Означает ли это что реально существует много разных времен
Осторожно, наука: существует ли время на самом деле?
Большинство из нас знает, что такое время, пока не задумываются о нем. Тикающие часы на запястье, будильник около кровати, пустые клетки календаря. Может показаться, что время цельное и единое, и все мы живем в этом потоке, стараясь не опаздывать на работу и вовремя забирать детей из школы. Иногда мы просто смотрим на часы и желаем, чтобы в сутках было больше времени. В минуте шестьдесят секунд, в часе шестьдесят минут, двадцать четыре часа в сутках и триста шестьдесят пять дней в году. Время едино и абсолютно, если верить сэру Исааку Ньютону. Но что, если я скажу вам, что время — это иллюзия, проявление наших представлений о причинности?
Если ваша научная школа чего-то стоит, вы наверняка знаете, что есть три предполагаемых измерения пространства и четвертое, временное измерение. Четыре измерения составляют полноту пространственно-временного континуума. Исаак Ньютон, один из праотцов современной математики и изобретатель (а точнее, первооткрыватель) исчисления, внес в физику массу бесценных идей. Среди самых важных из них — три закона движения, описывающие отношения между объектами и силами природы, которые с ними взаимодействуют. Другая важная идея — важная для нашего обсуждения — концепция абсолютного пространства и абсолютного времени.
Законы Ньютона предполагают, что время — неизменная величина во Вселенной, оно течет без какого-либо внешнего влияния и всегда одинаково для всех его наблюдателей. Но мы-то знаем, что теория относительности Эйнштейна противоречит мнению Ньютона. Время протекает по-разному в Москве и на Марсе. Оно ведет себя по-разному у подножья Фудзи и на горизонте событий черной дыры. Время меняется, когда вы движетесь быстрее. И когда до Эйнштейна впервые это дошло, его видение буквально изменило все, что мы знали о физике. Однако несколько отдельных людей решили возвести его идеи до максимума.
Авторы двух конкретных работ предлагают новый взгляд на пространственно-временной континуум; даже больше: один из авторов предлагает определить вселенную как «безвременную», скажем так.
Трое физиков, Амрит Сорли, Давид Фискалетти и Дюзан Клинар, просят вас представить время как ось X на графике; переменная поможет визуализировать эволюцию физической системы (физической системы в нашей вселенной). Мы измеряем частоту и скорость объекта, но время обычно не измеряется. Кроме того, его математическая ценность обычно не принимается во внимание. По существу, мы имеем дело не со временем в качестве переменной, а используем движение объекта для получения другой информации. По словам ученых, это будет означать, что пространство Минковского не трехмерно, а четырехмерно, без необходимости отделять одно измерение под время. Еще разок:
«Точка зрения, согласно которой время представлено физической сущностью, в которой происходят материальные изменения, заменяется более удобной точкой зрения, в которой время будет просто числовым порядком материального изменения. Этот взгляд лучше отвечает физическому миру и лучше объясняет мгновенные физические явления: гравитацию, электростатическое взаимодействие, передачу информации в ходе эксперимента ЭПР и другие».
Они полагают, что эта точка зрения лучше подойдет на данный момент:
«Идея того, что время представляет собой четвертое измерение пространства, не принесла особого прогресса физике и находится в противоречии с формализмом специальной теории относительности. Сейчас мы разрабатываем формализм трехмерного квантового пространства на основе работ Планка. Похоже на то, что вселенная трехмерна на макро- и микроуровнях в планковских объемах. В таком трехмерном пространстве нет «сокращения длины», нет «замедления времени». А что есть, так это скорость материальных изменений, которая «относительна» в эйнштейновском смысле».
Когда они говорят про эйнштейновский смысл, они частично ссылаются на комментарий Эйнштейна, оставленный им в своей же книге на тему теории относительности.
«Поскольку больше в этой четырехмерной структуре не существует ни одной секции, в которой «сейчас» представлено объективно, понятия «случается» и «происходит» еще не исчезают полностью, но весьма усложняются. Похоже, более естественно думать о физической реальности как о четырехмерном бытии, а не как об эволюции трехмерного бытия».
И еще разочек. Давайте представим мысленный эксперимент.
