Kebanyakan ilmuwan setuju bahwa kemungkinan perjalanan waktu secara langsung ditentukan oleh persamaan yang fundamental bagi fisika dunia kita. Tetapi bahkan pemikiran tentang kemungkinan petualangan semacam itu menimbulkan banyak pertanyaan. Mari kita cari jawabannya dalam materi kita.
Dan ada banyak pertanyaan. Akankah pengelana melakukan perjalanan ke salah satu alam semesta paralel multiverse atau tinggal di miliknya sendiri? Akankah tamu pada waktunya menggunakan peluang yang sama dengan "tuan rumah" dari kerangka waktu mereka?
Kolumnis kami, fisikawan Daria Zaremba, berbicara tentang paradoks yang muncul di jalur penjelajah waktu. Materi masa lalunya, dibuat dalam bentuk kamus, dikhususkan untuk kemungkinan teoretis dari perjalanan semacam itu, dalam hal ini - "rintangan" akan dipertimbangkan.
I - Interpretasi Everett
Interpretasi Everett adalah interpretasi mekanika kuantum, yang menurutnya kita hidup di multiverse - dunia banyak dunia, di mana alam semesta paralel baru terus-menerus dilahirkan dengan hukum yang sama, tetapi keadaan berbeda.
Menurut interpretasi Everett, setiap kali Anda membuat pilihan - misalnya, memasak borscht, bukan sup dengan mie, memakai kemeja hitam, bukan putih - alam semesta paralel muncul di dunia di mana Anda membuat pilihan yang berlawanan dan memasak sup dengan kemeja putih.
Artinya, setiap lemparan koin akan “membagi” alam semesta menjadi dua dunia dengan hasil yang sesuai atau, dengan kata lain, keadaan. Mereka akan identik satu sama lain, tetapi di masing-masing dari mereka, karena keadaan awal yang berbeda (kepala / ekor), jalannya sejarah akan berbeda.
Video promosi:
Interpretasi banyak dunia Everett.
Model alam semesta banyak dunia ini sering digunakan oleh para ilmuwan untuk menghindari paradoks perjalanan waktu. Beberapa fisikawan teoretis percaya bahwa perjalanan ke masa lalu tidak lebih dari perjalanan ke alam semesta paralel seperti itu, dan sama sekali tidak melakukan perjalanan kembali ke waktu yang sama.
P - Paradoks
Paradoks perjalanan waktu adalah suatu keadaan dimana karena adanya mesin waktu, suatu sistem berada dalam keadaan tidak sesuai dengan hukum yang mengatur evolusi sistem tersebut.
Terlepas dari banyak cara yang dibenarkan oleh hukum fisika dan matematika yang mapan, sikap terhadap perjalanan waktu di kalangan ilmiah masih skeptis. Alasan utamanya adalah paradoks yang muncul dari perjalanan tersebut.
Perlu dicatat di sini bahwa paradoks merupakan ciri khas perjalanan ke masa lalu. Secara umum, paradoks terjadi ketika penggunaan mesin waktu melanggar hukum fisika dan / atau logika.
Bayangkan, misalnya, Anda memiliki sinar laser yang kuat yang Anda arahkan ke portal mesin waktu. Saat Anda keluar, Anda menyiapkan sistem cermin sehingga sinar keluar dipantulkan dan dikembalikan ke mesin waktu.
Jadi, pada output Anda akan mendapatkan sinar dengan intensitas dua kali lipat (dua kali lebih kuat). Ketika sinar seperti itu dipantulkan kembali dan kembali, laser dengan intensitas empat kali lebih besar dari yang semula akan keluar dari portal.
Melalui manipulasi semacam itu, ternyata dimungkinkan untuk secara instan membuat sumber pembangkit energi tak hingga. Pelanggaran hukum fundamental fisika terbukti.
Ada banyak paradoks seperti itu, tetapi yang paling terkenal dan didiskusikan adalah yang disebut “paradoks kakek”. Ini terutama terdiri dari fakta bahwa pengelana, mengubah masa lalunya, melanggar prinsip kausalitas.
Bayangkan bahwa untuk waktu yang lama Anda hidup dengan perasaan benci terhadap kakek Anda, yang tirani-nya hampir mencapai tingkat Hitler. Dan di sini Anda diberi kesempatan unik: menggunakan mesin waktu, kembali ke masa lalu dan membunuh orang yang mengerikan ini.
Sekarang bayangkan bahwa Anda berakhir dengan kerabat Anda pada saat dia lahir. Apa yang terjadi dalam kasus ini? Orang tuamu tidak akan lahir, juga dirimu sendiri, dan oleh karena itu kamu … tidak bisa membunuh kakekmu saat lahir. Inilah bagaimana paradoks sebab akibat muncul.
C - Superposisi
Superposisi kuantum adalah fenomena dalam mekanika kuantum di mana setiap partikel dapat secara bersamaan dalam status alternatif (saling eksklusif).
Sebagai contoh, sebuah elektron dapat secara bersamaan berputar ke kanan dan ke kiri, bit kuantum ("qubit" adalah satuan informasi dalam komputer kuantum) secara bersamaan dapat memiliki nilai 0 dan 1.
