Enamik teadlasi on nõus, et ajas rändamise võimaluse dikteerivad otseselt võrrandid, mis on meie maailma füüsika jaoks põhilised. Kuid isegi mõte sellise seikluse võimalusest tekitab palju küsimusi. Otsime vastuseid oma materjalist.
Ja küsimusi on palju. Kas reisija reisib mitme paralleelse universumi universumisse või jääb omaette? Kas külaline kasutab õigel ajal samu võimalusi kui oma ajaraami "võõrustajad"?
Meie kolumnist, füüsik Daria Zaremba räägib paradoksidest, mis tekivad ajaränduri teel. Tema varasem sõnastikuna tehtud materjal on pühendatud selliste rännakute teoreetilistele võimalustele, selles käsitletakse "takistusi".
I - Evereti tõlgendus
Evereti tõlgendus on kvantmehaanika tõlgendus, mille kohaselt elame multiversioonis - paljude maailmadega maailmas, kus pidevalt sünnivad uued paralleelsed universumid, millel on samad seadused, kuid erinevad olekud.
Evereti tõlgenduse kohaselt ilmub iga kord, kui teete valiku - näiteks keeta borši, mitte nuudlitega suppi, panna valge asemel mustale särgile -, ilmub maailmas paralleeluniversum, milles te tegite vastupidise valiku ja keetsite valges särgis suppi.
See tähendab, et iga mündi viskamine “jagab” universumi kaheks maailmaks, millel on vastavad väljundid ehk teisisõnu seisundid. Need on üksteisega identsed, kuid kõigis neist on erineva algseisundi (pead / sabad) tõttu ajaloo käik erinev.
Reklaamvideo:
Evereti mitmekülgne tõlgendus.
Seda mitme maailma universumi mudelit kasutavad teadlased sageli ajarännakute paradokside vältimiseks. Mõni teoreetiline füüsik usub, et minevikku reisimine pole midagi muud kui reisimine sellisesse paralleelsesse universumisse ega rända üldse mööda reisija enda ajajoont.
P - paradoksid
Ajarände paradoks on olukord, kus ajamasina olemasolu tõttu on süsteem selle süsteemi arengut reguleerivate seadustega vastuolus olekus.
Vaatamata paljudele viisidele, mida õigustavad väljakujunenud füüsika ja matemaatika seadused, on teaduslikes ringkondades suhtumine ajarännakutesse skeptiline. Peamine põhjus on sellisest reisimisest tulenevad paradoksid.
Siinkohal tuleb märkida, et paradoksid on iseloomulikud üksnes minevikku rännakule. Üldiselt ilmneb paradoks siis, kui ajamasina kasutamine rikub füüsikaseadusi ja / või loogikat.
Kujutage näiteks ette, et teil on võimas laserkiir, mille suunate ajamasinate portaali. Sellest väljumisel seadistate peeglite süsteemi nii, et väljuv valgus peegeldub ja tagastatakse ajamasinasse.
Seega saate väljundis kahekordse intensiivsusega (kaks korda võimsam) tala. Kui selline kiir kiigatakse tagasi ja saab tagasi, väljub portaalist laser, mille intensiivsus on neli korda suurem kui algne.
Selliste manipulatsioonide kaudu selgub, et lõpmatu energia genereerimise allikat on võimalik koheselt luua. Füüsika põhiseaduste rikkumine on ilmne.
Selliseid paradokse on palju, kuid kõige kuulsam ja arutatud on nn vanaisa paradoks. See seisneb peamiselt selles, et rändur rikub oma minevikku muutes põhjuslikkuse põhimõtet.
Kujutage ette, et elasite pikka aega vihkamise tundega oma vanaisa suhtes, kelle türannia jõudis peaaegu Hitleri tasemeni. Ja siin antakse teile ainulaadne võimalus: kasutades ajamasinat, pöörduge tagasi minevikku ja tapke see koletu inimene.
Kujutage nüüd ette, et lõpetate oma sugulasega tema sündimise hetkel. Mis sel juhul juhtub? Teie vanemad ei sünni, nagu ka teie ise, ja seetõttu ei saa te … oma vanaisa sündides tappa. Nii tekib põhjuslikkuse paradoks.
C - superpositsioon
Kvantide superpositsioon on kvantmehaanika nähtus, milles iga osake võib olla samaaegselt alternatiivsetes (üksteist välistavates) olekus.
Näiteks võib elektron pöörduda samaaegselt paremale ja vasakule, kvantbitil ("qubit" on kvantarvuti teabeühik) võivad samaaegselt olla väärtused 0 ja 1.