У вас есть фотон, который движется вперед и назад между двумя точками в пространстве. Пространство между ними полностью состоит из планковских длин, то есть из мельчайших дистанций, которые может преодолеть фотон в момент времени. Когда фотон перемещается на планковскую длину, он описывается как передвигающийся исключительно в пространстве и не совсем во времени.
Фотон можно рассматривать как движущийся из точки 1 в точку 2, и его позиция в точке 1 — это «перед» позицией в точке 2 в том смысле, что цифра 1 идет перед цифрой 2 в числовом ряде. Числовой порядок не эквивалентен временному порядку, то есть цифра 1 во времени не существует перед цифрой 2, только численно.
Этот эксперимент показывает, что время может быть просто числовым порядком изменения, а не четвертым измерением. Рассмотрение времени таким образом — как способа отслеживания изменений в течение долгого времени — не только решит парадоксы Зенона о движении (Ахиллес и черепаха, например), но и позволят лучше описать характеристики природного мира.
«Теория времени как четвертого измерения в пространстве — фальсификация, и своей последней работой мы показываем, что есть большая вероятность этой фальсификации. Экспериментальные данные показывают, что время — это то, что мы измеряем часами. А часами мы измеряем численный порядок материальных изменений, то есть движение в пространстве».
Времени не существует: о чём рассказывают гости из прошлого и будущего.
В 2014 году физики выступили с неоднозначным заявлением – времени не существует. Что происходит с людьми, попавшими в облако времени? Можно ли побывать в будущем, не прибегая к машине времени? И как изменится человечество через несколько сотен лет?
Пугающие предсказания Леонардо да Винчи
Долгое время исследователи искали в наследии Леонардо скрытый смысл, и не могли его найти. Страшные сравнения навевали мысль о чём-то ужасном, и лишь спустя несколько веков стало понятно, что на самом деле зашифровано в загадочных и мрачных посланиях гения. Казалось, что Леонардо да Винчи жил не только в реальном настоящем, но и мог каким-то образом видеть будущее. Он был очень практичным человеком, и пытался все свои знания реализовать. К сожалению, в то время не было таких материалов и технологий. Естественно, что его модели вертолётов и самолётов не могли летать. Отсутствие технологий сильно ограничивают человека, который может заглянуть в будущее.
Леонардо видел какие-то процессы, которые были реализованы в далёком будущем, но вот понять их механизм не мог даже такой великий мозг. Сейчас предсказания великого изобретателя пугают – откуда он всё это знал? Означает ли это, что он мог путешествовать в далёкое будущее? Например, в ХХ век. Была ли у него машина времени или эти путешествия происходили иным способом?
Сейчас многие учёные убеждены, что любой Творец, любой Художник (с большой буквы, конечно же) может путешествовать во времени. Творцы прошлого создавали такие вещи, которые только сейчас понятны нашим современниками. Они как провидцы видят прошлое и будущее, а не только настоящее, в котором живут.
О чём знал Герберт Уэллс?
Любители фантастики конечно же читали бестселлер Герберта Уэллса «Машина времени». Первые читатели книги считали описанное фантазией автора. Но спустя десятилетия поклонники Уэллса обнаружили, что в его произведениях есть много информации, которую можно узнать только, заглянув в будущее.
Английский писатель-фантаст ушёл из жизни в 1946 году в возрасте 79 лет. К этому времени мир ещё не знал, что такое интернет, однако Уэллс в самом начале ХХ века писал, что управлять бизнесом, покупать продукты и лекарства, можно будет не выходя из дома при помощи телефона.
В отличие от Леонардо да Винчи он подробно описывал устройство будущих бытовых приборов, причём не чудовищными эпитетами, как это делал художник эпохи Возрождения, а в деталях. Казалось, что он видел их собственными глазами и прекрасно понимал, как это всё устроено. Значит путешествия во времени действительно возможны?
Разработки машины времени
Хрононавты – этот термин появился сравнительно недавно. Так учёные называют путешественников во времени. Всё чаще фиксируются находки и артефакты, которые доказывают пересечение людьми временных коридоров. Известно, что секретные разработки машины времени велись в гитлеровской Германии. Уже в последние годы войны в тайных лабораториях «Аненербе» были запущены экспериментальные установки. Они должны были доставить добровольцев в прошлое, чтобы физически устранить Сталина. Но, судя по тому, как сложилась дальнейшая история – эксперимент не удался.
