Hvorfor Time Travel kan være mer mulig enn du tror, ​​ifølge fysikk

Begrepet tidsreiser har alltid fanget både fysikers og laypersons fantasi. Men er det virkelig mulig? Selvfølgelig er det det. Vi gjør det akkurat nå, er vi ikke? Vi reiser alle inn i fremtiden et sekund av gangen.

Men det var ikke det du tenkte på. Kan vi reise mye lenger inn i fremtiden? Absolutt. Hvis vi kunne reise nær lysets hastighet, eller i nærheten av et svart hull, ville tiden senke, slik at vi kunne reise arbitrært langt inn i fremtiden. Det virkelig interessante spørsmålet er om vi kan reise tilbake til fortiden.

Se også: 'Fremtidig mann' gjør doktor hvem som reiser med tiden, svak AF

Jeg er en fysikkprofessor ved University of Massachusetts, Dartmouth, og først hørte om begrepet tidsreise da jeg var 7, fra en 1980-episode av Carl Sagans klassiske TV-serie, Cosmos. Jeg bestemte meg da da en dag skulle jeg forfølge en dyp studie av teorien som ligger til grund for slike kreative og bemerkelsesverdige ideer: Einsteins relativitet. Tjue år senere kom jeg opp med en Ph.D. i feltet og har vært en aktiv forsker i teorien helt siden.

Nå har en av doktorandene mine nettopp publisert et papir i tidsskriftet Klassisk og kvantum tyngdekraften som beskriver hvordan man bygger en tidsmaskin ved hjelp av en veldig enkel konstruksjon.

Lukkede Time-Like Curves

Einsteins generelle relativitetsteori tillater muligheten for forvrengningstid i en så høy grad at den faktisk foldes på seg selv, noe som resulterer i en tidsløkke. Tenk deg at du reiser langs denne løkken; Det betyr at du på et tidspunkt vil ende opp et øyeblikk tidligere og begynne å oppleve de samme øyeblikkene siden, om igjen - litt som deja vu, bortsett fra at du ikke ville innse det. Slike konstruksjoner blir ofte referert til som "lukkede tidlignende kurver" eller CTCer i forskningslitteraturen, og populært referert til som "tidsmaskiner". Tidsmaskiner er et biprodukt av effektive, raskere enn lysreiser, og forstår dem kan forbedre vår forståelse av hvordan universet fungerer.

I løpet av de siste årtier har kjente fysikere som Kip Thorne og Stephen Hawking produsert endeløst arbeid på modeller relatert til tidsmaskiner.

Den generelle konklusjonen som har kommet ut fra tidligere forskning, inkludert Thornes og Hawking s, er at naturen forbyder tidssløkker. Dette er kanskje best forklart i Hawking's "Chronology Protection Conjecture", som i hovedsak sier at naturen ikke tillater endringer i sin tidligere historie, og sparer oss dermed fra paradoksene som kan oppstå hvis tidsreiser var mulige.

Kanskje den mest kjente blant disse paradoksene som dukker opp på grunn av tiden, går inn i fortiden, er den såkalte "bestefar paradokset" der en reisende går tilbake til fortiden og morder sin egen bestefar. Dette forandrer historiens historie på en måte som en motsigelse oppstår: Rejseren ble aldri født og kan derfor ikke eksistere. Det har vært mange film- og romtyper basert på paradoksene som kommer fra tidsreise - kanskje noen av de mest populære er å være Tilbake til fremtiden filmer og Groundhog Day.

Eksotisk materie

Avhengig av detaljene, kan ulike fysiske fenomener intervenere for å hindre at lukkede tidlignende kurver utvikles i fysiske systemer. Det vanligste er kravet til en bestemt type "eksotisk" sak som må være tilstede for at en tidsløkke skal eksistere. Løst snakkes eksotisk materie som har negativ masse. Problemet er negativ masse er ikke kjent for å eksistere i naturen.

Caroline Mallary, doktorgradsstudent ved University of Massachusetts Dartmouth har utgitt en ny modell for en tidsmaskin i tidsskriftet Klassisk og kvantum tyngdekraften. Denne nye modellen krever ikke noe negativt masseeksotisk materiale og tilbyr en veldig enkel design.

Se også: Hvordan en rynke i tidens femte dimensjon er forklart med superstringsteori

Mallarys modell består av to super lange biler - bygget av materiale som ikke er eksotisk, og har positiv masse - parkert parallelt. En bil beveger seg raskt fremover, slik at den andre parkeres. Mallary var i stand til å vise at i et slikt oppsett kan en tidssløp bli funnet i mellomrommet mellom bilene.

Så kan du bygge dette i din bakgård?

Hvis du mistenker at det er en fangst, er du riktig. Mallarys modell krever at midten av hver bil har uendelig tetthet. Det betyr at de inneholder objekter - kalt singulariteter - med en uendelig tetthet, temperatur og trykk. Dessuten, i motsetning til singulariteter som er tilstede i det indre av sorte hull, som gjør dem helt utilgjengelige fra utsiden, er singulariteter i Mallary's modell helt nakne og observerbare og har derfor virkelige fysiske effekter.

Fysikere forventer ikke at slike spesielle objekter eksisterer i naturen heller. Så, dessverre, vil en tidsmaskin ikke være tilgjengelig når som helst snart. Dette arbeidet viser imidlertid at fysikere må kanskje avgrense sine ideer om hvorfor lukkede tidlignende kurver er forbudt.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation av Guarav Khanna. Les den opprinnelige artikkelen her.