Путешествие во времени возможно - но только если у вас есть объект с бесконечной массой

Концепция путешествий во времени всегда привлекала воображение как физиков, так и непрофессионалов. Но действительно ли это возможно? Конечно, да. Мы делаем это прямо сейчас, не так ли? Мы все путешествуем в будущее каждую секунду. Но это совсем не то, о чем мечтают люди.

Можем ли мы путешествовать намного дальше в будущее? Теоретически - да. Если бы мы могли двигаться со скоростью, близкой к скорости света, или вблизи черной дыры, время замедлилось бы, что позволило бы нам путешествовать сколь угодно далеко в будущее.

Действительно интересный вопрос - можем ли мы вернуться в прошлое? Гаурав Ханна, профессор физики Массачусетского университета в Дартмуте, говорит, что в детстве решил когда-нибудь продолжить глубокое изучение теории относительности Эйнштейна. Двадцать лет спустя он получил докторскую степень в этой области и был активным исследователем в теории с тех пор.

Теперь в журнале «Классическая и квантовая гравитация» (Classical and Quantum Gravity) опубликована статья, в которой описывается, как построить машину времени, используя очень простую конструкцию.

Общая теория относительности Эйнштейна допускает возможность искажения времени до такой высокой степени, что оно фактически сворачивается в себя, что приводит к временной петле. Можно представить, что человек путешествует по этой петле; это означает, что в какой-то момент он окажется в прошлом и начнет переживать то же самое, снова и снова - как дежа вю, за исключением того, что он этого не осознает.

Такие конструкции часто упоминаются, как «машины времени». Машины времени являются побочным продуктом эффективных схем перемещения быстрее света, и их понимание может улучшить наше понимание того, как работает Вселенная.

За последние несколько десятилетий известные физики, такие как Кип Торн и Стивен Хокинг, проделали оригинальную работу над моделями, связанными с машинами времени. Общий вывод, который был сделан из предыдущих исследований, в том числе Торна и Хокинга, заключается в том, что природа запрещает петли времени. Это, пожалуй, лучше всего объясняется в «Гипотезе о защите хронологии» Хокинга, в которой, по сути, говорится, что природа не допускает изменений в своей прошлой истории, что избавляет нас от парадоксов, которые могут возникнуть, если путешествия во времени были бы возможны.

Пожалуй, наиболее известным среди этих парадоксов, возникающих из-за путешествия во времени в прошлое, является так называемый «парадокс дедушки», в котором путешественник возвращается в прошлое и убивает своего деда. Это меняет ход истории таким образом, что возникает противоречие: путешественник никогда не родился и поэтому не может существовать. Было много сюжетов фильмов и романов, основанных на парадоксах, возникающих в результате путешествий во времени - возможно, одними из самых популярных из них являются фильмы «Назад в будущее» и «День сурка».

В зависимости от деталей в конструкциях «машины времени» могут требоваться различные физические явления, чтобы допустить возникновение замкнутых кривых времени. Наиболее распространенным является требование к определенному типу «экзотической» материи, которая должна присутствовать, чтобы существовала временная петля. Грубо говоря, экзотическая материя - это материя с отрицательной массой. Отрицательная масса не существует в природе.

Кэролайн Мэллари, докторант Массачусетского университета в Дартмуте, опубликовала новую модель машины времени в журнале Classical & Quantum Gravity. Эта новая модель не требует каких-либо отрицательных масс экзотического материала и предлагает очень простой дизайн.

Модель Мэллари состоит из двух сверхдлинных автомобилей - построенных из материала, который не является экзотическим, и имеет положительную массу - стоящих параллельно. Одна машина быстро движется вперед, оставляя другую на стоянке. Мэллари удалось показать, что в такой ситуации в пространстве между автомобилями можно найти временную петлю.

Конечно, здесь есть подвох. Модель Мэллари требует, чтобы центр каждого автомобиля имел бесконечную плотность. Это означает, что они должны содержать объекты с бесконечными плотностью, температурой и давлением.

Физики не ожидают, что такие специфические объекты существуют в природе. Так что, к сожалению, машина времени не будет доступна в ближайшее время. Однако эта работа показывает, что физикам, возможно, придется уточнить свои идеи о том, почему закрытые кривые, подобные времени, запрещены.