Аналогичные разработки велись и в Пентагоне. Мало того, со слов экс-советника Белого дома Альфреда Вебера стало известно, что американская машина времени уже существует. На её создание потребовалось чуть больше 80 лет, а при испытаниях погибло и исчезло несколько десятков добровольцев. Однако, были и те, кто успешно переместился во времени и даже вступал в контакт с прошлым.
В семидесятых годах ХХ века была изобретена машина времени и у нас, в Советском Союзе. Её называют Зеркало Козырева-Казначеева, по имени учёных, которым принадлежала идея устройства.
Добровольцы, помимо того, что испытывали различные аномальные ощущения, ещё и путешествовали в прошлые века и даже участвовали в битвах. Всё это занесено в протоколы исследования и подробно расписано. Но эксперименты были приостановлены после нескольких трагических событий.
Назвать зеркала Козырева-Казначеева полноценной машиной времени пока ещё нельзя. Скорее это путешествие в неизведанный мир собственного подсознания, которое может оказаться в другом измерении.
Облако времени
Существует немало аномальных зон, где пропадают люди, но порой и в самых обычных местах случаются странные явления. Например, появляется плотное облако, очень похожее на сгусток тумана.
Если увидите нечто подобное, не стоит туда ходить. Попадавшие в такое облако рассказывали, что проблукав в тумане не больше двадцати минут, они выходили совсем в другом месте, за десятки километров от начала пути. Мало того, время внутри и снаружи течёт неодинаково. Двадцать минут в облаке могут оказаться несколькими днями в реальной жизни.
Человек, находясь в изменённом состоянии сознания, не ощущает времени. Переставая мыслить логически, погружаясь в переживания или воспоминания, мы зачастую теряем счёт времени. Оно как бы выходит из-под нашего контроля.
Значит ли это, что время действительно находится у нас в мозгу? Ведь если это так, то время – это некий наблюдатель, надсмотрщик, контролирующий нашу жизнь. А значит, не время властно над нами, а мы над ним. То есть человек может сознательно «выключить» время и оказаться в любой точке своего прошлого или переместиться в будущее.
Мир изменится до неузнаваемости
Войти в изменённое состояние сознания можно с помощью гипноза. И такие эксперименты уже не новость. Гипнотизёры перемещают добровольцев на несколько сотен лет вперёд, и все они, очнувшись, уверяют, что мир изменился до неузнаваемости.
Они наблюдали за некими светящимися сущностями, которые могут менять тела и формы. С точки зрения современности – это выглядит как некий бред. Но кто знает, может всё это будет на самом деле?
Совершенно очевидно, что параллельно с материальным миром, который живёт по законам времени, существует и другой, где времени нет. И не исключено, что этих миров несколько, может быть даже миллионы. Возможно, когда-нибудь люди смогут путешествовать между мирами, и ходить на экскурсии в прошлое и будущее.
Существует ли машина времени в действительности?
Существует ли машина времени: Unsplash
Чем чаще в фильмах и художественной литературе упоминаются путешествия во времени, тем больше людей интересует вопрос: существует ли машина времени на самом деле? А если нет, то когда наука сможет разгадать тайну времени? Его исследованием ученые занимаются со времен Ньютона. Расскажем о том, что известно современной науке о путешествиях во времени.
Существует ли машина времени?
Что такое машина времени? Это гипотетическое устройство, благодаря которому можно совершать путешествие во времени.
Чтобы понять, как она может работать, необходимо узнать азы природы времени. Современным представлением о ней наука обязана Альберту Эйнштейну. Именно он впервые выдвинул теорию о том, что время — четвертое измерение, оно относительно и движется только вперед. То есть принципиально новой была идея, что в разных условиях время течет с разной скоростью. Вот два основных фактора, способных влиять на течение времени:
В 1971 году проводились эксперименты, которые на практике подтвердили теорию Эйнштейна. Борт коммерческих авиалайнеров оснастили атомными часами с цезиевыми лучами. Другие такие часы оставили на Земле. Когда авиалайнеры совершили полет и вернулись, показания часов сравнили: те, что были на борту, ушли «в будущее» на несколько наносекунд. Это означало следующее: чем быстрее и выше над Землей движется объект, тем быстрее для него течет время.
Если загадка времени раскрыта, можно ли создать машину времени, основываясь на этих знаниях? Этот вопрос привлекал не одно поколение ученых.