1991. aastal avastas Briti teoreetiline füüsik David Deutsch, et superpositsiooni kvantprintsiibi ülekandmisel makrokosmosse on võimalik vältida ajas rändamise paradokse.
Superpositsioon multiversioonis.
Esiteks leidis teadlane, et kui rändur naaseb minevikku, ei liigu ta tegelikult omaenda ajajoont mööda, vaid liigub alternatiivsele ajajoonele ehk teisisõnu paralleelsele universumile.
Kujutage näiteks ette, et kõndisite mööda tänavat ja märkasite ootamatult oma lemmiknäitlejat, kes seisis rahulikult tee ääres. Hetke ootamatus koputab teid rajalt ja külmetate nagu iidol.
Sel ajal sõidab prestiižse marki auto üles teeservale ja viib ära näitleja, keda sa jumaldad, teadmata suunas. Soovides seda olukorda muuta, liigute 20 minutiga ajas tagasi ja seekord saate ikkagi julgust ja otsustate staariga rääkida.
Kuid näitleja käitub viisist üsna erinevalt, mäletate, ta käitus. Te ei saa tema tegevusi ennustada, vestlus kulgeb juhuslikult ja ta ei pruugi tahta autosse sattuda, vaid otsustab selle õhtu oma arukale fännile esitada.
See tähendab, et teie mällu ei jää enam minevikku - see pole teie minevik. Teie minevik jäi teie koduuniversumisse (see ei saanud kuhugi kaduda, sest maailmas kehtib energia ja teabe säilitamise seadus).
See teooria on kooskõlas Hugh Evereti kvantmehaanika paljusid maailmu käsitleva tõlgendusega, mis eeldab pidevalt hargnevate paralleelsete universumitega multiversi olemasolu.
Teiseks on reisija minevikku minnes Deutschi sõnul superpositsioonil, kuna ta liigub samaaegselt kahte paralleelsesse universumisse alternatiivsete olekutega: ühes neist tapab ta oma vanaisa ja kaotab vastavalt võimaluse sündida, ning teises jääb ta vigastamata.
Alternatiivsed ajakavad.
Kõigi nende sündmuste tõenäosus on. Sel juhul jääb rändur teadlikuks ainult universumis, kus ta paradoksi ei loonud.
U - kitsad võimalused
Kitsad võimalused - ühe teooria kohaselt on minevikus olnud ränduril ainukesed võimalused.
On olemas teooria, et minevikus reisides ei ole reisijal täielikku vaba tahet. Tema käsutuses on ainult võimalused, näiteks lähitulevikus oma kehaosade kosmosesse paigutuse kindlaksmääramiseks.
Niisiis, ta võib nina kriimustada, kõndida mööda tänavat või lainetada sõbrale. Laiemaid võimalusi ta siiski realiseerida ei suuda - näiteks müüa korterit, mõrva toime panna või vanemate pulmad tühistada.
Mida see tähendab? Kui heidate kätt sõbra tervitamiseks, on tegemist kitsa võimaluse ilminguga, kuid kui lasete kätt oksjonil, panustades panuse Van Goghi maalile, on see juba lai võimalus.
Samal ajal jaguneb kitsasteks ja laiadeks võimalusteks sõltuvalt sellest, kas nende rakendamine vajab väliste asjaolude "tuge", "välismaailma" reageerimismeetmeid.
Sellest kirjutab eriti filosoofiaprofessor Kadri Wichwellin - eetika, metafüüsika ja vaba tahte valdkonna uurija, samuti teoreetiline füüsik Bradford Skow - mõrvatud vanaisa paradoksi lahendamise kontekstis.
X - Hawkingi pidu
Hawkingi pidu on kuulsa füüsiku ja kosmoloogi Stephen Hawkingi eksperiment, et tõestada ajas rändamise võimalust või võimatust.
2009. aastal viis Stephen Hawking läbi hämmastava eksperimendi. Ta korraldas ajaränduritele tõelise peo! Kõik nägi välja traditsiooniline: muusika, õhupallid, suupisted. Välja arvatud üks detail: mitte keegi peale Hawkingi ise polnud peol.
Ja kõik sellepärast, et füüsik saatis kutse osaleda sellel peol pärast "pidu" ise. Stefani loogika kohaselt kui ajarännak on tõepoolest võimalik, leiab ühel päeval mõni tulevikust saabuv inimene selle kutse üles ja tuleb peo ajal tagasi.
Hawkingi peokutse.
