Кстати, помимо того, что время имеет значение для каждого из нас, Эйнштейн вычислил точную скорость света. Это 300 000 000 метров в секунду. Эйнштейн также обнаружил, что это предельная скорость Вселенной. Это означает, что, согласно теории Эйнштейна, ничто в мире не может двигаться быстрее скорости света.
Машина времени
Таймер — это виртуальное устройство для перемещения во времени против физического курса. Машины времени — одно из самых популярных устройств, описанных в научной фантастике.
Под машиной времени в физике часто понимается пространство-время с замкнутой непространственной кривой (т.е. пространство-время, в котором наблюдатель в принципе может встретиться с самим собой).
Содержание
Идея путешествий во времени зародилась в 14-м году 19-го века. Однако первые проекты не предполагали, что путешествие во времени будет осуществляться машиной, то есть неким технологическим устройством.
В произведении русского писателя Александра Ф. Бертмана «Предки Калимероса» (1836) описывается сказочный бегемот, по следу которого идет главный герой, иногда считающийся «биологическим» прототипом таймера.
В 1887 году испанский писатель Энрике Гаспар-и-Лимбау опубликовал в Барселоне свой роман El Anacronapete («Укротитель времени»). Идея стала известна в романе 1895 года «Время Герберта Уэллса», которому предшествовал короткий рассказ в «Хронике аргонавтов» Уэллса, опубликованный в 1888 году.
Книга «Вечный конец Айзека Азимова и «Патруль времени» Пола Андерсона» предлагает новый подход к проблеме путешествий середины XX века.
Теория
В 1948 году Курт Гентель нашел решение уравнения гравитационного поля Эйнштейна для вращающейся Вселенной. Путешествие в такой вселенной позволяет астронавту достичь своего прошлого. … В такой вселенной свет (и, следовательно, причинность между объектами) участвует во вращательном движении, что позволяет материальным объектам описывать пути, замкнутые не только в пространстве, но и во времени. Решение Гентеля сдержанно, как математический парадокс — ведь нет никаких доказательств того, что вся наша Вселенная разворачивается. Тем не менее, результат Гентеля показал, что относительность не исключает возврата к времени. Более того, сам Эйнштейн был заинтересован в этом факте1.
Эксперименты
Считается, что человеческая культура на сегодняшнем технологическом уровне не может быть построена. Иногда, однако, в прессе появлялись сообщения о секретных экспериментах со временем, якобы проводимых армией.
Два самых известных таких «эксперимента».
- Филадельфийский эксперимент (проект «Радуга», Philadelphia Experiment). Якобы в 1943 году на базе ВМС США в Филадельфии изучали проблему невидимости военных кораблей для радаров. Руководил проектом Джон фон Нейман. В ходе этих исследований был создан «электромагнитный пузырь» источник не указан 1254 дня — экран, который отводил излучение радаров мимо корабля. Однажды в ходе этих экспериментов «электромагнитным пузырём» был окружён военный корабль «Элдридж» источник не указан 1254 дня , который вдруг исчез у всех на глазах, а потом возник источник не указан 1254 дня на удалении в сотни миль в Норфолке (штат Виргиния). Команда корабля уверяла источник не указан 1254 дня , что они побывали в будущем. Комиссия признала всех членов команды сумасшедшими, а проект был закрыт. (Подробнее см. ст. Что случилось с эсминцем «Элдридж»?).
- Проект Montauk (проект «Феникс»). Исследования, которые якобы проводились с 1943 года по 1983 год на военной базе США рядом с городом Монтаук (штат Нью-Йорк). В ходе этих экспериментов испытуемым облучали мозг высокочастотными радиоимпульсами, что приводило к возникновению у них различных галлюцинаций. Многие испытуемые сообщали, что они побывали в будущем. После того, как несколько испытуемых сошли с ума, проект был закрыт (см. ст. «Монтаук: Эксперименты со временем».).
