“Hvis man har lavet en forsknings-ansøgning om tilskud til at arbejde på at rejse i tiden, at det ville blive afskediget omgående,” skriver fysikeren Stephen Hawkings i hans posthume bog Korte Svar på de Store Spørgsmål. Han havde ret. Men han havde også ret i at spørge, om tidsrejser er mulige, er et “meget alvorligt spørgsmål”, der stadig kan kontaktes videnskabeligt.,
argumenterer for, at vores nuværende forståelse ikke kan udelukke det, synes Ha .king at være forsigtigt optimistisk. Så hvor forlader dette OS? Vi kan ikke bygge en tidsmaskine i dag, men kunne vi i fremtiden?
lad os starte med vores daglige oplevelse. Vi tager for givet evnen til at ringe til vores venner og familie, uanset hvor de er i verden for at finde ud af, hvad de laver lige nu. Men det er noget, vi faktisk aldrig kan vide. Signalerne, der bærer deres stemmer og billeder, rejser uforståeligt hurtigt, men det tager stadig en begrænset tid for disse signaler at nå os.,
vores manglende evne til at få adgang til “nu” for nogen langt væk er kernen i Albert Einsteins teorier om rum og tid.
Lysets hastighed
Einstein fortalte os, at rum og tid er dele af én ting – rumtid – og at vi skal være villige til at tænke om afstande i tid, som vi er afstande i rummet. Så underligt som dette måske lyder, svarer vi heldigvis “omkring to og en halv time”, når nogen spørger, hvor langt Birmingham er fra London. Hvad vi mener er, at rejsen tager så lang tid med en gennemsnitlig hastighed på 50 miles i timen.,matematisk svarer vores erklæring til at sige, at Birmingham er omkring 125 miles fra London. Som fysikere skriver Brian Co?og Jeff forsha? i deres bog Hvorfor gør E=mc2?, tid og afstand “kan byttes ved hjælp af noget, der har valutaen for en hastighed”. Einsteins intellektuelle spring var at antage, at valutakursen fra en tid til en afstand i rumtiden er universel – og det er lysets hastighed.
lysets hastighed er den hurtigste ethvert signal kan rejse, hvilket sætter en grundlæggende grænse for, hvor hurtigt vi kan vide, hvad der foregår andre steder i universet., Dette giver os “kausalitet” – loven om, at virkninger altid skal komme efter deres årsager. Det er en alvorlig teoretisk torn i siden af tidsrejsende hovedpersoner. For mig at rejse tilbage i tiden og sætte i gang begivenheder, der forhindrer min fødsel er at sætte effekten (mig) før årsagen (min fødsel).
nu, hvis lysets hastighed er universel (i vakuumet i tomt rum), skal vi måle det for at være det samme – 299.792.458 meter pr. Einstein indså, at konsekvensen af lysets hastighed er absolut, at rum og tid i sig selv ikke kan være., Og det viser sig, at bevægelige ure skal krydse langsommere end stationære.
Hvis jeg skulle flyve med en utrolig hastighed i et rumskib og vende tilbage til jorden, ville der gå mindre tid for mig, end det ville for alle, jeg efterlod. Alle jeg vendte tilbage til ville konkludere, at mit liv havde kørt som om i slo .motion – jeg ville have alderen langsommere end dem-og jeg ville konkludere, at deres havde kørt som om i hurtigt fremad. Jo hurtigere jeg rejste, jo langsommere mit ur ville kryds i forhold til ure på jorden. Og hvis jeg lavede turen med lysets hastighed, ville jeg vende tilbage som om jeg var blevet frosset i tide.,
så hvad hvis vi skulle rejse hurtigere end lys, ville tiden løbe baglæns, som science fiction har lært os?
desværre kræver det uendelig energi at accelerere et menneske til lysets hastighed, endsige ud over det. Men selv hvis vi kunne, ville tiden ikke bare løbe baglæns. I stedet ville det ikke længere være fornuftigt at tale om frem og tilbage overhovedet. Kausalitetsloven ville blive overtrådt, og begrebet årsag og virkning ville miste sin betydning.
ormehuller
Einstein fortalte os også, at tyngdekraften er en konsekvens af den måde, hvorpå masse forvrænger rum og tid., Jo mere masse vi presser ind i et område af rummet, jo mere spacetime er skæv og de langsommere nærliggende ure kryds. Hvis vi klemmer nok masse ind, bliver rumtiden så skæv, at selv lys ikke kan undslippe dens tyngdekraft, og der dannes et sort hul. Og hvis du skulle nærme kanten af det sorte hul – dens begivenhedshorisont – ville dit ur krydse uendeligt langsomt i forhold til dem langt væk fra det.
så kunne vi kæde rumtid på den rigtige måde for at lukke det tilbage på sig selv og rejse tilbage i tiden?svaret er måske, og den vridning, vi har brug for, er et gennemgående ormehul. Men vi er også nødt til at producere regioner med negativ energitæthed for at stabilisere den, og den klassiske fysik i det 19.århundrede forhindrer dette. Den moderne teori om kvantemekanik kan dog ikke.
ifølge kvantemekanik er det tomme rum ikke tomt. I stedet er det fyldt med par partikler, der springer ind og ud af eksistensen., Hvis vi kan lave en region, hvor færre par får lov til at springe ind og ud end alle andre steder, så vil denne region have negativ energitæthed.
at finde en konsistent teori, der kombinerer kvantemekanik med Einsteins tyngdekraftsteori, er dog en af de største udfordringer i teoretisk fysik. En kandidat, strengteori (mere præcist M-teori) kan tilbyde en anden mulighed.
M-teori kræver spacetime at have 11 dimensioner: den ene af tid og tre af plads, som vi bevæger os i og syv mere, krøllet op usynligt lille., Kunne vi bruge disse ekstra rumlige dimensioner til at genveje rum og tid? Ha .king var i det mindste håbefuld.
gemmer historie
så er tidsrejser virkelig en mulighed? Vores nuværende forståelse kan ikke udelukke det, men svaret er sandsynligvis nej.Einsteins teorier beskriver ikke rumtidens struktur i utroligt små skalaer., Og selvom naturlovene ofte kan være helt i strid med vores daglige oplevelse, er de altid selvkonsistente-hvilket giver lidt plads til de paradokser, der bugner, når vi rod med årsag og virkning i science fiction tager tidsrejser.
på Trods af hans legende optimisme, Hawking anerkendt, at de uopdagede fysiske love, der vil en dag afløser Einsteins kan konspirerer for at forhindre, at store genstande som du og jeg fra at hoppe tilfældigt (ikke kausalt) frem og tilbage gennem tiden. Vi kalder denne arv hans “kronologi beskyttelse formodninger”.,
uanset om fremtiden har tidsmaskiner i vente eller ej, kan vi trøste os med den viden, at når vi klatrer et bjerg eller hastighed sammen i vores biler, ændrer vi, hvordan tiden tikker.
så denne “foregive at være en tidsrejsende dag” (8.December), husk at du allerede er, bare ikke på den måde, du måske håber.