Co fizyka mówi o podróżach w czasie -

Koncepcja podróży w czasie urzeka czytelników i kinomanów już od wielu dekad. Chociaż ludzie są zafascynowani tym pomysłem, nikomu nie udało się urzeczywistnić koncepcji podróży w czasie. Wydaje się, że jest to marzenie bardzo odległe, ale w czasach, w których nauka wciąż przesuwa granice tego, co możliwe, na czym w teorii może polegać fizyka podróży w czasie?

Zaciekawiony? Kliknij, aby dowiedzieć się, co do tej pory wiemy o perspektywie podróży w czasie.

© Getty Images

Jak działa czas -

Być może zaskoczy Cię fakt, że to, jak dokładnie działa czas, wciąż stanowi dla fizyków pewną zagadkę. Póki co, podróże w przyszłość wydają się być możliwe.

© Shutterstock

Jak działa czas -

Jeśli chodzi o potencjalne spotkanie naszych pra-pra-pra dziadków poprzez podróż w przeszłość, wydaje się to albo niezwykle trudne, albo prawie całkowicie niemożliwe.

© Shutterstock

Albert Einstein -

Albert Einstein odegrał kluczową rolę w naszym obecnym rozumieniu podróży w czasie. Jego teoria względności określiła opis przestrzeni, czasu, masy i grawitacji.

© Getty Images

Teoria względności -

Dla Einsteina czas był względny. Kluczowym rezultatem teorii względności jest to, że przepływ czasu nie jest stały. Czas może przyspieszyć lub zwolnić, w zależności od okoliczności.

© Getty Images

Czas jest względny -

Fakt, że może przyspieszyć lub spowolnić, otwiera nowe możliwości dla koncepcji podróży w czasie, które mogę mieć konsekwencje w świecie rzeczywistym.

© Shutterstock

Prędkość światła -

Im większa prędkość, tym czas płynie szybciej, ale aby efekt był zauważalny, musiałbyś podróżować z prędkością światła.

© Shutterstock

Przyciąganie grawitacyjne -

Podobnie, czas płynie wolniej w intensywnym polu grawitacyjnym, na przykład w czarnej dziurze.

© Shutterstock

Przyciąganie grawitacyjne -

Przyciąganie grawitacyjne Ziemi jest silniejsze u stóp, więc stopy starzeją się wolniej niż głowa!

© Shutterstock

Satelity GPS -

Dla nas, na co dzień, relatywistyczne efekty czasu są zbyt subtelne, by je zauważyć. Wpływają one jednak na satelity wykorzystywane w globalnym systemie pozycjonowania (GPS).

© Shutterstock

Regulacja zegara -

Zegary w przestrzeni kosmicznej chodzą szybciej niż zegary na Ziemi. Z tego powodu te na niebie muszą być stale dostosowywane, aby zapewnić dokładność. W przeciwnym razie aplikacja mapy może być niedokładna o około 10 km dziennie!

© Shutterstock

Przyszłe podróże -

Relatywizm oznacza, że możliwe jest podróżowanie w przyszłość. Niezależnie od tego, czy podróżowałbyś z prędkością światła, czy spędzał czas w intensywnym polu grawitacyjnym, doświadczyłbyś stosunkowo krótkiego subiektywnego czasu.

© Shutterstock

Podróż w przyszłość -

Inaczej byłoby w pozostałej części wszechświata, gdzie minęłyby dekady lub stulecia. Więc kiedy byś wrócił, byłbyś dalej w przyszłości niż czas, którego doświadczyłeś.

© Shutterstock

Podróż do przeszłości -

Teoria względności otwiera pewne drzwi dla wstecznych podróży w czasie, ale obecnie nie ewoluowały one poza etap teoretyczny.

© Shutterstock

Teoria zamkniętej pętli -

W jednym z badań opublikowanych w 1949 roku przez Kurta Gödla zaproponowano, że zamknięta krzywa czasopodobna - ścieżka, na której przestrzeń i czas zapętlają się, może umożliwić podróże w czasie.

© Shutterstock

Teoria zamkniętej pętli -

Jednak głównym problemem tej teorii jest to, że nigdzie we wszechświecie nie istnieje zamknięta pętla. Więc pozostaje to czystą teorią.

© Shutterstock

Teoria zamkniętej pętli -

Bez dowodów na istnienie zamkniętej pętli, nie ma sposobu na jej odtworzenie. Filozof z Uniwersytetu Chapmana w Kalifornii, Emily Adlam, mówi: "Nawet gdybyśmy mieli znacznie większe możliwości technologiczne niż obecnie, wydaje się mało prawdopodobne, abyśmy byli w stanie celowo tworzyć zamknięte krzywe czasopodobne".