Научно-фантастическая литература и кинематограф
Описания принципов появления и времени писателями и создателями фантастических фильмов значительно различаются. Герберт Уэллс, один из первых «изобретателей» того времени, ясно объяснил это.
Это седло, на котором должен сидеть путешественник во времени. Часть машины была сделана из никеля, другая часть — из слоновой кости. Несомненно, там были части, вырезанные или выгравированные минеральными кристаллами. 10
В этом случае сам путешественник переносится в другой год вместе с окружающей таймер средой (порядка нескольких метров). Начало действия (по Уэллсу) основано на движении вдоль оси времени и вдоль одного из трех других измерений.
Единственное различие между временем и любым из трех пространственных измерений заключается в том, что наше сознание движется вдоль 10
В фэнтези «Братья Струллацкие» понедельник начинается в субботу, а машина времени выполнена в виде велосипеда. В «Трилогии» «Назад в будущее» принимает форму автомобиля. В романе Айзека Азимова «Конец вечности» герои путешествуют во времени в колодце, с помощью специальной капсулы, похожей на лифт. В фантастическом романе Кира Булитчева столетней давности путешественники во времени, чтобы отправиться в путь, должны достать специальный пульт управления. Машина времени — это компактное устройство11, которое также может совмещать путешествия и время (Kin-DZA-DZA).
В английском «Докторе Кто» таймер ТАРДИС представлял собой космический корабль, замаскированный в телефонной комнате (для точности в комнате полиции), и был гораздо больше, чем кажется. Другими словами, машина может работать и с геометрическими свойствами пространства.
Один из общих элементов, который они имеют, заключается в том, что вам необходимо ввести дату поездки на пульт дистанционного управления. В большинстве случаев само путешествие с точки зрения путешественника не является мгновенным, а представляет собой постепенное движение вдоль оси времени с определенной скоростью.
Неделя, месяц, год, десятилетие! 2055. 2019, 1999! 1957! Автомобиль ро… Время было похоже на кинематографический фильм. Пески были отброшены назад, за ними последовали десятки миллионов месяцев. 12
Путешествие во времени — дело энергоемкое. В фильме «Назад в будущее» каждое путешествие во времени требует 1,21 гига энергии. В первой части трилогии плутоний был необходим для производства такого количества энергии; во второй и третьей частях машины были оснащены импровизированными разрушительными проблемами и больше не нуждались в плутонии. Однако во всех трех фильмах сам автомобиль работал на бензине, но время нельзя было игнорировать, так как скорость достигалась только на 88 миль/ч. Простое путешествие во времени по роману «Конец вечности» потребовало 10 12 -10 13 ватт мощности.
Стрелки на счетчике энергии неявно утверждали, что потребление энергии по-прежнему исчисляется миллионами мегаватт. 13
Другие названия таймеров в научно-фантастической литературе включают: перурикулы14, капсула времени13, камера времени, капсула времени, капсула времени15.В произведении Гарри Гаррисона «Стальная крыса» движение пространства-времени и времени является выполняется с помощью спирали.
Расстояние неактивных фотонов от наблюдателя часто больше, чем расстояние сигнальных фотонов от экрана. Видно, что рисунок на экране заранее отражает, наблюдается ли неактивный фотонный партнер или нет. Даже если решение о наблюдении фотонного разрыва принимается генератором случайных событий.
Можно ли путешествовать во времени?
В научно-фантастических фильмах, таких как «Звездный путь» и «Назад в будущее», персонажи просто садятся в машину или другое транспортное средство и оказываются в прошлом или будущем. На самом деле, все гораздо сложнее, и единого мнения на этот счет нет.
Альберт Эйнштейн был первым, кто назвал время «четвертым измерением».2 Он считал, что время может двигаться только вперед, но при этом связано с Это означает, что она может течь с разной скоростью при разных условиях. Если вы путешествуете со скоростью света (т.е. 299 792 км/с), это замедлит ваше движение — по сравнению с человеком, находящимся в состоянии покоя. Однако, согласно расчетам физиков, ваша масса бесконечна, а длина должна быть равна нулю.