Pada tahun 1991, fisikawan teoritis Inggris David Deutsch menemukan bahwa dengan mentransfer prinsip kuantum superposisi ke makrokosmos, adalah mungkin untuk menghindari paradoks perjalanan waktu.
Superposisi di multiverse.
Pertama, ilmuwan menemukan bahwa ketika seorang pengelana kembali ke masa lalu, dia sebenarnya tidak bergerak sepanjang garis waktunya sendiri, tetapi berpindah ke garis waktu alternatif, atau, dengan kata lain, ke alam semesta paralel.
Bayangkan, misalnya, Anda sedang berjalan di jalan dan tiba-tiba memperhatikan aktor favorit Anda, berdiri dengan damai di pinggir jalan. Hal yang tidak terduga saat itu membuat Anda keluar jalur, dan Anda membeku seperti seorang idola.
Saat ini, sebuah mobil dengan merek bergengsi melaju ke pinggir jalan dan mengambil aktor yang Anda kagumi ke arah yang tidak diketahui. Ingin mengubah situasi ini, Anda mundur ke masa lalu selama 20 menit, dan kali ini Anda masih mendapatkan keberanian dan memutuskan untuk berbicara dengan sang bintang.
Tetapi aktor itu berperilaku sangat berbeda dari caranya, Anda ingat, dia berperilaku. Anda tidak dapat memprediksi tindakannya, percakapan berlangsung secara kebetulan, dan dia mungkin tidak ingin masuk ke dalam mobil, tetapi memutuskan untuk memberikan malam ini kepada penggemar terdekatnya.
Artinya, itu bukan lagi masa lalu yang tertanam dalam ingatan Anda - ini bukan masa lalu Anda. Masa lalu Anda tetap ada di alam semesta asal Anda (tidak bisa menghilang di mana pun, karena hukum kekekalan energi dan informasi beroperasi di dunia).
Teori ini konsisten dengan interpretasi banyak dunia dari mekanika kuantum oleh Hugh Everett, yang mengasumsikan keberadaan multiverse dengan alam semesta paralel yang terus bercabang.
Kedua, menurut Deutsch, ketika seorang musafir pergi ke masa lalu, dia berada dalam keadaan superposisi, karena dia secara bersamaan pindah ke dua alam semesta paralel dengan keadaan alternatif: di salah satunya dia membunuh kakeknya dan, karenanya, kehilangan kesempatan untuk dilahirkan, dan di detik, dia tetap tidak terluka.
Garis waktu alternatif.
Probabilitas setiap peristiwa ini adalah. Dalam hal ini, musafir akan tetap sadar hanya di alam semesta di mana dia tidak menciptakan paradoks.
U - Kemungkinan sempit
Kemungkinan sempit - menurut salah satu teori, adalah satu-satunya kemungkinan yang dapat dibuang oleh seorang musafir di masa lalu.
Ada teori bahwa saat bepergian di masa lalu, pelancong tidak akan memiliki kehendak bebas sepenuhnya. Yang dimilikinya hanya akan ada peluang, misalnya, untuk menentukan penempatan bagian tubuhnya sendiri di ruang angkasa dalam waktu dekat.
Jadi, dia bisa menggaruk hidungnya, berjalan di sepanjang jalan atau melambai ke teman. Namun, ia tidak akan mampu merealisasikan peluang yang lebih luas - misalnya, menjual apartemen, melakukan pembunuhan, atau membatalkan pernikahan orang tuanya.
Apa artinya? Ketika Anda melambaikan tangan untuk menyapa teman adalah manifestasi dari kesempatan yang sempit, tetapi jika Anda melambaikan tangan Anda di pelelangan, mengajukan tawaran pada lukisan Van Gogh, maka akan ada kemampuan yang luas.
Pada saat yang sama, pembagian menjadi peluang sempit dan luas terjadi tergantung pada apakah implementasinya membutuhkan "dukungan" dari keadaan eksternal, "tanggapan" tindakan dari "dunia luar".
Ini ditulis, khususnya, oleh profesor filsafat Kadri Wichwellin - seorang peneliti di bidang etika, metafisika dan kehendak bebas, serta fisikawan teoretis Bradford Skow - dalam konteks memecahkan paradoks kakek yang terbunuh.
X - Pesta Hawking
Hawking's Party adalah eksperimen fisikawan dan kosmologi terkenal Stephen Hawking untuk membuktikan kemungkinan atau ketidakmungkinan perjalanan waktu.
Pada tahun 2009, Stephen Hawking melakukan eksperimen yang luar biasa. Dia mengatur pesta nyata untuk penjelajah waktu! Semuanya terlihat tradisional: musik, balon, makanan ringan. Kecuali satu detail: tidak ada seorang pun kecuali Hawking sendiri yang hadir di pesta itu.
Dan semua karena fisikawan itu mengirimkan undangan untuk menghadiri pesta ini setelah "perayaan" itu sendiri. Menurut logika Stephen, jika perjalanan waktu memang memungkinkan, maka suatu saat seseorang yang datang dari masa depan akan menemukan undangan ini dan kembali pada saat pesta.
