Наука показала почему Доктор Кто такой особенный
Доктор Кто маячит с 50-х годов двадцатого века, путешествуя везде - по крайней мере на экранах. Известно, Доктор может пронестись через многих годы с использованием машины, ТАРДИС, и внести изменения в прошлом, как и когда ему нравится. Но чем является время в пути - и насколько "Доктор Кто" реально может быть возможен?
Удобное определение путешествия во времени происходит от философа Дэвида Льюиса. Льюис говорит, время в пути включает в себя путешествие, имеющее разную длительность рассматриваемом извне (во "внешнем времени") или изнутри (в "личном времени"). Предположим, что вы потратили пять минут путешествия на борту вашей машины, если судить по (например) часам и своим воспоминаниям. По прибытии вы обнаружите, что 150 лет прошло во внешнем мире. Поздравляем, вы путешествовали во времени. Пять минут вашего личного времени покрылось 150 годами внешнего времени.
Как ни странно это звучит, специальная теория относительности Эйнштейна ввела такие возможности в физику в 1905 году. Теория говорит: длительность процесса зависит от относительной скорости наблюдателя. Чем ближе становится относительная скорость к скорости света, тем длиннее процесс путешествия. Предположим, вы хотите увидеть Землю через миллиард лет, следовательно, не беспокоить вас нужно всего около 50 персональных лет.
При путешествии во времени в прошлое, личные и внешние времена отличаются в направлении, поэтому путешествия заканчиваются во внешнем времени до, а не после, их начала; вы тратите пять персональных минут для путешествия на 150 лет во внешнем прошлом. Общая теория относительности предполагает, что Вселенная по существу находится в искривленном пространстве-времени, которое могло бы позволить такие расхождения внешнего и личного времени.
Относительность рассматривает пространство и время как аспекты единого целого: "пространства-времени". Одной из наиболее примечательных особенностей общей теории относительности является то, что она позволяет временной и пространственной осям являться взаимозаменяемыми, поэтому ось одного наблюдателя в пространстве может быть осью другого наблюдателя во времени.
В 1949 году австрийский математик Курт Гёдель использовал общую теорию относительности для описания Вселенной, где бесстрашные путешественники могут пойти куда угодно во времени (в прошлое или в будущее), не путешествуя быстрее скорости света. Вселенная Гёделя не имеет границ в пространстве или во времени, и вся материя в ней вращается. Но наша конечная, не вращающаяся Вселенная не гёделевская. Не отчаивайтесь - просто вращение ультраплотного, очень длинного (возможно бесконечного) цилиндра очень быстро. Пространство-время должно искривляться около цилиндра, поэтому направление локального будущего частично заходит во внешнее прошлое. Такие устройства называются "Типлер Цилиндры", в честь физика Франк Типлер.
Более того, квантовая теория предполагает, что существуют "чревоточащие" соединения между различными пространственно-временными точками спонтанно формирующимися и разрушающимися во времени. Шансы появления природной чревоточины ничтожно малы - значительно меньше чем появление электрона. Но вы могли бы, возможно, найти (или создать) чревоточину достаточно большой и достаточно прочной, чтобы проскользнуть в прошлое. Сложно, но теоретически возможно.
Нет, вы не можете убить своего учителя физики.
Так что, возможно, вы могли бы путешествовать в прошлое. Но что о парадоксах? Что остановит вас при убийстве своего дедушки или себя, еще младенцами? Один из ответов говорит: логическая последовательность.
Классическая логика говорит, что вы не можете постоянно убивать в детстве тех, кто достигает совершеннолетия. Но Льюис говорит, что путешествие во времени не должно позволять делать невозможное - действия, предусмотренные путешественниками в прошлом согласуются с историей, откуда они приходят. Таким образом, вы можете попробовать убить вашего ребенка дедушку, но что-то будет мешать вам - вы чихаете или ваше оружие будет вареньем. По Льюису путешествие во времени последовательно, которое может выглядеть очень странным, так как, казалось бы, возможные действия (как стрельба в незащищенного младенца) будут невозможны.
Другая точка зрения говорит, что путешествие назад во времени потребует множество миров - то есть, много различных, но одинаковых версий физической реальности. Физик Дэвид Дойч и философ Майкл Локвуд утверждают, что время в пути должно включать межмировое путешествие. Если вы путешествуете назад во времени, то попадаете в историю, отличную от вашей родной истории, и так, добравшись туда, становитесь вполне свободными от вашего прошлого.
Обе эти концепции обратного путешествия во времени могут разочаровать любого желающего изменить "только одно событие" в прошлом. Обычная логика говорит, что путешественники во времени будут либо делать историю, какой она была (Льюис), либо создавать другую историю (Дойч и Локвуд). Однако, квантовая логика может позволить путешественникам изменить фактическое (одно и только одно) прошлое.
Предположим, мы считаем, что квантовые измерения определяют (или измененяют) измеренные величины, даже если эти величины лежат в прошлом. Кто-то мог путешествовать назад и "наблюдать" историю, оказывающуюся не такой, какой она изначально была, таким образом ретроспективно делая настоящее, отличное от того, что было. Что случилось бы с путешественниками, которые перезагружают историю не ясно, но эта модель кажется ближе к путешествию во времени знакомой из "Доктора Кто" и из других вымыслов. Здесь нужно быть осторожным, потому что квантовая теория не допускает прогнозирования, и еще меньше контролирования результатов изменения прошлого. Там не будет никакой возможности предсказать настоящее.
Классическая логика, общая теория относительности и квантовая теория, кажется, позволяют путешествовать во времени. Классическая логика плюс общая теория относительности предлагают отсталых путешественников сталкивающихся со странными ограничениями целостности. Многомировые путешественники не встречают никаких препятствий, но могут перемещаться в различные истории. Квантовая логика путешественников могла бы изменить (одно и только одно) прошлое, без ограничений, но они не могли предсказать или контролировать то, что они получили бы.
До сих пор, однако, кажется, только Доктор Кто знает, как изменить прошлое по своей воле.
Источник:
http://phys.org/news/2013-11-science-doctor-special.html
Фото: Иан Уэст, PA