|
Показали возможности машины времени
|
|
|
|
В 1949 году немецкий математик Курт Гедель, решив полученные Эйнштейном уравнения гравитационного поля, теоретически доказал возможность путешествий во времени. Спустя почти семьдесят лет американские и канадские ученые построили для этого математическую модель. А минувшей весной квантовый компьютер вернулся на долю секунды назад.
|
|
|
|
В начале ХХ века физики стали рассматривать время как равноправное измерение наряду с тремя уже известными: вверх-вниз, направо-налево и вперед-назад. В результате в науке появилось представление о пространственно-временном континууме и сформировался другой взгляд на законы природы — специальная и общая теории относительности (СТО и ОТО). СТО рассматривала только прямолинейно и равномерно движущиеся объекты, ОТО — ситуации, когда тела ускорялись или сворачивали в сторону.
|
|
|
Именно для ОТО в 1915 году Эйнштейн вместе с немецким математиком Гильбертом вывел систему уравнений гравитационного поля, связывающую пространство-время со свойствами заполняющей его материи. Тридцать лет спустя Гедель решил эти уравнения, представив материю в виде однородно распределенных вращающихся частиц пыли. Когда же в качестве этих частиц он предложил рассматривать галактики, получилась модель вращающейся Вселенной.
|
|
|
|
В ней свет вовлечен во вращательное движение, а значит, объекты способны двигаться по траекториям, замкнутым не только в пространстве, но и во времени. Иными словами, путешествуя по Вселенной, можно вернуться в прошлое. Вероятность существования таких траекторий (их называют замкнутыми времениподобными кривыми) определяется другими вариантами решений уравнений гравитационного поля — "цилиндром Типлера", полученным в 1974 году, и "проходимыми кротовыми норами".
|
|
|
|
Сквозь пространство и время
|
|
|
|
Британский физик Роджер Пенроуз предполагал, что замкнутые времениподобные кривые должны пересекать горизонт событий — воображаемую границу в пространстве-времени. С одной стороны границы остаются точки пространства-времени, про которые что-то можно узнать, с другой — ничего неизвестно. Человек находится вне этого горизонта событий. Потому он не в состоянии заметить нарушение принципа причинности в замкнутых времениподобных кривых.
|
|
|
|
По мнению Стивена Хокинга, попытка создания таких кривых должна обязательно заканчиваться возникновением черной дыры. В итоге для наблюдателя голая сингулярность — точка, в которой видно бесконечно удаленное будущее или прошлое, оказывается закрыта событиями черных дыр. Даже если какой-то человек попадает в эту точку, он не сможет никому об этом рассказать. Для этого надо выбраться из черной дыры, что совершенно исключено.
|
|
|
|
Однако ученые нашли способ, пока теоретический, обойти эти ограничения. Американские и канадские физики разработали математическую модель машины времени, позволяющую двигаться вдоль замкнутых времениподобных кривых со сверхсветовой скоростью. Причем в поисках этих кривых необязательно забираться внутрь черных дыр, отмечают авторы работы.
|
|
|
|
Направление времени на поверхности пространства-времени выглядит как искривление, которое усиливается при приближении к черной дыре, — есть данные, что время в непосредственной близости от нее замедляется. Ученые описали возможность искривления в форме круга для пассажиров машины времени за пределами черной дыры. Этот круг и отправляет их в прошлое.
|
|
|
|
Сама машина времени представляет собой пузырь. Люди, оказавшиеся внутри него, перемещаются в прошлое и будущее вдоль полученной замкнутой кривой, а затем возвращаются в исходную точку. При этом внешний наблюдатель будет видеть две версии пассажиров: для одной время течет нормально, а для другой — в обратном направлении. Правда, пока такая машина времени — чисто умозрительный конструкт. Материал, из которого она могла бы быть сделана, еще не изобрели.
|
|
|
|
На долю секунды назад
|
|
|
|
В марте этого года ученые из России, США и Швейцарии продемонстрировали, что путешествия во времени возможны на практике, но только на квантовом уровне. Они создали такое состояние системы, которое само развивалось в обратную сторону — от хаоса к порядку, то есть нарушало второй закон термодинамики, гласящий, что со временем хаотичность Вселенной (по-научному — энтропия) неуклонно растет, а значит, время движется только в одном направлении: из прошлого в будущее.
|
|
|
|
Сначала физики теоретически показали, что электрон, находящийся в пустом пространстве, способен спонтанно переместиться в прошлое, то есть вернуться в то состояние, в котором находился несколько мгновений назад. Однако такое событие, по расчетам, может произойти лишь раз за все время существования Вселенной. При этом вернуться назад удастся всего на 0,06 наносекунды.
|
|
|
|
Затем попытались провести эту операцию в эксперименте с помощью облачного квантового компьютера. В одном случае объединили два, в другом три кубита — элементарные вычислительные модули и ячейки памяти квантовых машин. Заполнили их некоторым набором чисел и начали манипулировать содержимым так, чтобы уровень хаоса в этой квантовой системе быстро рос. Когда энтропия достигла определенного уровня, управление кубитами взяла на себя другая программа и перевела их в такое состояние, что дальнейшая эволюция пошла в сторону не хаоса, а порядка. В результате кубиты на мгновение оказались в исходном состоянии. Иными словами, вернулись в прошлое.
|
|
|
|
Однако этот фокус удавался не всегда: примерно в 80 процентах случаев с двумя кубитами и только в половине с тремя. По мнению авторов исследования, неудачи связаны с ошибками в работе самого квантового компьютера, а не с какими-то необъяснимыми причинами. Значит, можно создать более эффективные алгоритмы путешествий в прошлое.
|
|
|
|
Источник
|