Teised teadlased, näiteks David Deutsch, järeldavad aga, et seda ei juhtu kunagi. Sest muul ajal reisides reisib reisija tegelikult teistesse universumitesse, mis on omavahel ühendatud erilisel viisil.
Need, milles reisijal on ajamasin, on omavahel ühendatud, samas kui need, milles ta pole veel seda loonud, jäävad isoleerituks.
Füüsik kirjeldas oma järeldusi põhitöös "Universumi struktuur". See tähendab, et kui Deutschil on õigus, siis pole meil ja minul kunagi õnne tulevikus turiste näha, kuni me oma ajamasina ehitame.
C - põhjusliku seose tsensuuririkkumine
Põhjuslikkuse rikkumise tsensuur on põhjus, miks mitmesugused teooriad eeldavad põhjuslikkuse rikkumist minevikus reisimisel.
Ühe teooria, mis “kaitseb” põhjuslikkuse põhimõtet minevikku reisides, autor on kvantarvutite meister, ameerika füüsik Seth Lloyd.
Lloydi teooria kohaselt ei suuda reisija ajas tagasi minnes mõnda tema kavandatud tegevust (näiteks vanaisa tapmine või iseenda koopia) tema tahtest sõltumatutel põhjustel täita.
Sel juhul sai kvantmehaanikas tegutsev järelvalimise või hilisema valiku põhimõte füüsika tööpõhimõtteks.
Selle olemus seisneb selles, et kvantmaailmas suudavad elementaarosakesed mitme võimaliku hulgast koheselt valida "õige" lahenduse (see, muide, on kvantarvutite "edu saladus").
Siin on näide, mida Seth Lloyd ja tema meeskond katseliselt näitasid. Teadlased on footoni teleporteerinud (kvantmaailmas kasutatakse teleportatsiooni fenomeni täies hoos).
Veelgi enam, teadlase väitel toimub footoni ümberminek (välimus) varem kui selle dematerialiseerumine (kadumine). Teisisõnu toimub ümberminek mineraalides.
Seega saame ajavahemiku, mil mõlemad footoni koopiad eksisteerivad koos. Seda võib mõistlikult pidada footoni ajalise rännaku simulatsiooniks.
Nüüd provotseerib paradoks - lükkame mõlemad footoni koopiad kokku. Mis juhtub? Absoluutselt mitte midagi. Nagu Seth intervjuus ajalehele The New Mexican märkis, sõltumata sellest, mitu korda te footoneid üksteisele lähemale viite, jääb ühel neist alati silma vahele, muutke äkiliste kvant kõikumiste tõttu kurssi.
Selle põhjuseks on asjaolu, et kokkupõrge selle koopiaga tekitab paradoksi ja selline "otsus" on footoni jaoks "vale".
Teadlase sõnul võib see juhtuda ka ränduri mineviku tegudega: põhjuse-tagajärje suhete ahel katkeb kindlasti kuskilt ja salakaval vanaisa tapmise plaan ei saa teoks. Võib-olla põhjustavad näiteks samad kvant kõikumised kuuli möödalaskmise.
Teadlased on juba ammu märkinud, et universum töötab kvantarvuti põhimõttel ja ise "arvutab" oma oleku kvanttasandil. Võib-olla suudab see sama põhimõtte kohaselt paradokside vältimiseks "sekkuda" reisija mineviku toimingutesse.
Põhjuslikkuse rikkumise paradoksi lahendas sarnaselt ka vene teoreetiline füüsik Igor Novikov. Ta valis aluseks Polchinsky paradoksi - vanaisa paradoksi veel ühe sõnastuse.
Põhjus-tagajärg suhete rikkumise paradoks Polchinsky paradoksi näitel.
Selles paradoksis veereb ja lööb kuul ajamasina portaali, veetakse mõneks sekundiks minevikku ja tabab selle eksemplari, nii et see ei satuks enam ajamasinasse.
Novikovi otsuse kohaselt veereb pall ajamasinast alati sellise nurga all, et see lükkab kindlasti koopia endast portaali suunas.
Nii sõnastas Novikov oma enesekindluse põhimõtte, mis ütleb: minevikku liikudes kipub null olema toimingu tõenäosus, mis muudab reisijaga juba juhtunud sündmust.
Kuid tõenäoliselt ei saa me minevikku reisides üksikasjalikumalt rääkida "kronoloogia kaitse" lahendusest, kuni saame palju parema ülevaate gravitatsiooni ja kvantmehaanika vaheliste suhete olemusest.
Daria Zaremba