Undangan pesta Hawking.
Namun, ilmuwan lain seperti David Deutsch menyimpulkan bahwa ini tidak akan pernah terjadi. Karena saat bepergian ke waktu lain, traveler justru melakukan perjalanan ke alam semesta lain, yang terhubung secara khusus.
Mereka yang musafir memiliki mesin waktu saling berhubungan, sedangkan mereka yang belum membuatnya tetap terisolasi.
Fisikawan itu menggambarkan kesimpulannya dalam karya fundamental "The Structure of the Universe". Artinya, jika Deutsch benar, Anda dan saya tidak akan pernah cukup beruntung untuk melihat turis dari masa depan sampai kita membangun mesin waktu kita.
C - Pelanggaran sensor kausalitas
Penyensoran terhadap pelanggaran kausalitas merupakan prinsip pelarangan pelanggaran kausalitas dalam perjalanan ke masa lalu yang diasumsikan oleh berbagai teori.
Penulis salah satu teori yang "membela" prinsip kausalitas saat melakukan perjalanan ke masa lalu adalah ahli komputer kuantum, fisikawan Amerika Seth Lloyd.
Menurut teori Lloyd, ketika seorang musafir melakukan perjalanan kembali ke masa lalu, beberapa tindakan yang direncanakan olehnya (seperti membunuh kakeknya atau salinan dirinya) tidak akan diselesaikan olehnya karena alasan yang terlepas dari keinginannya.
Dalam hal ini, prinsip postselection atau pilihan berikutnya, yang bekerja dalam mekanika kuantum, menjadi “prinsip kerja” fisika.
Esensinya terletak pada fakta bahwa di dunia kuantum, partikel elementer dapat langsung memilih solusi yang "benar" dari beberapa solusi yang mungkin (omong-omong, ini adalah "rahasia sukses" komputer kuantum).
Berikut adalah contoh yang ditampilkan oleh Seth Lloyd dan timnya secara eksperimental. Para peneliti telah teleportasi foton (di dunia kuantum, fenomena teleportasi digunakan dalam ayunan penuh).
Selain itu, menurut ilmuwan tersebut, rematerialisasi (kemunculan) foton terjadi dalam waktu lebih awal daripada dematerialisasi (menghilang). Dengan kata lain, rematerialisasi terjadi di masa lalu.
Jadi, kita mendapatkan interval waktu ketika kedua salinan foton hidup berdampingan. Ini dapat dianggap sebagai simulasi perjalanan waktu foton.
Sekarang kami memprovokasi sebuah paradoks - kami menyatukan kedua salinan foton itu. Apa yang akan terjadi? Sama sekali tidak ada. Seperti yang dikatakan Seth dalam sebuah wawancara dengan The New Mexican, tidak peduli berapa kali Anda mendekatkan foton satu sama lain, di saat-saat terakhir salah satu foton akan selalu meleset, mengubah arah karena fluktuasi kuantum yang tiba-tiba.
Ini karena tabrakan dengan salinannya akan menimbulkan paradoks dan "keputusan" seperti itu akan menjadi "salah" untuk foton.
Menurut ilmuwan itu, ini juga bisa terjadi dengan tindakan seorang pelancong di masa lalu: rantai hubungan sebab-akibat pasti akan putus di suatu tempat, dan rencana berbahaya untuk membunuh kakek tidak akan selesai. Mungkin fluktuasi kuantum yang sama, misalnya, akan menyebabkan peluru meleset.
Para ilmuwan telah lama mencatat bahwa alam semesta bekerja berdasarkan prinsip komputer kuantum, dan dengan sendirinya "menghitung" keadaannya di tingkat kuantum. Mungkin, dengan prinsip yang sama, akan dapat "mengganggu" tindakan para pelancong di masa lalu untuk menghindari paradoks.
Paradoks pelanggaran kausalitas diselesaikan dengan cara yang sama oleh fisikawan teoretis Rusia Igor Novikov. Dia memilih paradoks Polchinsky sebagai dasar - formulasi lain dari paradoks kakek.
Paradoks pelanggaran hubungan sebab-akibat pada contoh paradoks Polchinsky.
Dalam paradoks ini, bola menggelinding dan menghantam portal mesin waktu, diangkut beberapa detik ke masa lalu dan mengenai salinannya sehingga tidak lagi jatuh ke mesin waktu.
Menurut keputusan Novikov, bola akan selalu menggelinding keluar dari mesin waktu pada sudut yang sedemikian rupa sehingga pasti akan mendorong salinan dirinya ke arah portal.
Jadi Novikov merumuskan prinsip konsistensi dirinya, yang mengatakan: ketika berpindah ke masa lalu, kemungkinan tindakan yang mengubah peristiwa yang telah terjadi pada pelancong cenderung nol.
Namun, kita mungkin tidak akan dapat berbicara lebih rinci tentang solusi untuk "perlindungan kronologi" saat melakukan perjalanan ke masa lalu sampai kita mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang sifat hubungan antara gravitasi dan mekanika kuantum.
Daria Zaremba
