Подорожі в часі довго залишалися загадкою для теоретичної фізики через так званий «парадокс убитого дідуся»: що станеться, якщо мандрівник у минуле завадить своєму дідусеві мати дітей, тим самим заперечивши своє існування? Нове дослідження пропонує розв’язання цієї дилеми. У своїй праці Лоренцо Гавассіно, фізик з Університету Вандербільта, поєднав загальну теорію відносності, квантову механіку та термодинаміку, щоб показати, що подорож у часі може бути ймовірною без логічних суперечностей.
Традиційне уявлення про час базується на ньютонівській фізиці, де події розгортаються лінійно. Однак загальна теорія відносності Ейнштейна, завершена в 1915 році, показує, що простір-час може мати форми, які навіть суперечать здоровому глузду, наприклад, чорні діри. Одним із найбільш інтригуючих її передбачень є замкнуті часові криві — петлі в просторі-часі, які дозволяють мандрівникові повернутися в минуле.
Лоренцо пояснює, що всі форми енергії та імпульсу впливають на гравітацію. Наприклад, якщо матерія обертається, вона може «тягнути» за собою простір-час. Цей ефект майже непомітний на планетах і зорях, але якщо весь Всесвіт обертався б, простір-час міг би викривитися настільки, що час утворив би петлю. У такій системі космічний корабель міг би повернутися у вихідну точку не лише у просторі, а й у часі.
Парадокси подорожей у часі
Основною проблемою таких подорожей є парадокси, які вони створюють. «Парадокс убитого дідуся» — лише один приклад. Вони виникають через припущення, що закони термодинаміки, які керують теплом та енергією, діють однаково і на часових петлях.
Закон зростання ентропії, що вимірює ступінь безладу в системі, є єдиним фізичним законом, який розрізняє минуле та майбутнє. Ентропія визначає багато аспектів нашого життя — від старіння до пам’яті. Але як ці процеси працюватимуть у часовій петлі?
Квантове розв’язання парадоксів
Дослідження Гавассіно, опубліковане в журналі Classical and Quantum Gravity, пропонує цікаве рішення. Спираючись на роботи фізика Карло Ровеллі, він довів, що термодинаміка змінюється на замкнутій часовій кривій через квантові флуктуації, які можуть зменшити ентропію. Це відкриття означає, що спогади можуть зникати, а старіння повертатися назад.
Наприклад, зменшення ентропії може зробити смерть тимчасовою в часовій петлі. «Більшість фізиків і філософів вважали, що природа завжди уникатиме суперечливих ситуацій, але моє дослідження показує, що логічна послідовність історії природно випливає з квантових законів», — зазначає Гавассіно.
Практичні наслідки
Попри теоретичну основу, питання, чи існують замкнуті часові криві у реальному Всесвіті, залишається відкритим. У 1992 році Стівен Гокінг висунув «гіпотезу захисту хронології», припускаючи, що закони фізики завадять утворенню часових петель. Наприклад, простір-час може ставати сингулярним перед утворенням петлі.
Проте дослідження Гавассіно корисне для розширення нашого розуміння природи ентропії. Навіть якщо петлі часу не існують, їх моделювання допоможе краще зрозуміти субатомні системи та їхню термодинаміку. «Ентропія є однією з ключових тем у фізиці, яка формує наше сприйняття Всесвіту», — підсумовує Гавассіно.
Раніше ми пояснювали загадки темної енергії та нескінченного розширення.
За матеріалами livescience.com
