20:08 2019 Lapkričio 17
Tiesioginis eteris
  • USD1.1034
  • RUB70.3938
    Žemė iš kosmoso, archyvinė nuotrauka

    Visatos mįslė. Mokslininkai įvardijo laiko mašinos galimybes

    © Depositphotos
    Pasaulyje
    Gauti trumpą nuorodą
    38 0 0

    Po beveik septyniasdešimties metų Amerikos ir Kanados mokslininkai pagaliau sukūrė matematinį modelį, kuris leidžia grįžti į praeitį

    VILNIUS, spalio 13 — Sputnik. 1949 metais vokiečių matematikas Kurtas Gedelis, spręsdamas Einšteino gautas gravitacinio lauko lygtis, teoriškai įrodė laiko judėjimo galimybę, rašo RIA Novosti autorė Alfina Jenikejeva.

    Po beveik septyniasdešimties metų Amerikos ir Kanados mokslininkai tam sukūrė matematinį modelį.

    Nauja dimensija — naujos galimybės

    Dvidešimtojo amžiaus pradžioje fizikai ėmė laikyti laiką lygiaverčiu matmeniu kartu su jau žinomais trimis: aukštyn-žemyn, dešinėn-kairėn ir pirmyn-atgal. Dėl to moksle atsirado erdvės-laiko kontinuumo idėja ir susiformavo kitas gamtos dėsnių vaizdas — specialioji ir bendroji reliatyvumo teorija (SRT ir BRT). SRT nagrinėjo tik tiesiai ir tolygiai judančius objektus, BRT — situacijas, kai kūnai buvo pagreitinti arba pasukti į šoną.

    2019 metų Nobelio fizikos premijos laureatai
    © AFP 2019 / JONATHAN NACKSTRAND

    Būtent dėl bendrojo reliatyvumo 1915 metais Einšteinas kartu su vokiečių matematiku Gilbertu išvedė gravitacinio lauko lygčių sistemą, jungiančią erdvės laiką ir materiją, kuri ją užpildo. Po trisdešimties metų Gedelis išsprendė šias lygtis atstovaudamas materijai tolygiai besisukančių dulkių dalelių pavidalu. Tačiau kai jis pasiūlė nagrinėti galaktikas, mes gavome besisukančios Visatos modelį.

    Jame šviesa dalyvauja sukimosi judesiuose, o tai reiškia, kad objektai sugeba judėti trajektorijomis, kurios yra įkalintos ne tik erdvėje, bet ir laike. Kitaip tariant, keliaudami per visatą, galite sugrįžti į praeitį. Tokių trajektorijų (jos vadinamos uždaros į laiką panašios kreivės) egzistavimo tikimybę lemia kiti gravitacinio lauko lygčių sprendimo būdai — 1974 metais gautas "Tiplerio cilindras" ir "perbrauktos sliekinės skylės".

    Per erdvę ir laiką

    Britų fizikas Rodžeris Penrojus pasiūlė, kad uždaros, savalaikės kreivės turėtų kirsti įvykio horizontą — įsivaizduojamą erdvės-laiko ribą. Vienoje pusėje yra erdvės laiko taškai, apie kuriuos kažkas gali sužinoti, kitoje — niekas nežinoma. Žmogus yra anapus šio įvykių horizonto. Todėl jis nesugeba pastebėti priežastingumo principo pažeidimo uždaruose laiko grafikuose.

    Anot Stiveno Hokingo (Stephen Hawking), bandymas sukurti tokias kreives būtinai turi pasibaigti juodosios skylės atsiradimu. Todėl stebėtojui nuogas išskirtinumas — taškas, kuriame matoma be galo tolima ateitis ar praeitis, yra uždarytas juodųjų skylių įvykiais. Net jei kažkas pateks į šį tašką, jis negalės niekam apie tai pasakyti. Norėdami tai padaryti, reiktų išsikrapštyti iš juodosios skylės, kas yra visiškai neįmanoma.

