การเดินทางข้ามเวลา: เข้าใจแนวคิด พื้นฐาน และทฤษฎี

การเดินทางข้ามเวลาเป็นแนวคิดที่คาดการณ์ถึงความเป็นไปได้ของการเคลื่อนที่ไปมาระหว่างจุดต่างๆ ในเวลา (อดีตหรืออนาคต)

แม้ว่าแนวคิดจะดูเพ้อฝันและมักเกี่ยวข้องกับนิยาย แต่หลักฐานทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากแสดงให้เห็นว่าการเดินทางข้ามเวลาเป็นไปได้ด้วยเทคโนโลยีที่เหมาะสม ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงหลายคนจึงได้จัดการกับเรื่องนี้แล้ว เช่น Albert Einstein, Stephen Hawking, Carl Sagan เป็นต้น

พื้นฐานของการเดินทางข้ามเวลา

พื้นฐานหลักของการเดินทางข้ามเวลาขึ้นอยู่กับ are ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ของไอน์สไตน์ซึ่งเป็นตัวแทนของเหตุการณ์สำคัญในฟิสิกส์สมัยใหม่ โดยทั่วไปแล้ว ทฤษฎีสัมพัทธภาพประกอบด้วยชุดของการศึกษาที่แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันระหว่างเวลาและพื้นที่ ตลอดจนผลที่ตามมาจากความสัมพันธ์นี้

สำหรับไอน์สไตน์ จักรวาลถูกจัดเรียงเป็นผ้าที่เรียกว่า กาลอวกาศเกิดขึ้นจากมิติเชิงพื้นที่สามมิติ (ความกว้าง ความสูง และความลึก) และมิติชั่วคราว ซึ่งก็คือเวลา เทห์ฟากฟ้าใด ๆ "ชั่งน้ำหนัก" ในผ้านี้ทำให้เกิดความโค้งในกาลอวกาศซึ่งส่งผลต่อร่างกายที่อยู่ใกล้เคียงทั้งหมด ความโค้งนี้ทำให้เกิดผลกระทบหลายอย่าง เช่น แรงโน้มถ่วง การเคลื่อนที่แบบหมุน และด้วยเหตุนี้ ความแตกต่างในการรับรู้ของเวลา

ความโค้งที่เกิดขึ้นในกาลอวกาศโดยมวลของโลกทำให้เกิดผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงบนดวงจันทร์ ซึ่งเริ่มแปลรอบโลก

ไอน์สไตน์ยังเข้าใจเวลานั้น เช่นเดียวกับความเร็ว ไม่ใช่ปริมาณสัมบูรณ์ แต่เป็นปริมาณสัมพัทธ์. ข้อสรุปเหล่านี้มีพื้นฐานมาจากกฎของนิวตันอย่างมาก ซึ่งเข้าใจว่าความเร็วที่ร่างกายเคลื่อนที่ไม่เคยแน่นอนและต้องได้รับการวิเคราะห์ผ่านกรอบอ้างอิงเสมอ ตัวอย่างเช่น รถไฟขบวนเดียวกันสามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 40 กม./ชม. ซึ่งสัมพันธ์กับหน้าต่างอ้างอิงที่อยู่กับที่ และเพียง 20 กม./ชม. เมื่อเทียบกับหน้าต่างอ้างอิงที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกับที่มันเคลื่อนที่ไป

แนวคิดสัมพัทธภาพแบบเดียวกันกับที่ใช้ในตัวอย่างจะต้องนำไปใช้กับความเร็วของโลก ดวงอาทิตย์ และทางช้างเผือกทั้งหมด

ทฤษฎีการเดินทางข้ามเวลา

ตามแนวคิดของกาลอวกาศและทฤษฎีสัมพัทธภาพ ลองดูทฤษฎียอดนิยมทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการเดินทางข้ามเวลา:

การขยายเวลา

การขยายเวลาเป็นแนวคิดที่แทรกอยู่ในทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ตามที่ เวลาเช่นเดียวกับความเร็วนั้นไม่แน่นอน แต่สัมพันธ์กันตามกรอบอ้างอิง เป็นลูกบุญธรรม

