Astronot modern diketahui telah melakukan ini. Benar, sejauh ini mereka hanya melakukan perjalanan ke masa depan. Dan untuk sepersekian detik. Tapi siapa tahu - mungkin suatu hari kita akan bisa terbang selama bertahun-tahun atau bahkan berabad-abad ke depan, atau, sebaliknya, menepuk jempol kakek kita yang berusia lima tahun? Tapi mari kita mulai secara berurutan.
Berhenti sebentar
Waktu berjalan berbeda di ruang angkasa dan di Bumi. Ini diketahui setiap siswa. Semakin kuat gravitasi suatu benda, semakin lambat waktu mengalir di sekitarnya. Ini disebabkan oleh fakta bahwa gravitasi mendistorsi "jalinan" ruang-waktu empat dimensi. Di sisi lain, Einstein menunjukkan bahwa semakin tinggi kecepatan, semakin besar massanya. Oleh karena itu, untuk semua benda yang bergerak dengan kecepatan yang sangat tinggi, waktu juga menjadi lambat. Kecepatan ISS lebih dari 27 ribu km / jam. Kosmonot Rusia Sergei Krikalev, misalnya, menghabiskan total 803 hari, 9 jam dan 39 menit di orbit. Jadi, dia hidup dalam waktu, 1/50 detik penuh di depan kita.
Mesin waktu
Teori relativitas memberi tahu kita bahwa mesin waktu yang membawa kita ke masa depan dapat diciptakan. Anda memasukkannya, tunggu. Keluar dan temukan bahwa berabad-abad telah berlalu di Bumi. Belum ada teknologi untuk ini, tetapi sains tahu bahwa itu mungkin.
Namun, untuk ini, Anda harus mempercepat hingga mendekati kecepatan cahaya. Apakah mengherankan jika mesin waktu tidak lebih dari pesawat ruang angkasa, karena, menurut Teori Relativitas Umum, waktu dan ruang terkait erat (pertanyaan tentang bagaimana, ketika berakselerasi ke kecepatan yang begitu panik, menjaga tubuh Anda dan kapal itu sendiri tetap utuh?, belum). Tetapi dapatkah seseorang yang telah melakukan perjalanan seperti itu kembali ke masa lalu?
Video promosi:
Petunjuk pertama bahwa hukum fisika memungkinkan orang melakukan perjalanan ke masa lalu muncul pada tahun 1949, ketika matematikawan Kurt Gödel menemukan solusi baru untuk persamaan Einstein, dan faktanya - struktur baru ruang-waktu, yang cukup dapat diterima dari sudut pandang relativitas umum. Namun, berdasarkan persamaan Gödel, alam semesta seharusnya berotasi secara utuh, dan tidak mengembang seiring percepatan - yang ternyata sejak saat itu tidak sesuai dengan kenyataan.
Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah menyarankan jalan lain untuk perjalanan waktu potensial - kelengkungan ruang-waktu. Namun, analisis latar belakang gelombang mikro dan data lain menunjukkan bahwa alam semesta tidak pernah cukup berputar untuk memungkinkan perjalanan seperti itu. Namun, ada juga solusinya.
Apa masa lalu?
Menurut relativitas umum, tidak hanya tidak ada ukuran waktu yang seragam bagi semua pengamat, tetapi dalam keadaan tertentu bahkan pengamat tidak perlu menyetujui satu urutan peristiwa tertentu. Katakanlah waktu di Alpha Centauri bergerak dengan kecepatan yang sama seperti di Bumi (planet tempat tinggal alien memiliki massa yang sama dan bergerak dengan kecepatan yang sama). Pada tahun 2014, Olimpiade Sochi berlangsung. Mari kita asumsikan juga bahwa pembukaan Turnamen Catur Antarplanet di Alpha Centauri akan berlangsung pada tahun 2015. Peristiwa mana yang terjadi sebelumnya?