    Tačiau mokslininkai rado būdą, nors ir teorinį, apeiti šiuos apribojimus. Amerikos ir Kanados fizikai sukūrė matematinį laiko mašinos modelį, leidžiantį judėti palei uždaras, į laiką panašias kreives superluminaliniu greičiu. Be to, ieškant šių kreivių nebūtina patekti į juodąsias skylutes, pažymi autoriai.

    Laiko kryptis erdvės-laiko paviršiuje atrodo kaip kreivė, kuri sustiprėja artėjant prie juodosios skylės — yra įrodymų, kad laikas artimiausioje jos vietoje sulėtėja. Laiko mašinos keleiviams už juodosios skylės mokslininkai aprašė apskritimo formos kreivumo galimybę. Šis ratas ir siunčia juos į praeitį.

    Laiko mašina yra burbulas. Jos viduje esantys žmonės juda į praeitį ir ateitį išilgai susidariusios uždaros kreivės, o po to grįžta į pradinį tašką. Tokiu atveju išorinis stebėtojas matys dvi keleivių versijas: vienai laikas teka normaliai, o kitai — priešinga kryptimi.

    Tiesa, tokia laiko mašina — spekuliacinis konstruktas. Medžiaga, iš kurios ji galėtų būti pagaminta, dar nebuvo išrasta.

    Prieš dalį sekundės

    Šių metų kovą Rusijos, JAV ir Šveicarijos mokslininkai pademonstravo, kad praktiškai įmanoma keliauti laiku, tačiau tik kvantiniu lygmeniu. Jie sukūrė sistemos būseną, kuri pati vystėsi priešinga kryptimi — nuo chaoso iki tvarkos, tai yra, pažeidė antrąjį termodinamikos dėsnį, kuris teigia, kad laikui bėgant Visatos atsitiktinumai (moksliškai — entropija) stabiliai auga, o tai reiškia, kad laikas juda tik viena kryptis: iš praeities į ateitį.

    Iš pradžių fizikai teoriškai parodė, kad tuščioje erdvėje esantis elektronas gali spontaniškai judėti į praeitį, tai yra grįžti į būseną, kurioje buvo prieš kelias akimirkas. Tačiau toks įvykis, remiantis skaičiavimais, gali įvykti tik vieną kartą per visą Visatos egzistavimą. Tuo pačiu metu tik 0,06 nanosekundės galės grįžti atgal.

    Tada jie bandė atlikti šią operaciją eksperimentu, naudodami kvantinį bitą. Vienu atveju buvo sujungtos dvi, kitose trijose bituose — elementarūs skaičiavimo moduliai ir kvantinių mašinų atminties elementai. Jie užpildė juos tam tikru skaičių rinkiniu ir pradėjo manipuliuoti turiniu taip, kad chaoso lygis šioje kvantinėje sistemoje sparčiai augo.

    Kai entropija pasiekė tam tikrą lygį, kvantinių bitų valdymą perėmė kita programa ir perkėlė juos į tokią būseną, kad tolesnė evoliucija eidavo į chaosą, o ne į tvarką. Dėl šios priežasties kvantiniai bitai akimirksniu atsidūrė pradinėje būsenoje. Kitaip tariant, grįžo į praeitį.

    Tačiau šis bandymas ne visada buvo sėkmingas: maždaug 80 procentų atvejų su dviem kvantiniais bitais ir tik per pusę su trimis. Anot tyrimo autorių, nesėkmės yra susijusios su paties kvantinio bito veikimo klaidomis, o ne su kai kuriomis nepaaiškinamomis priežastimis. Tai reiškia, kad galima sukurti efektyvesnius algoritmus kelionėms į praeitį.

    Dar šia tema

    Per Visatą: geriausios žvaigždžių, planetų ir galaktikų nuotraukos
    Tegai:
    laikas, mokslininkai, Amerika

    Svarbiausios temos