Но для начала отметим, как выглядит машина времени. Это вовсе не магический автомобиль и не сложный аппарат со множеством таинственных рычагов, как в кино. О том, какой может быть машина времени, есть две теории:
Путешествие во времени: Pixabay
Однако даже в этих теориях есть множество «но»:
Самый быстрый корабль, который смог создать человек на данный момент, — это солнечный зонд Parker Solar Probe. В начале 2020 года он поставил сразу два рекорда:
Ожидается, что к 2024-му Parker разовьет немыслимую скорость — 700 тысяч км/ч. Но даже она ничтожно мала в сравнении со скоростью света.
И хотя ученые периодически выдвигают весьма интересные теории относительно того, как сделать машину времени, идеи, которая сработает, пока не было.
Существует ли машина времени: Unsplash
Машина времени: интересные факты
Несмотря на то что создание машины времени пока считается невозможным, тема путешествий во времени обрастает все новыми теориями, мифами и занимательными фактами. Вспомним некоторые из них:
Эксперимент Хокинга
Стивен Хокинг всегда поддерживал теорию относительности Эйнштейна, которая допускала путешествия во времени. Однако сам не верил, что это возможно. Чтобы убедиться, есть ли машина времени на самом деле, он провел необычный эксперимент.
В 2009 году Хокинг организовал вечеринку, но приглашения разослал только после ее окончания. На мероприятие никто так и не пришел. Это значило, что машины времени не существует. Вместе с тем ученый не исключал, что ее смогут изобрести уже после его смерти.
Космонавты — реальные путешественники во времени
Согласно все той же теории относительности, время на космических кораблях течет медленнее, чем на Земле.
В 2015 году американский астронавт Скотт Келли в составе экипажа отправился на орбиту Земли и пробыл там почти год — 340 дней. Вернувшись домой, Келли был на 8,6 миллисекунды моложе, чем он был бы, если бы не покидал планету.
Таким образом, каждый раз, возвращаясь на Землю из долгих космических путешествий, астронавты попадают в будущее, хоть и недалекое.
Бесчисленные парадоксы
Путешествия во времени столь же загадочны, сколько парадоксальны. Если представить, что машина времени существует, человечество столкнулось бы с рядом удивительных противоречий:
Путешествие во времени: Unsplash
Запрет на фильмы
С 2011 года в Китае запрещены фильмы и сериалы о путешествиях во времени. По мнению правительства, исторические неточности — это неуважение к прошлому. Даже зарубежные картины подвергаются запрету или тщательной цензуре.
«Филадельфийский эксперимент»
Одна из самых популярных теорий заговора, связанных с перемещениями в пространстве, называется «Филадельфийский эксперимент», или «Проект “Радуга”».
Согласно распространенным слухам, в 1943 году американский эсминец «Элдридж» сначала исчез, а потом мгновенно переместился на десятки километров. Военно-морские силы США все отрицали, но многие продолжали верить в загадочные слухи. В 1984 году об эксперименте сняли одноименный фильм.
И хотя многие продолжают строить теории заговора, якобы где-то в секретных лабораториях машина времени существует, факты говорят об обратном: наука к этому пока не готова.
Уникальная подборка новостей от нашего шеф-редактора
Существуют ли доказательства того, что мы живем в Мультивселенной?
Как думаете, существует ли параллельная вселенная? Или их много? Несмотря на то, что разговоры о параллельных мирах излюбленная тема научных фантастов, теоретическая физика допускает их существование. Так, выдающийся физик-теоретик, легенда космологии Стивен Хокинг считал, что попасть в иную реальность можно сквозь черную дыру. Еще один известный ученый Митио Каку предлагает несколько иной взгляд на Мультивселенную — с точки зрения квантовой механики, согласно законам которой одна и та же частица может существовать в двух местах одновременно. Более того, Каку отмечает, что все больше ученых сегодня не верят в существование одной-единственной Вселенной, считая подобную точку зрения лишь одной из многих теорий, способных объяснить устройство нашего мира. Но есть ли хоть малейшие доказательства существования множества миров или наоборот, их отсутствия? Давайте разбираться.
Если параллельные реальности существуют, то как сильно отличаются от нашей?