Dari sudut pandang penduduk bumi - Olimpiade. Dari sudut pandang "Centauri" - sebuah turnamen. Bagaimanapun, cahaya dari Bumi ke Alpha Centauri akan memakan waktu empat tahun. Bergerak lebih cepat dari cahaya, Anda bisa pergi ke Olimpiade dan terbang ke turnamen, lalu kembali ke Bumi lagi … sebelum Olimpiade. Secara alami, dalam teori - jika Anda menemukan cara untuk melakukan perjalanan lebih cepat dari kecepatan cahaya.
Bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya, berdasarkan teori relativitas, diketahui mustahil. Saat Anda mendekati "penghalang cahaya", semakin banyak energi yang dibutuhkan untuk mempercepat suatu benda. Pada satu titik - dengan pencapaian teoritis kecepatan cahaya - dibutuhkan jumlah yang tak terbatas. Selain itu, benda yang akan mencapai kecepatan seperti itu harus memperoleh massa yang tak terbatas.
Lubang cacing
Di sinilah manuver bundaran dimungkinkan. Itu terletak pada potensi untuk merusak ruang-waktu. Misalnya, agar jalur pendek dari Olimpiade ke turnamen catur dibuka. Anda tidak akan bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya - tetapi Anda akan bergerak lebih cepat di luar angkasa.
Pada tahun 1935, Albert Einstein dan Nathan Rosen menulis sebuah makalah di mana mereka berpendapat bahwa relativitas umum mengakui keberadaan jembatan ruang-waktu, busur - "lubang cacing."
Jembatan Einstein-Rosen, yang disebut "lubang cacing"
Alamy
Mempertahankan integritas lubang cacing membutuhkan energi yang luar biasa, dan teori memprediksi bahwa mereka tidak dapat bertahan cukup lama untuk dilewati pesawat ruang angkasa atau objek makroskopis lainnya. Jembatan seperti itu bisa "runtuh", dan kapal akan menghilang di suatu tempat dalam singularitas.
Benar, para ilmuwan mengakui gagasan bahwa peradaban yang maju secara teknis dapat membuat lubang seperti itu terbuka pada waktu yang tepat. Tapi bagaimana ini bisa dicapai masih belum jelas.
Perlu dikatakan di sini bahwa semua materi yang biasa kita kenal memiliki kepadatan energi positif, yang memberikan kelengkungan positif pada ruang-waktu yang menyerupai bola. Dan untuk deformasi ruang-waktu, yang memungkinkan kita melakukan perjalanan ke masa lalu, kita membutuhkan materi dengan kelengkungan negatif - yaitu, dengan kepadatan energi negatif. Mekanika kuantum, seperti yang Anda ketahui, memungkinkan adanya kerapatan energi negatif semacam itu (asalkan "negativitas" ini dikompensasi oleh "kepositifan" di area lain), dan memungkinkan kemungkinan teoretis untuk mendeformasi ruang-waktu.
Ini tidak mudah dibayangkan. Untuk melakukan ini, ahli astrofisika sering menggunakan contoh bukit. Jika Anda menggali lubang besar dan membuang kotorannya ke tepi lubang, Anda tidak hanya akan mendapatkan lubang, tetapi juga bukit. Dalam hal ini, bukit akan menjadi metafora untuk energi positif ini, dan lubang akan menjadi negatif.
Lubang hitam dan banyak lagi
Para ilmuwan dengan hati-hati menyarankan bahwa lubang hitam mungkin merupakan semacam analog dari lubang cacing. Intinya bo itu? Sebagian besar ruangwaktu hampir datar. Ini sangat cacat hanya di lubang hitam. Lubang hitam mendistorsi ruang-waktu di sekitarnya sedemikian rupa sehingga membentuk semacam "corong", "lubang" berbentuk kerucut.
