Siiani pole veel üldtunnustatud ajateooriat ega isegi mitte kõigile sobivat kirjeldust. Sellest hoolimata on teadlased leiutanud palju ajamasinaid - seda ei keela ju ükski füüsiline seadus. Kas me suudame kunagi selle universumi kummalise kategooriaga manipuleerida.
Aja nool
Me ei taju aega ühegi meelega, kuid tunneme seda intuitiivselt ja teame isegi, kuidas teatud piirides ennustada, mis varsti juhtub. Meie arvates aeg möödub, jookseb, voolab. Me räägime praegusest hetkest, minevikust ja tulevikust. Põhjuse ja tagajärjena võib seostada kahte erinevat sündmust: üks loob teise. Kunagi vastupidi. See on põhjuslikkuse või aja pöördumatuse põhimõtte tuum.
Nobeli preemia laureaat akadeemik Vitaly Ginzburg lisas füüsika kolme suure probleemi nimekirja pöördumatuse (aja nool).
Klassikalises mehaanikas on pöördumatus tingitud asjaolust, et keha koosneb paljudest aatomitest, molekulidest, kaldudes kaootilisse olekusse (entroopia suureneb). Kõige lihtsam näide on koor tees. Neid saab segada, kuid neid ei saa täpselt samasse tilka tagasi koguda, ehkki aine molekulid ja nende arv näivad olevat samad.
Teine asi on kvantmaailm, kus objektid on elementaarsed osakesed, väljad. Seal aja noolt pole olemas, protsessid on pöörduvad, kuid ainult seni, kuni me ei ürita neid mõõta, neid jälgida. Osakesed on kõigis võimalikes olekutes korraga (füüsikud eelistavad rääkida lainefunktsioonist). Kuid meie seadmetega mõõtmise hetkel nad "valivad" ühe oleku (või meie valime).
Tekib juriidilisi küsimusi: kas aeg on teadvusest sõltumatu objektiivne nähtus nagu järv, maja, päike? Või on see teadvuse omadus ja ilma meieta seda ei eksisteeri?
Reklaamvideo:
“Aeg on halvim asi, mida saate tänapäevase füüsiku käest küsida. Täielik ebakõla on see, et kõik teadused näevad aega ainult ühelt poolt. Seetõttu peame rääkima geomeetrilisest, termodünaamilisest, kvantmehaanilisest ajast. Isegi mõistmine, miks erinevatel ajamõistetel on üksteisega pistmist, on probleem,”ütleb füüsika ja matemaatika doktor Sergei Baranov, FIAN-i kiirguse ja mateeria vastastikuse mõju laboratooriumi juhtivteadur.
Kaksikud ja kella paradoks
Nõukogude ajal olid sensatsioonide fännide seas populaarsed lood ajutiste anomaaliate kohta, kus inimesed, laevad ja lennukid kukkusid. Veebist leiate pealtnägijate ütlusi "ajas rändamisest" tugeva tornaado sees.
Sergei Baranovi sõnul selgitatakse tahtliku petmise välistamisel "aja kõrvalekaldeid" tajuvigade, elektroonika rikkega atmosfäärinähtuste või tööstuslike tegurite mõjul.
“Sõjaliste radarite läheduses mööduvad sõidukijuhid märkavad GPS-süsteemi rikkeid, kuid tõenäoliselt pole see seotud teleportatsiooniga,” toob teadlane näite.
Füüsikud puutuvad katsetes kokku tõeliste aja paradoksidega, kuid need kõik on seletatavad. Näiteks relatiivsusteooria eriteoorias on teada "kaksikute paradoks": üks kaksikvendadest, kes uurib kosmosel kiirraketil, avastab tagasitulekul, et Maale jäänud kaksik on vanemaks saanud. Ei mingit müstikat. Lihtsalt on see, et liikuva keha neljamõõtmelises ruumiajas voolab aeg aeglasemalt.
Aeg dilatatsioon fikseeritakse kiirenditel ebastabiilsete osakeste lagunemise ajal. Orbiidil liikuvatel satelliitidel asuv aatomkell töötab vastupidi mõni mikrosekundit päevas. Siin mängib rolli gravitatsioon, mis kõrgusega suurenedes pisut venitab elektronide ja tuumade energiatasemeid.