การขยายเวลาสามารถเกิดขึ้นได้สองวิธี: โดยความแตกต่างของความเร็วระหว่างสอง ผู้สังเกตการณ์หรือโดยความแตกต่างในอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงที่ตกอยู่กับแต่ละคน (dilation เวลาโน้มถ่วง)

การขยายเวลาด้วยความเร็ว

การขยายเวลาด้วยความเร็ว (หรือเพียงแค่การขยายเวลา) เป็นทฤษฎีที่ทำนายความเป็นไปได้ของ การเดินทางสู่อนาคตหากมนุษยชาติได้รับวิธีการที่จะเดินทางผ่านอวกาศด้วยความเร็วที่ใกล้เคียงกับ เบา.

สำหรับนักฟิสิกส์ James Clerk Maxwell ความเร็วของแสงจะเท่ากันทุกประการ (ประมาณ 300,000,000 m/s) โดยไม่คำนึงถึงกรอบอ้างอิงที่นำมาใช้ ความคิดนี้ซึ่งขัดแย้งโดยตรงกับกฎของนิวตัน จะบ่งบอกถึงสถานการณ์ต่อไปนี้: ผู้สังเกตการณ์ อยู่กับที่และผู้สังเกตที่กำลังเคลื่อนที่จะเห็นแสงมาจากจุด A ไปยังจุด B พร้อมกันโดยไม่มีแสงใดๆ ทฤษฎีสัมพัทธภาพ

ข้อสรุปของไอน์สไตน์คือวิธีเดียวที่กฎทั้งสองจะอยู่ร่วมกันได้ก็คือถ้าเวลานั้นช้าลงสำหรับผู้สังเกตที่กำลังเคลื่อนที่ ทำให้เกิดแนวคิดเรื่องการขยายเวลา

ทฤษฎีได้พิสูจน์ว่ายิ่งวัตถุเคลื่อนที่ผ่านอวกาศได้เร็วเท่าไร วัตถุก็จะเคลื่อนที่ไปตามกาลเวลาได้ช้าลงเท่านั้น แนวคิดนี้ได้รับการพิสูจน์โดยการทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติ สถานีอวกาศนานาชาติ - ISS) โดยมีข้อสังเกตว่า หลัง 6 เดือน, นาฬิกาบนสถานีเคลื่อนตัวแล้ว 0.007 วินาที ช้ากว่านาฬิกาบนโลก

จากหลักฐานนี้ เป็นไปได้ที่จะยืนยันว่าแม้ในระดับเล็กน้อย นักบินอวกาศผู้ซึ่ง เดินทางกลับจากสถานีอวกาศนานาชาติสู่โลกหลังจาก 6 เดือนได้เดินทาง 0.007 วินาทีไปยัง อนาคต.

สถานีอวกาศนานาชาติในวงโคจรตั้งแต่ปี 2541

ความแตกต่างเมื่อเวลาผ่านไปนี้เชื่อกันว่าจะเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วของร่างกายเข้าใกล้ความเร็วแสง ทฤษฎีนี้มักจะแสดงให้เห็นผ่าน ราศีเมถุน ความขัดแย้ง (หรือ Paradox ของ Langevin) ซึ่งประกอบด้วยการทดลองทางความคิดที่มนุษย์ยังคงอยู่ในอวกาศในยานอวกาศที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง เมื่อเขากลับมายังโลก พี่ชายฝาแฝดของเขาแก่กว่าหลายสิบปี ในขณะที่ตัวเขาเองก็แก่เฒ่า

การขยายความโน้มถ่วงของเวลา

การขยายเวลาโน้มถ่วงเป็นทฤษฎีที่ทำนายความเป็นไปได้ของการเดินทางในอนาคตถ้า มนุษยชาติได้รับวิธีการเดินทางไปยังดาวเคราะห์ที่มีแรงโน้มถ่วงมากกว่าของ that โลก.

