Hvorfor Time Travel kan være mere muligt end du tror, ​​ifølge fysik

Begrebet tidsrejser har altid fanget både fysikernes og laypersons fantasi. Men er det virkelig muligt? Selvfølgelig er det det. Vi laver det lige nu, er vi ikke? Vi rejser alle ind i fremtiden et sekund ad gangen.

Men det var ikke hvad du tænkte. Kan vi rejse langt længere ind i fremtiden? Absolut. Hvis vi kunne rejse tæt på lysets hastighed eller i nærheden af ​​et sort hul, ville tiden sænke os, så vi kunne rejse vilkårligt langt ind i fremtiden. Det virkelig interessante spørgsmål er, om vi kan rejse tilbage til fortiden.

Se også: 'Fremtidig mand' gør 'doktor, hvem der er på rejse, se svag AF

Jeg er en fysikprofessor ved University of Massachusetts, Dartmouth, og først hørte om begrebet tidsrejse da jeg var 7, fra en 1980-episode af Carl Sagans klassiske tv-serie, Cosmos. Jeg besluttede lige da, at jeg en dag ville forfølge en dyb undersøgelse af teorien, der ligger til grund for sådanne kreative og bemærkelsesværdige ideer: Einsteins relativitet. Tyve år senere kom jeg sammen med en ph.d. i marken og har siden været en aktiv forsker i teorien.

Nu har en af ​​mine ph.d.-studerende lige udgivet et papir i tidsskriftet Klassisk og Quantum Gravity der beskriver, hvordan man bygger en tidsmaskine ved hjælp af en meget enkel konstruktion.

Lukkede Time-Like Curves

Einsteins generelle relativitetsteori muliggør muligheden for at vække tid i en så høj grad, at den faktisk folder sig på sig selv, hvilket resulterer i en tidsløkke. Forestil dig at du rejser langs denne løkke; det betyder at du på et tidspunkt vil ende engang i fortiden og begynde at opleve de samme øjeblikke siden, igen og igen - lidt som deja vu, medmindre du ikke ville indse det. Sådanne konstruktioner kaldes ofte "lukkede tidlignende kurver" eller CTC'er i forskningslitteraturen og kaldes generelt "tidsmaskiner." Tidsautomater er et biprodukt af effektive, hurtigere end lette rejsesystemer og forstår dem kan forbedre vores forståelse for, hvordan universet virker.

I løbet af de sidste par årtier har kendte fysikere som Kip Thorne og Stephen Hawking produceret seminal arbejde med modeller relateret til tidsmaskiner.

Den generelle konklusion, der er opstået fra tidligere forskning, herunder Thornes og Hawking's, er, at naturen forbyder tidssløjfer. Dette er måske bedst forklaret i Hawkings "Chronology Protection Conjecture", som i det væsentlige siger, at naturen ikke tillader ændringer i sin tidligere historie, og sparer os således fra de paradokser, der kan dukke op, hvis tidsrejser var mulige.

Måske er de mest kendte blandt disse paradokser, der opstår på grund af tiden, at rejse ind i fortiden den såkaldte "bedstefar paradoks", hvor en rejsende går tilbage til fortiden og myrder sin egen bedstefar. Dette ændrer historieforløbet på en måde, som en modsigelse fremkommer: Rejseren blev aldrig født og kan derfor ikke eksistere. Der har været mange film og noveller baseret på de paradokser, der er resultatet af tidsrejse - måske er nogle af de mest populære de Tilbage til fremtiden film og Groundhog Day.

Eksotisk sag

Afhængig af detaljerne kan forskellige fysiske fænomener gribe ind for at forhindre lukkede tidlignende kurver i at udvikle sig i fysiske systemer. Den mest almindelige er kravet om en bestemt type "eksotisk" materie, der skal være til stede for at der skal eksistere en tidssløjfe. Løst talende er eksotisk materie, der har negativ masse. Problemet er negativ masse er ikke kendt for at eksistere i naturen.

Caroline Mallary, en doktorand ved University of Massachusetts Dartmouth har udgivet en ny model til en tidsmaskine i tidsskriftet Klassisk og Quantum Gravity. Denne nye model kræver ikke noget negativt masseeksotisk materiale og tilbyder et meget simpelt design.

Se også: Hvordan er en rynke i tids femte dimension forklaret med superstringsteori

Mallarys model består af to super lange biler - bygget af materiale, der ikke er eksotisk, og har positiv masse - parkeret parallelt. En bil bevæger sig fremad hurtigt, og den anden parkeres. Mallary var i stand til at vise, at i en sådan opsætning kan der findes en tidssløjfe i rummet mellem bilerne.

Så kan du bygge dette i din baggård?

Hvis du har mistanke om, at der er en fangst, er du korrekt. Mallarys model kræver, at midten af ​​hver bil har uendelig tæthed. Det betyder at de indeholder genstande - kaldet singulariteter - med en uendelig tæthed, temperatur og tryk. I modsætning til singulariteter, der er til stede i det indre af sorte huller, hvilket gør dem helt utilgængelige udefra, er singulariteterne i Mallarys model helt barre og observerbare og har derfor reelle fysiske effekter.

Fysikere forventer ikke, at sådanne ejendommelige objekter eksisterer i naturen heller. Så desværre vil en tidsmaskine ikke være tilgængelig når som helst snart. Dette arbejde viser imidlertid, at fysikere måske må forfine deres ideer om, hvorfor lukkede tidskurver er forbudte.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på The Conversation af Guarav Khanna. Læs den oprindelige artikel her.