Другой мир
Хочу сразу предупредить читателя — все разговоры о параллельных мирах так или иначе упираются в законы, описывающие как элементарные частицы (протоны, фотоны, электроны, кварки и пр.) взаимодействуют между собой. А все что касается квантовой физики, и я не преувеличиваю, очень и очень сложно. Причем иногда до такой степени, что сами ученые открыто признаются в том, что не понимают ее. Но если умнейшие представители рода человеческого не могут с уверенностью сказать как устроена Вселенная на атомном уровне, что же говорить обо всех остальных, обычных жителях планеты? Можно ли вообще разобраться в том, сколько существует альтернативных реальностей?
Начнем с того, что современная наука пока не может ни доказать, ни опровергнуть существование Мультивселенной. А это означает, что тонкую грань между наукой и научной фантастикой бывает сложно заметить, но мы с вами не будем выходить за пределы физических теорий.
Кто знает, может быть прямо сейчас вы из параллельной вселенной тоже читаете эту статью.
Итак, в интервью Russia Today доктор Митио Каку утверждает, что теоретическая физика всерьез рассматривает вероятность того, что наша Вселенная может сосуществовать с другими мирами. Так, если Мультивселенная реальна, она может объяснить многие законы природы. Более того, существование параллельных вселенных могло бы объяснить появление жизни на нашей планете — только вспомните череду случайных событий, позволивших нашим далеким предкам выйти из воды на сушу. Со стороны может даже показаться, что Вселенная существует для того лишь, чтобы на свет появились мы с вами. Но означает ли это, что где-то в космосе есть Бог? Не обязательно. Каку отмечает, что сам факт нашего существования может указывать на то, что в других вселенных у нашей планеты не было бы Луны, а энергии Солнца могло оказаться недостаточно для поддержания на Земле температуры для возникновения жизни.
Еще больше новостей из мира популярной науки и высоких технологий читайте на нашем канале в Google News.
Где доказательства?
Шесть лет назад в ходе эксперимента в Антарктике, исследователи обнаружили странные частицы, которые могут свидетельствовать о существовании параллельной реальности. Устройство, называемое антарктической импульсной переходной антенной (ANITA), улавливает радиосигналы, возникающие при столкновении высокоэнергетических частиц из глубокого космоса с нашей атмосферой. Некоторые волны скользят по земле, прежде чем их зафиксирует ANITA, а другие отскакивают ото льда.
Гигантский воздушный шар, который нес на себе набор антенн ANITA над Антарктидой.
В основе этой тайны лежат нейтрино: призрачные, высокоэнергетические частицы, которые могут проходить сквозь почти любой материал невредимыми, но могут производить предательские радиоимпульсы, которые улавливает ANITA. Чтобы продолжить изучение необычных сигналов, физики обратились к IceCube — нейтринному телескопу, состоящему из длинных цепочек детекторов, расположенных вблизи южного полюса. Нейтрино, проходя сквозь лед, может производить другие частицы, которые испускают крошечные вспышки света, которые могут обнаружить датчики IceCube.
Новые данные, опубликованные в марте в журнале The Astrophysical Journal, означают, что ученым придется продолжать искать менее очевидные объяснения. Некоторые предположили, что аномалии возникли из-за радиоволн, отражающихся от пещер или погребенных во льду озер. Другие теоретики предлагали более экзотические идеи, например о том, что тяжелые, высокоэнергетические частицы в соответствии с данными ANITA могут описывать одного кандидата на темную материю-таинственное вещество, которое, как полагают исследователи, составляет 85% всей материи во Вселенной. И, наконец, третьи выдвинули гипотезу, согласно которой экзотические частицы соответствуют существующей теоретической модели параллельной вселенной — симметричной нашей, но населенной антиматерией и движущейся в обратном направлении.
Согласитесь, все три предположения как минимум интригуют и буквально заставляют нас представить то, какой Вселенная может быть на самом деле. Так или иначе, на сегодняшний день нет 100% доказательств того, что частицы, которые уловила ANITA, действительно исходят из параллельного мира, в котором вообще все наоборот. Исследователи, работающие над проектом отмечают, что впереди еще очень много работы и перепроверки данных, так что остается только ждать результатов будущих открытий. Ну а мы, в свою очередь, поможем вам скорость время — так, летом я рассказывала об удивительном взгляде на Вселенную Нобелевского лауреата Сэра Роджера Пенроуза, рекомендую к прочтению.
Время на квантовом уровне течет иначе. Но как? И что это означает для физики?