© Shutterstock

Kosmiczne struny -

W 1991 roku fizyk Richard Gott wysunął teorię, że taka zamknięta pętla byłaby możliwa, gdyby istniały dwie "kosmiczne struny", które poruszałyby się obok siebie w przeciwnych kierunkach.

© Shutterstock

Kosmiczne struny -

Byłoby to świetne... gdyby tylko kosmiczne struny istniały! Struny te są nadal hipotetyczne, a niektóre teorie zakładają, że uformowały one bardzo wczesny wszechświat.

© Shutterstock

Tunele czasoprzestrzenne -

Innym zjawiskiem, które wg. teorii względności wydaje się być możliwe, są tunele czasoprzestrzenne. Teoretycznie możliwe jest, aby czasoprzestrzeń była złożona jak kartka papieru, umożliwiając stworzenie tunelu w celu utworzenia skrótu między dwoma znacznie oddalonymi od siebie punktami - tunelami czasoprzestrzennymi.

© Shutterstock

Tunele czasoprzestrzenne -

Problem z tunelami czasoprzestrzennymi polega na tym, że choć teoretycznie wykazano, że mogą one istnieć, jako matematyczna możliwość, to czy istnieją one fizycznie, jest zupełnie inną kwestią.

© Shutterstock

Intensywne pole grawitacyjne -

Gdyby tunele czasoprzestrzenne istniały, ich żywotność nie byłaby zbyt długa. W rzeczywistości, jeśli są to dwie czarne dziury, które zgodnie z teorią połączyły się ze sobą, ich intensywne pole grawitacyjne zapadłoby się pod wpływem własnej grawitacji.

© Shutterstock

Problemy z rozmiarem -

Jest jeszcze jedna zła wiadomość dla aspirujących podróżników w czasie: te tunele czasoprzestrzenne byłyby mikroskopijnie małe, zbyt małe dla bakterii, nie mówiąc już o przejściu przez nie człowieka.

© Shutterstock

Negatywna energia -

Aby rozwiązać problemy z wielkością i grawitacją, potrzebna byłaby duża ilość ujemnej energii wewnątrz atomu. Jednak energia pola atomowego musi mieć ogólnie więcej energii dodatniej, więc nawet jeśli małe kieszenie ujemnej energii rozszerzyłyby się wewnątrz, nie jest to zbyt realistyczna opcja.

© Shutterstock

Mechanika kwantowa -

Podczas gdy teoria względności opisuje zachowanie dużych obiektów, takich jak ludzie i galaktyki, mechanika kwantowa zajmuje się bardzo małymi cząsteczkami: mniejszymi niż atomy, tj. elektronami i fotonami.

© Shutterstock

Kwantowa nielokalność -

Z mechaniki kwantowej wyłoniły się dziwne obserwacje, w szczególności nielokalność kwantowa. Polega ona na tym, że zmiana stanu cząstki w jednym miejscu może natychmiast wpłynąć na inną "splątaną" cząstkę w innym miejscu.

© Shutterstock

Kwantowa nielokalność -

Einstein nazwał to "upiornym działaniem na odległość". Zostało to wielokrotnie wykazane eksperymentalnie, ale wielu fizyków wątpi w zjawisko nielokalności.

© Getty Images

Kwantowa nielokalność -

Wynika to z faktu, że aby efekt był natychmiastowy, informacja musiałaby poruszać się szybciej niż prędkość światła. Przypuszcza się, że jest to niemożliwe.

© Shutterstock

Retrokauzalność - W odpowiedzi niektórzy fizycy wymyślili alternatywny sposób interpretacji eksperymentów. Niektórzy twierdzą, że gdy coś wygląda na natychmiastowe, to w rzeczywistości podróżowało do przyszłości i z powrotem. Wprowadza to retrokauzalność, tj. zjawisko wpływu wydarzeń, które mają miejsce w przyszłości, na przeszłość.

© Shutterstock

Retrokauzalność -

Jeśli tak jest, to nasza liniowa koncepcja czasu niekoniecznie jest poprawna. W rzeczywistości oznacza to, że informacje z przyszłości zawsze powracają, aby wpływać na przeszłość. Warto pamiętać, że teoria ta również nie jest powszechnie akceptowana, a niektórzy uważają ją za bardziej abstrakcyjną niż nielokalność.

© Shutterstock

Wnioski -

Podsumowując, nie ma jednoynacynej odpowiedzi na temat podróży w czasie. Teoria względności i fizyka kwantowa nie są ze sobą kompatybilne, ale wyjaśniają pewne aspekty naszego wszechświata. Być może istnieje nadrzędna, jednocząca teoria, która je łączy, ale nie została jeszcze odkryta. Na razie podróże w czasie pozostają poza naszym zasięgiem - podobnie jak inne tajemnicze działania wszechświata.

Źródła: (BBC) (Scientific American) (Space.com) (USA Today)

© Shutterstock