Gravitasi di sekitar lubang hitam begitu besar sehingga ruang-waktu di dalamnya, pada kenyataannya, tidak ada lagi, atau terdistorsi sedemikian rupa sehingga waktu praktis berhenti. Selain itu, beberapa lubang hitam berputar dengan kecepatan mendekati cahaya. Akibatnya, ruang-waktu "terlipat" di dalam lubang, praktis menjadi "tabung". Mungkin, setelah menembus lubang hitam, kita bisa melewati terowongan sempitnya dan menemukan diri kita … di masa lalu, atau, misalnya, di alam semesta lain?
Ahli fisika teoretis paling terkenal di zaman kita - Stephen Hawking - yakin bahwa ini tidak mungkin. Bahkan jika pesawat luar angkasa dengan cara yang luar biasa (mengatasi efek gravitasi besar tanpa cedera) berhasil masuk ke pusat lubang hitam, ia akan berakhir dalam singularitas dan tidak ada lagi.
Namun, banyak ilmuwan lain yang percaya bahwa begitu berada di lubang hitam, dalam kondisi tertentu, Anda masih bisa bertahan, bahkan mencari cara untuk melakukannya. Tentu terlihat eksentrik. Tetapi sejarah sains mengetahui banyak contoh ketika orang eksentrik seperti itu menemukan pesawat terbang atau pergi ke bulan.
Lubang hitam di konstelasi Unicorn dan bintang B (e) pendampingnya seperti yang terlihat oleh artis
ESA
Richard Gott, seorang profesor astrofisika di Universitas Princeton, adalah penggemar perjalanan waktu. Dia menciptakan proyek teoretisnya untuk mesin waktu dan bahkan mengklaim telah menemukan solusi untuk bepergian ke masa lalu. Mengikuti beberapa astrofisikawan, Gott percaya bahwa mesin waktu alami adalah pusat dari lubang hitam yang berputar dengan cepat. Tapi dia juga mengerti betapa tidak bisa diandalkannya "transportasi" seperti itu.
Namun, Gott menemukan analogi potensial yang kurang berbahaya dari pusat lubang hitam - sebuah fenomena yang disebut string kosmik. String kosmik secara hipotetis adalah lipatan ruang-waktu, benang tipis energi yang tersisa dari Big Bang. Lebarnya kurang dari inti atom, tetapi memiliki kepadatan yang fenomenal. Tali seperti itu, yang panjangnya hanya 1 m, akan memiliki gravitasi lebih dari seluruh Bumi, dan akan menciptakan lengkungan yang luar biasa. Gott menemukan bahwa interaksi string yang bergerak cepat seperti itu dapat mengarah pada mesin waktu alami.
Perhitungan Gott belum dikonfirmasi oleh pengamatan, tetapi ilmuwan tersebut mencoba untuk membuktikan bahwa string tersebut ada. Namun, bahkan dia mengatakan bahwa hampir tidak mungkin untuk menemukan dua string yang saling berhadapan. Oleh karena itu, Gott menarik perhatian pada struktur teoritis lain, cincin kosmik yang dapat membentuk string tertutup. Meskipun kurangnya bukti keberadaan mereka, tidak ada kesalahan langsung dalam teori Gott. Selain itu di dalam "cincin" seperti itu akan ada … lubang hitam lagi. Dan secara umum, untuk mengendalikan sistem dengan gravitasi yang begitu megah, dibutuhkan sumber daya energi dari seluruh galaksi.
Galaxy M83. Lubang hitam yang ditemukan di galaksi M 83 telah melewati batas kecerahan teoritis, menyangkal fakta bahwa batas Eddington adalah hukum alam yang fundamental.
NASA
Anda tidak bisa kembali ke masa lalu
Tetapi apakah teori kuantum memungkinkan perjalanan waktu dalam skala - makroskopis - kita? Stephen Hawking berkata begitu, pada pandangan pertama. Hal ini dibuktikan oleh integral Feynman di atas lintasan (inti integral Feynman adalah bahwa mereka menggantikan definisi lintasan yang unik dan hanya mungkin dari setiap partikel elementer dengan jumlah total himpunan tak terbatas dari kemungkinan lintasan geraknya). Bagaimanapun, mereka mencakup semua skenario yang mungkin, dan, oleh karena itu, memungkinkan adanya distorsi ruang-waktu, yang diperlukan untuk perjalanan ke masa lalu. Oleh karena itu, mustahil untuk mengatakan bahwa perjalanan seperti itu pada prinsipnya tidak mungkin.