Эйнштейн также утверждал, что гравитация может изменять время. Негабаритные объекты, такие как черные дыры, похоже, изгибают время вокруг себя. И это было доказано — с помощью спутников GPS и сверхточных часов. Путешествие через черную дыру — пожалуй, самый популярный способ, описанный в фильмах о межзвездных путешествиях. В области дыры или ее модели время движется в два раза медленнее, если вообще движется, за пределами диапазона событий.
Стивен Хокинг, написавший книгу ShortHistoryofTime, поддержал теории Эйнштейна о черных дырах и червоточинах или червоточинах, проникающих во Вселенную. Однако он не верил, что можно вернуться в прошлое.
Чтобы доказать это, он провел эксперименты. Он организовал вечеринку в 2009 году и разослал приглашения после вечеринки. Однако никто из его будущих гостей не пришел на вечеринку. Однако Хокинг не исключил возможности создания машины времени после своей смерти3.
Основываясь на теориях Эйнштейна, НАСА постулировало возможность прохождения через «червоточину» или «червоточину» в пространстве-времени5. Это как туннели, через которые мы попадаем в другое измерение. Однако такие «червоточины» почти мгновенно схлопываются, и через них могут пройти только очень маленькие частицы.
Другой случай — «бесконечный цилиндр Типлера». Астроном Фрэнк Типлер предложил механизм, с помощью которого десять солнечных скоплений собираются в очень плотный цилиндр бесконечно большого размера. При вращении со скоростью один миллиард оборотов в минуту космический корабль вращается внутри цилиндра и становится «замкнутой кривой, похожей на время», глобальной линией, которая все время возвращается в начальную точку пространства-времени.
Теория струн, в контексте квантовой механики, предполагает существование одиннадцати измерений.6 Одно из них может быть воротами для путешествий во времени.
Космические струны — это тончайшие пучки энергии, которые проходят по всей длине Вселенной и обладают огромной массой. Их диаметр тоньше атомного ядра, но в то же время они очень плотные: 1 000 километров такой нити весит столько же, сколько Земля. Следовательно, подобно черным дырам, они также могут искривлять пространство и время вокруг себя. Согласно теории, эти струны бесконечны и образуют замкнутые петли, или «складки» пространства-времени. В них также можно путешествовать во времени.
В чем главные проблемы создания машины времени?
- В обозримом будущем ни один из объектов, созданных человеком, не может приблизиться к скорости света.
- Человек не сможет находиться вблизи объектов с гигантской гравитацией, как у черных дыр: он сразу погибнет.
- Гипотетические условия для путешествий во времени — такие, как бесконечная или сверхмалая масса, нулевая длина и другие — тоже недостижимы.
- Деформация пространства-времени может вызвать мощный поток радиации, который уничтожит все живое.
Существуют и другие теории, например, теория физика Ричарда Мюллера7, согласно которой Вселенная постоянно расширяется как в пространстве, так и во времени, поэтому невозможно вернуться назад. Другими словами, время как будто меньше в прошлом и больше в будущем. И в нашем нынешнем состоянии мы не можем оказаться в нужном месте в прошлом или будущем — в любом случае это будут совершенно разные миры, и мы не будем иметь к ним никакого отношения. Чтобы сделать такое путешествие возможным, нам сначала нужно уменьшить или увеличить объем пространства-времени.
Тем не менее, люди на протяжении веков пытались создать машины времени или хотя бы воссоздать условия, при которых такие путешествия возможны.
Что будет, если изменить прошлое?
Эта тема часто появляется в книгах и фильмах, например, феномен вредителей и бабочек или возвращение в будущее. Ученые называют это «парадоксом убитого дедушки «8: путешественник этого года возвращается в прошлое и исчезает, потому что он убил своего дедушку в юном возрасте и никогда не родился.