До начала ХХ столетия считалось, что время – есть величина абсолютная. Но после того, как Альберт Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности (ОТО), стало понятно, что время – понятие более субъективное и имеет отношение к наблюдателю, который его измеряет. И все же, многие продолжали трактовать время так, словно это прямая железнодорожная линия, двигаться по которой можно только вперед или назад. Но что, если эта железнодорожная линия ветвится или вовсе имеет окружные пути, двигаясь по которым поезд возвращается на станцию, которую уже проезжал? Иными словами, можно ли путешествовать в будущее или прошлое? Начиная со знаменитого романа Герберта Уэллса «Машина времени», научные фантасты придаются фантазиям во всю. Но в реальной жизни представить нечто подобное невозможно. Ведь если бы кто-то в будущем изобрел машину времени, неужто он бы не предупредил нас об угрозе пандемии COVID-19 или об ужасных последствиях глобального потепления? Но к нам так никто и не прибыл. Быть может, стоит посмотреть на время под другим углом?
Законы квантового мира очень сильно отличаются от тех, что мы можем непосредственно наблюдать
Квантовая механика – раздел теоретической физики, описывающий физические явления, действие в которых сравнимо по величине с постоянной Планка.
Ход времени
Наше понятие времени восходит к картине, описанной Исааком Ньютоном: стрела времени движется только вперед, лишая нас всякой возможности вернуться назад, в прошлое. В то же самое время ОТО гласит, что ход времени различен для наблюдателей в разных гравитационных полях.
Это означает, что у поверхности Земли время течет медленнее, так как сила гравитации на планете сильнее, чем на орбите. И чем сильнее гравитационное поле, тем больше этот эффект. Подробнее о том, почему время на вершине горы и на пляже течет по-разному, можно прочитать здесь.
Выходит, законы движения Ньютона положили конец идее абсолютного положения времени в пространстве, а теория относительности и вовсе поставила на этой идее крест. Более того, как пишут в своей книге «Кратчайшая история времени» физики Стивен Хокинг и Леонард Млодинов, путешествия во времени возможны.
Обложка замечательной книги Стивена Хокинга и Леонарда Млодинова, настоятельно рекомендуем к прочтению
Теория относительности показывает, что создание машины времени, способной переместить нас в будущее действительно возможно. Все, что нужно сделать после ее создания – войти внутрь, подождать некоторое время, а затем выйти – и обнаружить, что на Земле время шло иначе, нежели для вас. То есть намного быстрее. Безусловно, никто на планете не обладает подобными технологиями, но их появление – вопрос времени. Ведь если хорошенько подумать, то что нужно для изобретения такой машины?
Во-первых, она должна разгонятся до околосветовых скоростей (напомню, что скорость света достигает 300 000 км/с), а во-вторых, следует вспомнить знаменитый парадокс близнецов, при помощи которого физики пытаются доказать противоречивость специальной теории относительности, которая гласит, что с точки зрения «неподвижных» наблюдателей все процессы у двигающихся объектов замедляются.
Согласно специальной теории относительности (СТО) все физические законы одинаковы для всех свободно двигающихся наблюдателей, независимо от их скорости.
Альберт Эйнштейн опубликовал теорию относительности 106 лет назад.
Немного проясним – данный способ предполагает, что машина времени, в которую вы вошли, взлетает, разгоняется до околосветовой скорости, движется так какое-то время (в зависимости от того, как далеко вперед во времени вы направляетесь) и затем возвращается назад. Когда путешествие заканчивается, покинув машину времени вы понимаете, что для вас прошло намного меньше времени, чем для всех жителей Земли – вы совершили путешествие в будущее. Но если отныне мы воспринимаем время по-другому, быть может, законы физики подскажут, как путешествовать в прошлое?
Можно ли отправиться в прошлое?
Первый намек на то, что человек может совершать путешествия во времени, появился в 1949 году, когда австрийский математик Курт Гедель нашел новое решение уравнений Эйнштейна. Или новую структуру пространства-времени, допустимую с точки зрения ОТО.
Вообще, говоря об уравнениях Эйнштейна, важно понимать, что они удовлетворяют множество разных математических моделей Вселенной. Эти модели различаются, например, начальными или граничными условиями.
И чтобы понять, соответствуют ли они Вселенной, в которой мы живем, мы должны проверить их физические предсказания.
