Teoreetiline füüsik Ben Tippett Briti Columbia ülikoolist koos Marylandi ülikooli astrofüüsiku David Zangiga on loonud toimiva "ajamasina" matemaatilise mudeli, mis kasutab universumi aegruumi kõveruse põhimõtet. Teadlaste uuringud ja leiud avaldati ajakirjas Classical and Quantum Gravity.
Teadlased tuletasid üldise relatiivsusteooria põhjal matemaatilise mudeli, mida nad nimetasid aegruumis TARDISeks või Traversable Acausal Retrograde Domainiks ("aegruumis läbitavad kausaalsed retrograadsed tsoonid"). Kuid ärge kiirustage rõõmustama võimaluse üle külastada oma ammu surnud vanaema minevikus, ütlevad teadlased. On probleem, mis ei võimalda meil kontrollida nende matemaatilise mudeli õigsust, kuid sellest hiljem.
“Inimesed peavad ajarännakut ilukirjanduseks. Tegelikult arvame, et see on võimatu lihtsalt seetõttu, et me pole seda veel proovinud,”ütleb teoreetiline füüsik ja matemaatik Ben Tippett.
"Kuid ajamasin on vähemalt matemaatiliselt võimalik," lisab teadlane.
Teadlaste mudel põhineb ideel Universumi neljanda dimensiooni olemasolust, milleks on aeg. See omakorda võimaldab meil oletada, et on olemas aegruumi kontiinum, milles Universumi kude ühendab ruumi ja aja erinevaid suundi.
Einsteini relatiivsusteooria seob universumi gravitatsiooniefektid aegruumi kõverusega - nähtusega, mis on planeetide ja tähtede elliptiliste orbiitide taga. "Tasase" või kõvera aegruumi olemasolul liiguksid planeedid sirgjooneliselt. Relatiivsusteooria ütleb aga, et aegruumi geomeetria muutub väga massiivsete objektide juuresolekul kõveraks, pannes nad tähtede ümber tiirutama.
Tippett ja Tsang usuvad, et universumis ei saa kõverduda mitte ainult kosmos. Suure massiga eseme mõjul võib ka aeg kõverduda. Nad toovad näiteks mustade aukude ümber ruumi.
“Ka aegruumi sees oleva aja liikumise kulg võib olla kõver. Mustad augud on näide. Mida lähemale neile jõuame, seda aeglasem aeg hakkab meie jaoks voolama,”räägib Tippett.
Reklaamvideo:
„Minu ajamasina mudel kasutab kõverat aegruumi, et muuta reisijate jaoks aeg pigem ringi kui joone jaoks. Ja liikumine selles ringis võib meid ajas tagasi saata."
Hüpoteesi kontrollimiseks teevad teadlased ettepaneku luua mulli taoline moodus, mis kannaks kõiki selles viibijaid ajas ja ruumis mööda kõverat trajektoori. Kui see mull liigub valguskiirusest suurema kiirusega (teadlaste sõnul on see ka matemaatiliselt võimalik), siis see võimaldab kõigil mullis viibijatel ajas tagasi liikuda.
Idee saab selgemaks, kui vaadata Tippeti pakutud skeemi. Selles on kaks tähemärki: üks on mulli / ajamasina sees (inimene A), teine on väline vaatleja, kes on mullist väljas (inimene B).
Aja nool, mis tavapärastes tingimustes (see tähendab meie Universumis) alati edasi liigub, muudab esitatud skeemis mineviku olevikuks (tähistatud mustade nooltega). Teadlase sõnul tunnevad kõik need inimesed aja liikumist erinevalt:
"Mullis näeb objekt A, et B sündmused perioodiliselt muutuvad ja seejärel pöörduvad. Väljaspool mulli näeb vaatleja B, et kaks A-versiooni tulevad samast kohast välja: tunniosuti pöörab paremale ja teine vasakule."
Teisisõnu näeb väline vaatleja ajamasinas olevate objektide kahte versiooni: üks versioon areneb ajas edasi, teine tahapoole.
See kõik kõlab muidugi väga huvitavalt, kuid Tippett ja Zang ütlevad, et me pole veel jõudnud sellise tehnoloogia tasemeni, et seda hüpoteesi saaks praktikas proovile panna. Sellise ajamasina ehitamiseks sobivaid materjale meil lihtsalt pole.
„Kuigi see võib matemaatilisest vaatenurgast töötada, ei saa me sellist masinat aegruumis liikumiseks ehitada, kuna meil pole selleks vajalikke materjale. Ja siin on vaja eksootilisi materjale. Need võimaldavad aeg-ajalt painduda. Kahjuks pole teadus veel midagi sellist leiutanud,”ütleb Tippett.
Tippetti ja Zangi idee kajastab veel ühte ajamasina ideed, nn Alcubierre'i mulli, mis peaks ruumis ja ajas liikumiseks kasutama ka eksootilisi materjale. Ainult sel juhul ei räägi me ringikujulisest liikumisest aegruumis, vaid liikumisest, surudes enda ees ruumi kokku ja laiendades selle taga.
* * *
Varem:
Austraalia Queenslandi ülikooli füüsikud on endale väljakutse seadnud.
simuleerida arvutieksperimenti, mis tõestab ajas rändamise võimalust kvanttasemel, prognoositud juba 1991. aastal.
Neil õnnestus simuleerida ühe footoni käitumist, mis läbib aegruumis ussiaugu minevikku ja astub iseendaga interaktsiooni.
Sellist osakese trajektoori nimetatakse suletud ajataoliseks kõveraks - footon naaseb algsesse aegruumi, s.t. selle maailmaliin suletakse.
Teadlased vaatasid kahte stsenaariumi. Neist esimeses läbib osake mooli, pöördudes tagasi oma minevikku ja suhtleb iseendaga. Teise stsenaariumi korral reageerib footon, mis on igaveseks suletud ajataolise kõveraga, teise, tavalise osakesega.
Teadlaste sõnul annab nende töö olulise panuse kahe suure füüsikalise teooria ühendamisse, millel seni oli vähe ühist: Einsteini üldrelatiivsusteooria (GR) ja kvantmehaanika.
Einsteini teooria kirjeldab tähtede ja galaktikate maailma, kvantmehaanika uurib peamiselt elementaarosakeste, aatomite ja molekulide omadusi.
- Martin Ringbauer, Queenslandi ülikool
Einsteini üldrelatiivsusteooria tunnistab objekti ajas tagurpidi liikumise võimalust, mis langeb suletud ajataolisse kõverasse. Kuid selline võimalus võib põhjustada mitmeid paradokse: ajarändur võib näiteks takistada tema vanemate kohtumist ja see muudab tema enda sünni võimatuks.
1991. aastal soovitati esmakordselt, et ajas rändamine kvantmaailmas võib sellised paradoksid kaotada, kuna Heisenbergi määramatuse printsiibi kohaselt pole kvantosakeste omadused täpselt määratletud.
Austraalia teadlased uurisid arvutieksperimendis esimesena kvantosakeste käitumist sarnase stsenaariumi korral. Samal ajal paljastati uusi huvitavaid efekte, mille ilmumine on tavapärases kvantmehaanikas võimatu.
Näiteks selgus, et kvantsüsteemi erinevaid olekuid on võimalik täpselt eristada, mis on täiesti välistatud, kui jääda kvantteooria raamidesse.
