«Hvis man har gjort en research grant program for å arbeide på gang reiser det ville bli avvist umiddelbart,» skriver fysikeren Stephen Hawking i hans posthumt bestill Korte Svar på de Store Spørsmål. Han hadde rett. Men han var også rett i at å spørre om tidsreiser er mulig, er en «svært alvorlig spørsmål» det kan fortsatt bli kontaktet vitenskapelig.,
som Hevder at vår nåværende forståelse kan ikke styre det ut, Harking, det virker, var forsiktig optimistiske. Så hva betyr dette for oss? Vi kan ikke bygge en tidsmaskin i dag, men kan vi en gang i fremtiden?
La oss starte med vår hverdag. Vi tar for gitt muligheten til å ringe venner og familie, uansett hvor de er i verden for å finne ut hva de er opp til akkurat nå. Men dette er noe vi aldri kan faktisk vet. Signalene bærer sine stemmer og bilder reise ufattelig fort, men det tar likevel et endelig tid for de signalene for å nå oss.,
Vår manglende evne til å få tilgang til «nå» av noen langt unna ligger i hjertet av Albert Einsteins teorier om tid og rom.
lysets hastighet
Einstein fortalte oss at rom og tid er deler av én ting – romtid – og at vi bør være villige til å tenke på avstander i tid som vi er avstander i verdensrommet. Så merkelig det kan høres, er vi lykkelig svar «om to og en halv time», når noen spør hvor langt Birmingham er fra London. Hva vi mener er at reisen tar det lang til en gjennomsnittlig hastighet på 50 miles per time.,
Matematisk, vår uttalelse er det samme som å si at Birmingham er ca 125 km fra London. Som fysikere Brian Cox og Jeff Forshaw skriver i sin bok Hvorfor blir E=mc2? tid og avstand «kan være interchanged ved hjelp av noe som har valutaen i en fart». Einsteins intellektuelle spranget var å anta at valutakursen fra en tid til en avstand i rom og tid er universell – og det er lyshastigheten.
lysets hastighet er den raskeste noe signal kan reise, sette en fundamental grense på hvor snart vi kan vite hva som skjer andre steder i universet., Dette gir oss «kausalitet» – loven som effekter må alltid komme etter deres årsaker. Det er en alvorlig teoretiske torn i siden på tid-reiser hovedpersonene. For meg å reise tilbake i tid, og satt i gang hendelser som hindrer at min fødsel er å sette effekt (meg) før årsaken (min fødsel).
Nå, hvis hastigheten på lyset er universal (i vakuum med tom plass), må vi måle det å være den samme – 299,792,458 meter per sekund – men fort vi selv er i bevegelse. Einstein innså at konsekvensen av hastigheten på lyset som absolutt er at tid og rom i seg selv ikke kan være., Og det viser seg at flytting klokker, skal krysse tregere enn de stasjonære.
Hvis jeg skulle fly ut på en utrolig hastighet i et romskip, og vende tilbake til Jorden, mindre tid ville passere for meg enn det ville for alle jeg igjen. Alle jeg kom til å ville konkludere med at mitt liv hadde kjørt som i slow motion – jeg ville ha alderen saktere enn dem – og jeg vil konkludere med at deres hadde kjørt så hvis du er i rask fremover. Jo raskere jeg reiste, jo saktere min klokke ville kryss i forhold til klokker på Jorden. Og hvis jeg gjorde turen i lysets hastighet, jeg ville tilbake som om jeg hadde blitt frosset i tid.,
Så hva hvis vi var til å reise raskere enn lyset, vil tiden gå baklengs som science fiction har lært oss?
Dessverre, det tar uendelig energi for å akselerere et menneske til lysets hastighet, la alene utover det. Men selv om vi kunne, tid ville ikke bare kjøre bakover. I stedet, ville det ikke lenger gir mening å snakke om fremover og bakover i det hele tatt. Lov av kausalitet ville bli brutt, og konseptet av årsak og virkning, vil miste sin betydning.
Ormehull
Einstein også fortalt oss at tyngdekraften er en konsekvens av måten masse fordreier tid og rom., Jo større masse vi presse inn en region plass, mer rom og tid er forvridd og tregere i nærheten klokker kryss. Hvis vi klarer å oppnå i nok masse, rom og tid blir så skjev at selv ikke lys kan unnslippe sin gravitasjonskraft og en svart hull er dannet. Og hvis du var til å nærme kanten av det sorte hullet – sin event horizon – din klokke ville krysse uendelig sakte i forhold til de som er langt borte fra den.
Så kunne vi warp romtid i akkurat den riktige måten å lukke det tilbake på seg selv og reise tilbake i tid?
svaret er kanskje, og fordreining vi trenger er en traversable ormebol. Men vi trenger også å produsere regioner av negativ energi tetthet, for å stabilisere den, og den klassiske fysikken i det 19. århundre hindrer dette. Den moderne teori for quantum mechanics, men kanskje ikke.
Ifølge kvantemekanikken, tomrom er ikke tom. I stedet, det er fylt med par av partikler som kommer inn og ut av eksistens., Hvis vi kan gjøre en region der færre par er tillatt å pop inn og ut enn overalt ellers, så denne regionen vil ha negativ energi tetthet.
Men å finne en konsistent teori som kombinerer kvantemekanikk med Einsteins relativitetsteori er fortsatt en av de største utfordringene i teoretisk fysikk. Én kandidat, string teori (mer presist M-teorien) kan tilby opp en annen mulighet.
M-teori krever romtid å ha 11 dimensjoner: den ene av tid, og tre av plass at vi beveger oss i og syv mer, krøllet opp usynlig liten., Kan vi bruke disse ekstra romlige dimensjoner for å snarvei rom og tid? Hawking, minst, var håp.
Lagre historie
Så er det på tide å reise er virkelig en mulighet? Vår nåværende forståelse kan ikke styre det ut, men svaret er sannsynligvis nei.
Einsteins teorier ikke klarer å beskrive strukturen av rom og tid på utrolig liten skala., Og mens lovene i naturen kan ofte være helt i strid med våre daglige opplevelser, de er alltid self-konsekvent – gir lite rom for paradokser som florerer når vi har rotet med årsak og virkning i science fiction ta på tidsreiser.
til Tross for sin lekne optimisme, Hawking har innsett at de uoppdagede lover at en dag vil erstatte Einsteins kan konspirerer for å hindre store objekter som du og jeg hopper fra tilfeldig (ikke causally) frem og tilbake i tid. Vi kaller denne arven hans «kronologi beskyttelse gjetning».,
Om fremtiden har tid maskiner i butikken, vi kan trøste oss med vissheten om at når vi klatre et fjell eller hastigheten sammen i bilene våre, vi endrer hvordan tid flått.
Så, dette «later til å være en reisende dag» (desember 8), må du huske at du allerede er, bare ikke på den måten du kanskje håp.