w 2009 roku brytyjski fizyk Stephen Hawking zorganizował imprezę dla podróżników w czasie – niespodzianką było wysłanie zaproszeń rok później. (Nie pojawili się goście.)
podróż w przeszłość jest prawdopodobnie niemożliwa. Nawet jeśli byłoby to możliwe, Hawking i inni twierdzili, że nigdy nie można wrócić przed chwilą, gdy twój wehikuł czasu został zbudowany.
ale podróż w przyszłość? To inna historia.
oczywiście wszyscy jesteśmy podróżnikami w czasie, ponieważ jesteśmy przemierzani w prąd czasu, od przeszłości do przyszłości, w tempie jednej godziny na godzinę.
ale, podobnie jak w przypadku rzeki, prąd płynie z różną prędkością w różnych miejscach. Nauka, jaką znamy, pozwala na kilka metod na szybką ścieżkę w przyszłość. Oto podsumowanie.
prędkość
jest to najprostszy i najbardziej praktyczny sposób, aby dostać się do dalekiej przyszłości – idź naprawdę szybko.
zgodnie z teorią szczególnej teorii względności Einsteina, kiedy podróżujesz z prędkością zbliżoną do prędkości światła, czas spowalnia dla Ciebie w stosunku do świata zewnętrznego.
to nie jest tylko przypuszczenie czy eksperyment myślowy-to zostało zmierzone. Używając bliźniaczych zegarów atomowych (jeden latał w samolocie odrzutowym, drugi stacjonował na Ziemi) fizycy wykazali, że latający zegar tyka wolniej, ze względu na swoją prędkość.
w przypadku samolotu efekt jest niewielki. Ale gdybyś był na statku kosmicznym poruszającym się z 90% prędkością światła, doświadczyłbyś upływu czasu około 2,6 razy wolniejszego niż na Ziemi.
im bliżej prędkości światła, tym bardziej ekstremalna jest podróż w czasie.
najwyższe prędkości osiągane przez jakąkolwiek ludzką technologię to prawdopodobnie protony wirujące wokół Wielkiego Zderzacza Hadronów z prędkością 99,9999991% prędkości światła. Korzystając ze specjalnej teorii względności możemy obliczyć, że jedna sekunda dla protonu jest równa 27,777,778 sekund, czyli około 11 miesięcy, dla nas.
co zdumiewające, fizycy cząstek elementarnych muszą wziąć pod uwagę dylatację czasu, gdy mają do czynienia z cząstkami rozpadającymi się. W laboratorium cząstki mionowe Zwykle rozpadają się w ciągu 2,2 mikrosekund. Ale szybko poruszające się miony, takie jak te, które powstają, gdy promieniowanie kosmiczne uderza w górną atmosferę, rozpadają się 10 razy dłużej.
grawitacja
następna metoda jest również inspirowana przez Einsteina. Zgodnie z jego teorią ogólnej teorii względności, im silniejsza jest grawitacja, tym wolniej porusza się czas.
gdy zbliżysz się do środka Ziemi, na przykład, siła grawitacji wzrasta. Czas płynie wolniej dla Twoich stóp niż dla twojej głowy.
ponownie ten efekt został zmierzony. W 2010 roku fizycy z amerykańskiego Narodowego Instytutu standardów i technologii (NIST) umieścili na półkach dwa zegary atomowe, jeden 33 centymetry nad drugim i zmierzyli różnicę w szybkości tykania. Niższy zaznaczył wolniej, ponieważ odczuwa nieco silniejszą grawitację.
aby wyruszyć w daleką przyszłość, potrzebujemy jedynie regionu o niezwykle silnej grawitacji, takiego jak czarna dziura. Im bliżej horyzontu zdarzeń, tym wolniej porusza się czas – ale to ryzykowny biznes, przekroczyć granicę i nigdy nie można uciec.
i tak poza tym efekt nie jest tak silny, więc prawdopodobnie nie jest wart podróży.
zakładając, że masz technologię do pokonywania ogromnych odległości, aby dotrzeć do czarnej dziury (najbliższa jest oddalona o około 3000 lat świetlnych), dylatacja czasu przez Podróżowanie byłaby znacznie większa niż jakiekolwiek dylatacje czasu przez samą czarną dziurę.
