Podróż w czasie to koncepcja, która przewiduje możliwość przemieszczania się między różnymi punktami w czasie (przeszłymi lub przyszłymi).
Chociaż pomysł brzmi fantazyjnie i często jest powiązany z fikcją, wiele dowodów naukowych pokazuje, że podróże w czasie są możliwe przy użyciu odpowiedniej technologii. Z tego powodu tematem zajęło się już kilku znanych naukowców, takich jak Albert Einstein, Stephen Hawking, Carl Sagan itp.
Podstawy podróży w czasie
Główne podstawy podróży w czasie opierają się na: Teoria względności Einsteina, co stanowiło kamień milowy we współczesnej fizyce. Ogólnie rzecz biorąc, teoria względności składa się z zestawu badań, które wykazują współzależny związek między czasem i przestrzenią, a także konsekwencje wynikające z tego związku.
Dla Einsteina wszechświat jest ułożony w rodzaj tkaniny zwanej Czas, przestrzeń, tworzony przez trzy wymiary przestrzenne (szerokość, wysokość i głębokość) oraz wymiar czasowy, którym jest czas. Każde ciało niebieskie „waży” w tej tkaninie, tworząc krzywiznę w czasoprzestrzeni, która wpływa na wszystkie pobliskie ciała. Ta krzywizna odpowiada za kilka efektów, takich jak grawitacja, ruchy obrotowe, a w konsekwencji różnice w postrzeganiu czasu.
Krzywizna utworzona w czasoprzestrzeni przez masę Ziemi powoduje oddziaływanie grawitacyjne na Księżyc, który zaczyna przemieszczać się wokół Ziemi.
Einstein również rozumiał, że czas, podobnie jak prędkość, nie jest to wielkość absolutna, ale względna.. Wnioski te były silnie oparte na prawach Newtona, które rozumiały, że prędkość, z jaką porusza się ciało, nigdy nie jest absolutna i musi być zawsze analizowana poprzez układ odniesienia. Na przykład ten sam pociąg może poruszać się z prędkością 40 km/hw stosunku do nieruchomego układu odniesienia i tylko z prędkością 20 km/hw stosunku do układu odniesienia, który porusza się w tym samym kierunku co on.
Ta sama koncepcja względności użyta w przykładzie musi być zastosowana do prędkości Ziemi, Słońca i całej Drogi Mlecznej.
Teoria podróży w czasie
W oparciu o pojęcia czasoprzestrzeni i względności sprawdź najpopularniejsze w nauce teorie dotyczące podróży w czasie:
dylatacja czasu
Dylatacja czasu to pojęcie wpisane w teorię względności Einsteina, zgodnie z którą czas, podobnie jak prędkość, nie jest bezwzględny, lecz względny zgodnie z układem odniesienia. przyjęty.
Dylatacja czasu może zachodzić na dwa sposoby: poprzez różnicę prędkości między nimi obserwatorów lub przez różnicę w oddziaływaniu grawitacyjnym, które pada na każdego z nich (dylatacja czas grawitacyjny).
dylatacja czasu przez prędkość
Dylatacja czasu przez prędkość (lub po prostu dylatacja czasu) to teoria, która przewiduje możliwość podróż do przyszłości, jeśli ludzkość zdobędzie środki do podróżowania w kosmosie z prędkościami bliższymi of lekki.
Dla fizyka Jamesa Clerka Maxwella prędkość światła jest dokładnie taka sama (około 300 000 000 m/s) niezależnie od przyjętego układu odniesienia. Ta idea, która stoi w bezpośredniej sprzeczności z prawami Newtona, implikuje następujący scenariusz: obserwator nieruchomy i poruszający się obserwator widziałby światło docierające z punktu A do punktu B w tym samym czasie, bez żadnego względność.
Konkluzja Einsteina była taka, że jedynym sposobem, w jaki te dwa prawa mogłyby współistnieć, byłoby spowolnienie samego czasu dla poruszającego się obserwatora, co dało początek koncepcji dylatacji czasu.
Teoria dowiodła, że im szybciej obiekt porusza się w przestrzeni, tym wolniej porusza się w czasie. Pomysł ten został udowodniony w eksperymentach przeprowadzonych na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna - ISS), w którym zauważono, że po 6 miesiącach, zegary na pokładzie stacji przesunęły się 0,007 sekundy wolniej niż zegary na Ziemi.