Кстати, если вы давно не пересматривали «Назад в будущее» – самое время)
Гедель, будучи математиком, прославился тем, что доказал – не все истинные утверждения можно доказать, даже если дело сводится к попытке доказать все истинные утверждения, например, с помощью простой арифметики. Таким образом, подобно принципу неопределенности, теорема Геделя о неполноте может быть фундаментальным ограничением нашей способности познавать и предсказывать Вселенную.
Принцип неопределенности – принцип, сформулированный Гейзенбергом и утверждающий, что нельзя одновременно точно определить и положение, и скорость частицы; чем точнее мы знаем одно, тем менее точно другое.
Интересно, что пространство-время Геделя имело любопытную особенность: Вселенная в его представлении вращалась как целое. А вот Эйнштейн был очень огорчен тем, что его уравнения допускают подобное решение. Общая теория относительности в его понимании не должна позволять путешествия во времени. Уравнение Геделя, однако, не соответствует Вселенной, в которой мы живем, но его труд позволил миру взглянуть на время (а заодно и на Вселенную) иначе.
Итак, пространство-время, как известно, тесно взаимосвязаны. Это означает, что вопрос о путешествиях во времени переплетается с проблемой перемещения на скоростях, превыщающих 300 000 км/с, то есть скорость света. А когда речь заходит о фотонах, общая теория относительности, увы, уходит на задний план, а ее место занимает квантовая механика.
Подробнее о том, что изучает квантовая механика, а главное как, мы рассказывали в этой статье, рекомендую к прочтению!
Переход на квантовый уровень
Не так давно команда физиков из Университетов Вены, Бристоля, Балеарских островов и Института квантовой оптики и квантовой информации (IQOQI-Вена) показала, как квантовые системы могут одновременно развиваться по двум противоположным временным стрелкам (вперед и назад во времени). Иными словами, квантовые системы могут двигаться как вперед, так и назад во времени.
Квантовые системы могут двигаться как вперед, так и назад во времени
Ранее, чтобы понять почему, ученые установили, что время знает только одно направление — вперед. Так что нам с вами придется вспомнить второй закон термодинамики. Он гласит, что в замкнутой системе энтропия системы (то есть мера беспорядка и случайности внутри системы) остается постоянной или увеличивается.
Если наша Вселенная представляет собой замкнутый цикл, свернутый в клубок, ее энтропия никогда не может уменьшиться, а это означает, что Вселенная никогда не вернется в более раннюю точку. Но что, если бы стрела времени «посмотрела» на явления, где изменения энтропии невелики?
Второй закон термодинамики – это статистический закон, в среднем верный для макроскопической системы. В микроскопической системе мы можем видеть, как система естественным образом эволюционируют в сторону ситуаций с более низкой энтропией, – пишут авторы научной работы.
Вот что говорит об этом Джулия Рубино, научный сотрудник Университета Бристоля и ведущий автор новой статьи: «Давайте предположим, что в начале газ в сосуде занимает только его половину. Затем представьте, что мы удаляем клапан, который удерживал его в пределах половины сосуда, так что газ теперь может свободно расширяться по всему сосуду».
Термодинамика хранит в себе множество тайн о нашем мире и Вселенной
В результате мы увидим, что частицы начнут свободно перемещаться по всему объему сосуда. Со временем газ займет весь сосуд. «В принципе, существует ненулевая вероятность того, что в какой-то момент газ естественным образом вернется, чтобы занять половину сосуда, только эта вероятность становится меньше, чем больше становится количество частиц, составляющих газ», – объясняет Рубино.
Если бы существовало только три частицы газа вместо огромного количества газа (состоящего из миллиардов частиц), эти несколько частиц могли бы снова оказаться в той части сосуда, откуда они первоначально стартовали. Вот такая физика.
ОТО допускает путешествия во времени в будущее. С прошлым все намного сложнее
Далее, как вы могли догадаться, следует второй закон термодинамики – так называемый статистический закон, который является верным в среднем для макроскопической системы. «В микроскопической системе мы можем видеть, как система естественным образом эволюционирует в сторону ситуаций с более низкой энтропией», – отмечают исследователи.