(sytuacja opisana w filmie Interstellar, gdzie godzina na planecie w pobliżu czarnej dziury jest odpowiednikiem siedmiu lat wstecz na Ziemi, jest tak ekstremalna, że jest niemożliwa w naszym wszechświecie, według Kipa Thorne ’ a, doradcy naukowego filmu.)
najbardziej zdumiewające jest to, że systemy GPS muszą uwzględniać efekty dylatacji czasu (zarówno ze względu na prędkość satelitów, jak i grawitację, którą odczuwają), aby działać. Bez tych poprawek, twoje telefony GPS nie byłyby w stanie wskazać Twojej lokalizacji na Ziemi nawet w odległości kilku kilometrów.
zawieszona animacja
innym sposobem podróżowania w przyszłość może być spowolnienie postrzegania czasu poprzez spowolnienie lub zatrzymanie procesów cielesnych, a następnie ich późniejsze ponowne uruchomienie.
zarodniki bakterii mogą żyć miliony lat w stanie zawieszonej animacji, dopóki odpowiednie warunki temperatury, wilgoci, pokarmu nie zaczną ponownie ich metabolizmu. Niektóre ssaki, takie jak niedźwiedzie i wiewiórki, mogą spowolnić metabolizm podczas hibernacji, dramatycznie zmniejszając zapotrzebowanie komórek na pokarm i tlen.
czy ludzie mogliby zrobić to samo?
chociaż całkowite zatrzymanie metabolizmu jest prawdopodobnie daleko poza naszą obecną technologią, niektórzy naukowcy pracują nad doprowadzeniem do krótkotrwałego stanu hibernacji trwającego co najmniej kilka godzin. Może to być wystarczająco dużo czasu, aby doprowadzić osobę do nagłego wypadku medycznego, takiego jak zatrzymanie akcji serca, zanim dotrze ona do szpitala.
w 2005 roku amerykańscy naukowcy wykazali sposób na spowolnienie metabolizmu myszy (które nie hibernują) poprzez wystawienie ich na niewielkie dawki siarkowodoru, który wiąże się z tymi samymi receptorami komórkowymi co tlen. Temperatura ciała myszy spadła do 13 °C, a metabolizm zmniejszył się 10-krotnie. Po sześciu godzinach myszy mogły być reanimowane bez złych efektów.
niestety podobne eksperymenty na owcach i świniach nie powiodły się, co sugeruje, że metoda może nie działać w przypadku większych zwierząt.
inna metoda, która wywołuje hipotermiczną hibernację poprzez zastąpienie krwi zimnym roztworem soli fizjologicznej, działa na świniach i jest obecnie poddawana badaniom klinicznym na ludziach w Pittsburghu.
tunele czasoprzestrzenne
ogólna teoria względności pozwala również na skróty przez czasoprzestrzeń, znane jako tunele czasoprzestrzenne, które mogą być w stanie pokonać odległości miliarda lat świetlnych lub więcej, lub różne punkty w czasie.
wielu fizyków, w tym Stephen Hawking, uważa, że tunele czasoprzestrzenne stale pojawiają się i znikają w skali kwantowej, znacznie mniejsze niż Atomy. Sztuczka polegałaby na złapaniu jednego i nadmuchaniu go do ludzkiej wagi – wyczyn, który wymagałby ogromnej ilości energii, ale w teorii byłby możliwy.
próby udowodnienia tego w jakikolwiek sposób nie powiodły się, ostatecznie z powodu niezgodności między ogólną teorią względności a mechaniką kwantową.
używanie światła
innym pomysłem, wysuniętym przez amerykańskiego fizyka Rona Malleta, jest użycie obracającego się cylindra światła do skręcania czasoprzestrzeni. Cokolwiek upuszczone do wirującego cylindra teoretycznie mogłoby być przeciągane w przestrzeni i w czasie, w podobny sposób jak bańka biega po kawie po jej zawirowaniu łyżką.
według Malleta właściwa geometria może prowadzić do podróży w czasie zarówno do przeszłości, jak i przyszłości.
od czasu opublikowania swojej teorii w 2000 roku, Mallet próbuje zebrać fundusze na opłacenie eksperymentu proof of concept, który polega na zrzuceniu neutronów przez okrągły układ wirujących laserów.
jego idee nie chwyciły jednak reszty społeczności fizyki, a inni argumentowali, że jedno z założeń jego podstawowego modelu jest nękane przez osobliwość, którą jest fizyka-mówią o „to niemożliwe”.