledem k hodinám na Zemi. A kdybych se vydal na cestu rychlostí světla, vrátil bych se, jako bych byl zamrzlý včas.,
takže co kdybychom měli cestovat rychleji než světlo, běžel by čas dozadu, jak nás učila sci-fi?
bohužel vyžaduje nekonečnou energii k urychlení lidské bytosti na rychlost světla, natož za ní. Ale i kdybychom mohli, čas by prostě neběhal pozpátku. Místo toho by už nemělo smysl mluvit o dopředu a dozadu vůbec. Zákon kauzality by byl porušen a pojem příčiny a následku by ztratil svůj význam.
červí díry
Einstein nám také řekl, že gravitační síla je důsledkem způsobu, jakým mass deformuje prostor a čas., Čím více hmoty vmáčkneme do oblasti vesmíru, tím více časoprostoru je deformováno a pomalejší blízké hodiny tikají. Pokud stiskneme dostatek hmoty, časoprostor se stane tak pokřiveným, že ani světlo nemůže uniknout jeho gravitačnímu tahu a vytvoří se černá díra. A pokud jste se obrátit na okraji černé díry – její horizont událostí – hodiny by klíště nekonečně pomalu v poměru k těm, daleko od to.
Takže, mohli bychom warp časoprostoru v ten správný způsob, jak zavřít zpět na sebe a cestovat zpět v čase?
odpověď je možná a deformace, kterou potřebujeme, je průchozí červí díra. Musíme však také produkovat oblasti s negativní hustotou energie, abychom ji stabilizovali, a klasická fyzika 19.století tomu brání. Moderní teorie kvantové mechaniky však nemusí.
podle kvantové mechaniky není prázdný prostor prázdný. Místo toho je naplněn páry částic, které se objevují dovnitř a ven z existence., Pokud se nám podaří vytvořit oblast, kde se může dovnitř a ven dostat méně párů než všude jinde, pak bude mít tato oblast negativní hustotu energie.
nalezení konzistentní teorie, která kombinuje kvantovou mechaniku s Einsteinovou teorií gravitace, však zůstává jednou z největších výzev v teoretické fyzice. Jeden kandidát, teorie strun (přesněji M-teorie) může nabídnout další možnost.
M-teorie vyžaduje, aby časoprostor měl 11 rozměrů: jeden z času a tři prostoru, ve kterém se pohybujeme, a sedm dalších, stočený neviditelně malý., Mohli bychom použít tyto extra prostorové rozměry pro zkratku prostoru a času? Hawking byl alespoň nadějný.
ukládání historie
takže je cestování časem opravdu možné? Naše současné chápání to nemůže vyloučit, ale odpověď je pravděpodobně ne.
Einsteinovy teorie nedokáží popsat strukturu časoprostoru v neuvěřitelně malých měřítcích., A zatímco zákony přírody mohou být často zcela v rozporu s naší každodenní zkušeností, které jsou vždy self-konzistentní – odcházející malý prostor pro paradoxy, které přetékají, když jsme nepořádek s příčiny a následku ve sci-fi si na cestování v čase.
Přes jeho hravý optimismus, Hawking připouští, že neobjevené fyzikální zákony, které budou jednoho dne nahradit Einsteinova může spikli, aby se zabránilo velké objekty, jako jste vy a já z poskakování nedbale (ne kauzálně) tam a zpět v čase. Toto dědictví nazýváme jeho „dohadem o ochraně chronologie“.,
ať už má budoucnost v obchodě stroje času, můžeme se utěšit vědomím, že když v našich autech stoupáme na horu nebo rychlost, změníme, jak čas tiká.
takže toto „předstírejte, že jste den cestování časem“ (8.prosince), nezapomeňte, že už jste, prostě ne tak, jak byste mohli doufat.