การขยายความโน้มถ่วงเกิดขึ้นจากอิทธิพลที่กระทำต่อผู้สังเกตโดยวัตถุท้องฟ้าที่มีมวลมหาศาล ยิ่งเทห์ฟากฟ้ายิ่งใหญ่ ความโค้งในกาลอวกาศก็จะยิ่งมากขึ้น และทำให้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงรอบๆ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เวลาผ่านไปช้ากว่าเมื่อแรงโน้มถ่วงแรงที่สุด

เวลาจะผ่านไปช้ากว่านาฬิกาที่ตั้งอยู่ใกล้โลกเมื่อเทียบกับนาฬิกาที่อยู่ไกลออกไป

ตามการขยายความโน้มถ่วง เวลาจะช้าลงสำหรับผู้สังเกตที่อยู่ใกล้สนามโน้มถ่วงมากกว่าสำหรับผู้สังเกตที่อยู่ไกลออกไป สมมติฐานนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วผ่านนาฬิกาอะตอมที่วางอยู่บนดาวเทียมที่มีระดับความสูงต่างกัน ในที่สุด นาฬิกาก็เริ่มแยกจากกัน แม้ว่าจะอยู่ในหน่วยนาโนวินาทีก็ตาม

พื้นฐานของความแตกต่างในกาลเวลาระหว่างนาฬิกา เนื่องจากความโค้งที่มีอยู่ระหว่าง C และ D แสงจึงใช้เวลานานกว่าจะไปถึงระหว่างจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง

เป็นที่เชื่อกันว่าหากสามารถเดินทางไปยังดาวเคราะห์ที่อิทธิพลโน้มถ่วงมากกว่าดาวเคราะห์ดวงนั้นได้มาก โลกและหวนกลับ ผู้เดินทางคงเดินทางสู่อนาคตเนื่องจากเวลาจะผ่านไปเร็วกว่ามากใน โลก.

รูหนอน

Wormholes เป็นปรากฏการณ์สมมุติที่ประกอบด้วยอุโมงค์ที่เชื่อมจุดต่างๆ ของกาลอวกาศ แม้ว่าไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่ง ทฤษฎีสัมพัทธภาพถือว่าการมีอยู่ของรูหนอนที่เคลื่อนผ่านได้นั้นถูกต้อง กล่าวคือ หลุมที่มีเงื่อนไขต้องข้ามจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง

ตามทฤษฎีแล้ว รูหนอนจะทำงานไม่เพียงแต่เป็นทางลัดไปยังจุดอื่นๆ ในอวกาศ แต่ยังรวมถึงจุดอื่นๆ ในช่วงเวลารวมถึงอดีตด้วย

การแสดงภาพของรูหนอน เชื่อกันว่ามีรูหนอนซึ่งมีทางออกอยู่ในจักรวาลเดียวกันและในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน

จักรวาลสตริง

ตามที่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ J. Richard Gott สายจักรวาลเป็นหลอดพลังงานชนิดหนึ่งที่ทอดยาวไปทั่วกาลอวกาศเหมือนรอยแตก ปรากฏการณ์นี้เป็นการสมมุติและถือเป็นข้อบกพร่องเชิงทอพอโลยีที่เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของเอกภพ

การแสดงภาพของสตริงคอสมิก ในทางทฤษฎีมีอยู่ตลอดกาล-อวกาศ

ก็อตต์เชื่อว่าสตริงของจักรวาลจะบางกว่าอะตอมและก็เหมือนกับหลุมดำจะมีขนาดใหญ่ ปริมาณมวลเข้มข้น ส่งผลให้สนามโน้มถ่วงที่รุนแรงมากสามารถบิดเบือน dis เวลาอวกาศ

ตามทฤษฎีแล้ว การบิดเบี้ยวที่เกิดจากสายคอสมิกสองเส้นที่อยู่ชิดกัน (หรือเส้นคอสมิกที่ยืดออกใกล้กับหลุมดำ) จะทำให้เกิดผลกระทบที่สามารถดัดกาลอวกาศได้ เส้นโค้งเวลาปิดซึ่งวัตถุสามารถปรากฏขึ้นอีกครั้งได้ทุกเวลา รวมทั้งอดีตด้วย

ดูด้วย:

• หลุมดำ
• ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
• ดาราศาสตร์
• ความขัดแย้งชั่วขณะ