Kaksikute paradoks. Vasakul: üks kaksik rakeerib kosmosesse, teine - jääb Maa peale. Õige: Maale jäänud venna jaoks on möödunud rohkem aega kui kosmosereisija jaoks / RIA Novosti illustratsioon / Alina Polyanina.
Ussiaugud kui teleport
Relatiivsusteooria ennustab Universumis mustade aukude olemasolu - tohutu massiga objekte, mis moonutavad ruumi. Välise vaatleja jaoks näib, et ees on maailmalõpp, millest ülepool pole midagi. Seda nimetatakse sündmushorisondiks. Aeg aeglustub selle taga, musta augu sees on loodejõud kõik asjad lahti rebinud. Võite kukkuda ainult musta auku. Tagasi ei pöörata.
Selles mõttes pakub "ussiauk" (või "ussiauk") rohkem võimalusi. Kaks sissepääsu on ühendatud lühikese tunneliga. Need võivad asuda meie universumi kaugemates osades või olla erinevates universumites. Nagu väidab füüsik Michio Kaku väljaandes “Võimatu füüsika”, võimaldavad ussiaugud teil reisida läbi aja ja ruumi.
Probleem on selles, et ussiaugud on ebastabiilsed ja varisevad gravitatsiooni mõjul kokku. Kosmoloog Igor Novikov Lebedevi füüsikainstituudi astronoomiakeskusest usub: kui "ussiauk" täidetakse negatiivse energiatihedusega eksootiliste ainetega (antigravitatsiooni tekitamiseks), muutub see läbitavaks.
“Eksootiline aine on mateeria kvantseisund, mida tuntakse ainult teoorias. Me ei tea, kas sellist ainet on suures koguses, kas seda saab kunstlikult saada. Selle olemasolu, sealhulgas looduses, ei keela seadused,”täpsustab kosmoloog.
Kaasaegsed teaduslikud kontseptsioonid eeldavad, et galaktikate tsentrites, sealhulgas meie Linnutees, hõivavad mustade aukude koha "ussiaugud". Sellest aitavad aru saada tulevased projektid, näiteks Venemaa Millimetron, kosmosejaam Lagrange'is, mis koos maapealsete raadioteleskoopidega moodustavad hiiglasliku interferomeetri, mis suudab üksteisest suhteliselt väikese vahemaa kaugusel asuvaid objekte eristada. Selle käivitamine on kavandatud aastaks 2023.
„Ussiaugu ja musta augu vahel on peamine erinevus selles, et sisenditel on magnetiline monopoolväli. Lisaks võib aine voolata välja ussiaugust, kuid voolata ainult musta auku. Võite vaadata "ussiauku" nagu koridori. Kui see viib mõne teise universumi juurde, saate näha, mis seal toimub,”selgitab Novikov.
Ussiauk, mis ühendab kahte universumit aja noolega (I. D. Novikovi artiklist 2018) / RIA Novosti illustratsioon / Alina Polyanina.
Ajamasin
Tavalise gravitatsiooniteooria kohaselt peaksid ussiaugud olema väga väikesed, Plancki kaelaraadius peaks olema suurusjärgus 10-33 sentimeetrit. Ussiauku saab aga laiendada. Selleks tuleks teooriasse sisse viia täiendav parameeter, usub Kaasani föderaalse ülikooli füüsika instituudi vanemteadur Arkadi Popov.
“Raadiuse suurendamiseks on veel üks võimalus. Arvestada tuleb kvantiseeritud väljade vaakumi temperatuuriga - eksootilise ainega, mis loob ruumis-aja jooksul "ussiauku". Me arvutame selle nüüd välja,”ütleb teadlane.
Tema sõnul pole ussiaukude kaudu teleportimine keelatud.
„Võib selguda, et läbi selle kulgev tee on palju lühem kui läbi kosmose. Siis leiavad vaatlejad kõrvalt, et olete väga kiiresti liikunud - teleporteerunud,”lisab Popov.
Samuti püüti "ussiaugu" abil luua ajamasin. Näiteks võib ühe otsa tuua musta augu piirkonda ja teise - kaugele, kus aeg voolab teistmoodi. Kuid siis tekivad igasugused teooria rikkumised.
"See tähendab, et ajamasinad on suure tõenäosusega keelatud, mida muide ütles Stephen Hawking," meenutab füüsik.
Tatjana Pichugina