Стрела времени
Чтобы разобраться еще подробнее, отметим, что в ходе нового исследования физики задавались вопросом о последствиях применения описанной выше парадигмы в квантовой области. Согласно принципу квантовой суперпозиции, отдельные единицы (например, свет) могут существовать одновременно в двух состояниях, как в виде волн, так и в виде частиц, проявляясь в том или ином виде в зависимости от того, что именно вы тестируете.
Команда Рубино рассмотрела квантовую суперпозицию с состоянием, которое развивается как назад, так и вперед во времени. Измерения показали, что чаще всего система в конечном итоге движется вперед во времени. Если бы не небольшие изменения энтропии, система действительно могла бы продолжать развиваться как вперед, так и назад во времени.
Разрушение суперпозиции состоянии при взаимодействии с окружением с течением времени Изображение Joint Quantum Institute
Так как же эти сложные физические понятия соотносятся с реальным человеческим опытом? Неужели наконец-то пришло время начать собирать вещи для путешествия назад во времени? Увы.
«Мы, люди, являемся макроскопическими системами. Мы не можем воспринимать эти квантовые суперпозиции временных эволюций», – говорит Рубино. Для нас время действительно движется вперед. Возможно, это тот случай, когда мир немного не определился.
И действительно – на самом фундаментальном уровне мир состоит из квантовых систем (которые могут двигаться вперед и назад). Более глубокое понимание того, как описать течение времени на уровне этих элементарных составляющих, могло бы позволить физикам сформулировать более точные теории для их описания и, в конечном счете, получить более глубокое понимание физических явлений мира, в котором мы живем.
Еще больше интересных статей обо всем на свете, а также о путешествиях во времени и Мультивселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!
Выводы
Однако не все согласны с тем, что различие между макроскопическим и микроскопическим является четким. Как пишет Popular Mechanics, Рамакришна Подила, доцент кафедры физики и астрономии Университета Клемсона в Южной Каролине, говорит, что статистика многих частиц по сравнению со статистикой отдельных частиц является более точным способом описания вещей.
Даже у одной частицы есть свои собственные, уникальные микросостояния. Подила считает, что в нашем стремлении понять время мы ставим уравнения выше физической реальности — и упускаем главное.
Связывание стрелы времени с энтропией или коллапсом квантово-механической системы (как указано в статье) – это не формальные утверждения, а популярные методы, которые просты в использовании. Даже то, что время движется вперед, само по себе не аксиома, а теория, которую астрофизик Артур Эддингтон придумал и популяризировал в 1927 году.
Время и пространство неразрывно связаны, но правильно ли мы их понимаем?
Так что, возможно, идея о том, что пространство и время сливаются в один переплетенный континуум, имеет право на жизнь. С тех пор как Альберт Эйнштейн сформулировал теорию относительности, мы перестали воспринимать пространство как трехмерную фигуру, а время — как одномерное.
Время стало четвертым элементом четырехмерного вектора, описывающего пространство и время, — говорит Рубино. Это единая, динамичная сущность, над которой мы все еще ломаем голову.
В заключение же хочу не только поблагодарить читателя за внимание, но и вновь процитировать ученых: «Хотя время часто рассматривается как непрерывно увеличивающийся параметр, наше исследование показывает, что законы, управляющие его течением в квантово-механических контекстах, намного сложнее. Это может означать, что нам нужно переосмыслить то, как мы представляем эту величину во всех тех контекстах, где квантовые законы играют решающую роль».
Из-за квантовой суперпозиции ход времени в микромире не имеет определенного направления — исчезает грань между причиной и следствием.
Полностью ознакомиться с текстом научной работы можно в журнале Nature. Кстати, как вы думаете, можно ли путешествовать во времени и что новое исследование говорит нам о Вселенной? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье!
Новости, статьи и анонсы публикаций
Свободное общение и обсуждение материалов
Мы ощущаем ход времени только в одном направлении. Однако новая работа команды физиков-теоретиков может перевернуть все наши представление о времени и пространстве – все потому, что она допускает возможность существования статичной и неизменной Вселенной ⏲
Научный прогресс движится семимильными шагами и мы едва за ним поспеваем. Недавно физикам удалось нечто по-настоящему революционное: они связали два квантовых объекта, а еще изобрели новый подход к сложным квантовым измерениям 🔬
Когда внезапно отключается свет и чуть позже появляется, как вы узнаете, какое время на часах нужно выставлять? Да, я про электронные часы, которые наверняка…