Противники теории утверждают, что это невозможно. По замкнутой кривой можно вернуться в прошлое. В качестве наглядного доказательства можно привести бильярдный шар. Бильярдный шар движется в червоточине по определенной траектории и не может мешать сам себе.
Британский математик и философ Джеральд Джеймс Уитроу считал, что если путешествие было возможно в прошлом, то он вспоминает об этом перед тем, как отправиться в путь.
Однако затем требуется много времени, чтобы разогнать лодку до почти световой скорости. На самом деле, лодка разгоняется медленно, добавляя немного скорости, чтобы долговременная перегрузка, испытываемая экипажем лодки, не превысила 1G (обычно они испытывают такую перегрузку, находясь на Земле).
Увеличение дилатации времени
Это может быть незначительным, но при приближении к скорости света может возникнуть явление чрезмерного расширения. Теоретически, замедление времени практически пренебрежимо до максимума в 50% от скорости света, с небольшим эффектом на 75%, но увеличивается экспоненциально.
Специальная теория относительности рассказывает нам о том, как время ускоряется или замедляется в зависимости от относительной скорости, которую вы имеете по отношению к кому-то или чему-то. Со скоростью света на космическом корабле вы становитесь старше своих братьев и сестер здесь, на Земле.
Вы можете задаться вопросом, действительно ли это путешествие во времени. Хорошо! Да, это так, и это не так. В зависимости от природы самого пространства-времени, когда вы вернетесь сюда после путешествия со скоростью 90% от скорости света, вы будете в три раза моложе тех, кто находится на Земле. Пространство. Рассмотрим пример с фильмом Кристофера Нолана. В поисках подходящей для человека планеты команда Купера вышла на гигантскую планету с водой, расположенную очень близко к огромной черной дыре.
Имея массу, эквивалентную 100 000 000 солнц, и скорость вращения, составляющую почти 99,8% от скорости света, огромная черная дыра или Гаргантюа заставляет время замедляться до крайней степени, один час на планете эквивалентен семи годам на лодке (выносливый космический корабль). （ Вернувшись на свою лодку (только через три часа), они обнаруживают, что их ученый друг вытянулся на 23 года.
Нет, это не просто выдумка. Вот как все происходило бы на самом деле, если бы это была реальная жизнь. Технически, они путешествовали за 23 года до появления этих людей на Земле. До сих пор мы изучали возможность путешествий в будущее, но как насчет нашего прошлого?
Путешествие быстрее света
Технически, теория относительности Эйнштейна позволяет нам путешествовать в прошлое. Однако физическое достижение этих математических уравнений может оказаться невозможным в ближайшем будущем. Это возможно, если мы достигнем скорости, превышающей скорость света в вакууме, и скорости, превышающей скорость света.
Но опять же, уравнения Эйнштейна показывают, что скорость света может быть достигнута только в том случае, если объект имеет бесконечную массу и нулевую длину. Это, по совпадению, невозможно в реальном мире. Хотя многие исследователи считают, что уравнения Эйнштейна могут быть изменены в будущем.
Создание «червоточин» — еще один возможный способ путешествовать во времени. Концепция проходимой червоточины поддерживается общей теорией относительности. Ученые не обнаружили червоточины, но создание червоточин возможно только при наличии «экзотической материи» с отрицательной массой/энергией.
Дедушка парадокс
Изображение любезно предоставлено BrightR /WikimediaCommons.
Концепция путешествия в прошлое может привести к различным парадоксам и противоречиям. Знаменитый дедушкин парадокс — один из таких парадоксов. Представьте, что вы нашли способ путешествовать в прошлое и решили убить одного из своих родителей или деда, не спрашивайте меня почему. Так что если бы вы убили своего деда в прошлом, ваш отец никогда бы не родился, и вы тоже, так что ваша жизнь изменилась бы навсегда.
Некоторые ученые считают, что даже если вы не родились в нынешней вселенной, вы родитесь в другой. Другие говорят, что вероятность того, что такое событие произойдет (изменение прошлого или парадокс), равна нулю (принцип Новикова).