Partikel berat yang dipercepat dalam colliders di Pusat Penelitian Nuklir Eropa (CERN) atau di Laboratorium Nasional. Fermi di Amerika Serikat mencapai kecepatan yang setara dengan 99,99% kecepatan cahaya. Namun, tidak peduli seberapa besar peningkatan daya pemasangan, tidak akan mungkin untuk melampaui penghalang cahaya.
Hei, tamu dari masa depan
Tetapi jika demikian, mengapa tamu dari masa depan belum mengunjungi kami? Sudut pandang yang populer adalah bahwa peradaban masa depan begitu "maju" sehingga dianggap tidak pantas untuk mengungkapkan rahasia perjalanan waktu kepada makhluk tidak masuk akal seperti kita. Bagaimana jika seorang kontemporer yang antusias ingin kembali ke masa lalu dan mengungkapkan kepada Nazi rahasia bom atom?..
Cerita yang sangat berbeda
Mungkin ternyata sejarah adalah rangkaian peristiwa yang tetap, jadi meskipun Anda kembali ke masa lalu, Anda akan ditakdirkan untuk melakukan hal yang sama seperti yang Anda lakukan sebelumnya. Jika tidak, kembali ke masa depan Anda, Anda bahkan mungkin menemukan bahwa Anda … sama sekali tidak ada, atau orang yang Anda cintai tidak ada, atau tidak ada negara tempat Anda tinggal, dll. Drama serupa dijelaskan dengan baik dalam cerita fiksi ilmiah terkenal oleh Ray Bradbury "And Thunder Rocked", yang karakter utamanya, dalam perjalanan ke masa lalu, secara tidak sengaja meremukkan kupu-kupu - seorang liberal adalah seorang diktator. Dalam ilmu alam, istilah ini disebut dengan efek kupu-kupu:dampak kecil pada sistem yang kacau dapat memiliki konsekuensi yang besar dan tidak dapat diprediksi di tempat lain dan pada waktu yang berbeda.
Cara lain yang mungkin untuk memecahkan paradoks perjalanan waktu dapat digambarkan sebagai hipotesis sejarah alternatif. Ketika penjelajah waktu kembali ke masa lalu, mereka menemukan diri mereka dalam cerita alternatif yang berbeda dari yang mereka ketahui. Banyak ilmuwan saat ini berbicara tentang kemungkinan keberadaan Multiverse, yang dapat mencakup semua ini - dan varian lainnya yang tak terbatas - varian masa lalu, bercabang di dunia yang tak terbatas …
Sekilas, hipotesis ini mirip dengan persamaan mekanika kuantum Feynman. Tetapi ada juga kontradiksi yang tidak terpecahkan di antara mereka. Dalam integral Feynman, setiap lintasan sepenuhnya mencakup ruang-waktu dan segala sesuatu yang ada di dalamnya. Dan, seperti yang kami temukan, dalam kerangka pemandangan seperti itu, roket dapat bergerak melalui ruang-waktu yang melengkung bahkan ke masa lalu. Tetapi dalam kasus ini roket itu sendiri akan tetap berada di ruang-waktu "sendiri" yang sama, dan, karenanya, dalam sejarah yang sama. Oleh karena itu, integral Feynman, lebih tepatnya, mendukung hipotesis masa lalu yang tetap.
Ilmu pengetahuan modern meragukan kemungkinan melakukan perjalanan ke masa lalu. Tapi tetap saja, kami tidak menyarankan Anda untuk berdebat dengan seseorang mengenai hal ini: bagaimana jika seseorang ini berdebat, mengetahui masa depan sebelumnya?..
Olga Fadeeva