Na podstawie tych dowodów można stwierdzić, że nawet na niewielką skalę astronauci, którzy: powrót z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej na Ziemię po 6 miesiącach przebył 0,007 sekundy do przyszłość.
Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, na orbicie od 1998 roku.
Uważa się, że ta różnica w czasie zwiększa się, gdy prędkość ciała zbliża się do prędkości światła. Teoria ta jest często ilustrowana przez Paradoks Bliźniąt (lub Paradoks Langevina), który polega na eksperymencie myślowym, w którym człowiek pozostaje w przestrzeni w statku kosmicznym poruszającym się z dużą prędkością. Kiedy wraca na Ziemię, jego brat bliźniak jest o kilkadziesiąt lat starszy, a on sam ledwo się postarzał.
Grawitacyjna dylatacja czasu
Grawitacyjna dylatacja czasu to teoria, która przewiduje możliwość przyszłych podróży, jeśli ludzkość uzyskuje środki do podróżowania na planety, których siła grawitacyjna jest znacznie większa niż Ziemia.
Dylatacja grawitacyjna następuje poprzez wpływ wywierany na obserwatora przez ciało niebieskie o dużej masie. Im większe jest ciało niebieskie, tym większa jest krzywizna czasoprzestrzeni i w konsekwencji większy wpływ grawitacyjny wokół niego. Innymi słowy, czas płynie wolniej tam, gdzie grawitacja jest najsilniejsza.
Czas będzie płynął wolniej na zegarze znajdującym się bliżej Ziemi w porównaniu do zegara znajdującego się dalej.
Na podstawie dylatacji grawitacyjnej czas zostanie spowolniony dla obserwatora znajdującego się bliżej pola grawitacyjnego niż dla obserwatora oddalonego. Ta hipoteza została już potwierdzona przez zegary atomowe umieszczone na satelitach znajdujących się na różnych wysokościach. W końcu zegary zaczęły się rozchodzić, choć w nanosekundach.
Podstawa różnicy w upływie czasu między zegarami. Ze względu na istniejącą krzywiznę między C i D światło potrzebuje więcej czasu na dotarcie między jednym punktem a drugim.
Uważa się, że gdyby można było podróżować na planetę, której wpływ grawitacyjny był znacznie większy niż Ziemia i powrót, podróżnik podróżowałby w przyszłość, ponieważ czas płynąłby znacznie szybciej w Ziemia.
tunele czasoprzestrzenne
Tunele czasoprzestrzenne to hipotetyczne zjawiska składające się z tuneli łączących różne punkty czasoprzestrzeni. Chociaż bardzo mało prawdopodobne, teoria względności uważa istnienie tuneli czasoprzestrzennych, które można przenosić, to znaczy takich, w których warunki należy przebyć z jednej strony na drugą.
Teoretycznie tunele czasoprzestrzenne działałyby nie tylko jako skróty do innych punktów w przestrzeni, ale także do innych punktów w czasie, w tym do przeszłości.
Wizualna reprezentacja tunelu czasoprzestrzennego. Uważa się, że istnieją tunele czasoprzestrzenne, których wyjście znajduje się w tym samym wszechświecie iw różnych momentach czasu.
Kosmiczne struny
Według astrofizyka J. Richard Gott, kosmiczne struny są rodzajem rur energii, które rozciągają się przez całą czasoprzestrzeń jak pęknięcia. Zjawisko to jest hipotetyczne i jest uważane za wadę topologiczną, która wystąpiła podczas formowania się wszechświata.
Wizualna reprezentacja kosmicznych strun, teoretycznie obecnych w czasoprzestrzeni.
Gott wierzył, że kosmiczne struny będą cieńsze od atomu i, podobnie jak czarne dziury, będą miały ogromne ilości skoncentrowanej masy, co skutkuje niezwykle silnym polem grawitacyjnym zdolnym do zniekształcenia Czas, przestrzeń.
Teoretycznie zniekształcenie wytworzone przez dwie kosmiczne struny znajdujące się blisko siebie (lub kosmiczną strunę rozciągniętą blisko czarnej dziury) spowodowałoby uderzenie zdolne do zagięcia czasoprzestrzeni, tworząc zamknięta krzywa czasu, dzięki której obiekt mógł pojawić się ponownie w dowolnym momencie, w tym w przeszłości.
Zobacz też:
- Czarna dziura
- Teoria względności
- Astronomia
- Paradoks czasowy
