• Главная »
  • Космос »
  • Математическая модель машины времени. Может ли быть Вселенная гигантской голограммой?

Математическая модель машины времени. Может ли быть Вселенная гигантской голограммой?

147 просмотров всего, сегодня нет просмотров

Анатолий Белов

   

Создана математическая модель машины времени


Еще до того как Эйнштейн предположил, что время относительно и гибко, человечество уже задумывалось о путешествиях во времени. Герои научно-фантастических произведений совершают такие перемещения благодаря своим сверхспособностям, но чаще используют устройство, известное как «машина времени».

Физики из США и Канады предложили свою идею, какой могла бы быть реальная машина для путешествий между прошлым и будущим с математической точки зрения.


 

машины времени 1

Искривленное пространство-время. © Interior Design | Shutterstock

«Люди думают о путешествиях во времени как о чем-то фантастическом, и мы не исключение. Но математически это возможно»

— сказал один из авторов, математик и физик-теоретик Бен Типпетт из Университета Британской Колумбии в Канаде.

Разделение пространства на три измерения со временем в отдельном ученый называет неверным. Четыре измерения, по его словам, должны быть представлены одновременно, когда разные направления связаны, как пространственно-временной континуум. Исходя из теории Эйнштейна, кривизна пространства-времени составляет орбиты планет. В «ровном» пространстве-времени планеты и звезды двигались бы по прямым линиям.

Модель машины времени использует кривизну пространства-времени во Вселенной, чтобы согнуть время для пассажиров в круг вместо прямой. Своего рода «пузырь» или «ящик» пространственно-временной геометрии несет в себе все пространство и время по замкнутой круговой траектории со скоростью в разы превышающей скорость света для получения постоянного ускорения. Фактически он перемещается «вперед», а затем «назад» во времени.

По некоторым параметрам это напоминает пузырь Алькубьерре и гипотетические замкнутые времениподобные кривые (англ. closed timelike curve). Вот так идея выглядит схематически.

Пассажир внутри пузыря/машины времени — A. Внешний наблюдатель — B. Стрела времени, которая при обычных условиях (по крайней мере для нашей Вселенной) всегда указывает вперед, превращая прошлое в настоящее, представлена черными стрелками.

И человек A, и человек B будут испытывать время по-разному, объясняют исследователи:

«Находящийся внутри пузыря А увидит, что события В периодически развиваются, а затем реверсируются. Наблюдатель B увидит две версии А в одном и том же месте, так как одни стрелки будут вращаться по часовой стрелке, а другие в обратном направлении».

Хотя можно описать этот тип путешествия во времени с использованием математического уравнения, Типпетт сомневается, что кто-нибудь когда-нибудь построит работоспособную машину.

«Пока это невозможно, потому что нам нужны материалы, которые мы называем экзотической материей, чтобы сгибать пространство-время таким невероятным образом. Но они могут быть открыты в будущем».

Машина времени получила название TARDIS (англ. Traversable Acausal Retrograde Domain in Spacetime), как в британском телесериале «Доктор Кто». Исследование опубликовано в журнале Classical and Quantum Gravity.

Ученые подтвердили реальность путешествий во времени

Профессор физики и математики Колумбийского университета и соучредитель Всемирного научного фестиваля Брайан Грин рассказал, что известно ученым о путешествиях во времени.

Очень важно, чтобы вы понимали, что существует два типа путешествий во времени, и они радикально отличаются. Путешествие в будущее определенно возможно. Мы знаем, как это сделать, потому что Эйнштейн показал нам способ более ста лет назад. Удивительно, как мало человек знают об этом. Он показал, что если вы выйдете в космос и полетите с околосветовой скоростью, то ваши часы будут идти медленнее. Таким образом, когда вы вернетесь, на Земле уже будет далекое будущее.

машины времени 2

© andrey_l | Shutterstock

Он также показал, что если вы зависнете рядом с достаточно мощным источником гравитации — нейтронной звездой или черной дырой — и приблизитесь к краю этого объекта на безопасное расстояние, время для вас также будет замедляться по отношению ко всему остальному. И затем, когда вы вернетесь на Землю, то снова окажетесь в далеком будущем.

В этом нет никаких сомнений. Любой физик, который знает, о чем идет речь, согласится с этим. Но другой вид путешествия во времени — путешествие в прошлое — это уже тема для дискуссий, и большинство ученых считает это невозможным.

Основная концепция, которой обычно уделяют внимание при обсуждении путешествий в прошлое, связана с так называемыми червоточинами, или кротовыми норами. Грубо говоря, это мост из одного места в другое или туннель, который предлагает вам кратчайший путь для перехода. Эйнштейн обнаружил это явление в 1935 году, но впоследствии понял, что если вы манипулируете отверстиями в червоточине — приближаетесь к черной дыре или перемещаетесь на высокой скорости — тогда время в двух отверстиях этого туннеля будет идти с разной скоростью, так что вы больше не будете просто переходить из одного места в космосе к другому. Если вы пройдете через этот туннель, вы перейдете из одного момента времени к другому моменту времени. Следуя одним путем, вы отправитесь в прошлое, а другим — наоборот, в будущее.

Но мы не знаем, насколько они реальны и сможете ли вы пройти через них. Таким образом, здесь есть всевозможные неопределенности. Большинство ученых считает, что у вас не получится попасть через червоточину в прошлое, но с другой стороны, это все еще не исключено.

Вселенная может быть голограммой

Идея о том, что Вселенная может быть гигантской голограммой — двухмерной реальностью, которая только кажется трехмерной, — уже давно витала в научном сообществе. Не так давно команда австрийских исследователей сделала математические расчеты, чтобы доказать, что такой сценарий не настолько неправдоподобен, как кажется. Результаты расчетов были опубликованы в журнале Physical Review Letters.


 

машины времени 3

© Technische Universität Wien

Гипотеза о том, что наша вселенная — трехмерная проекция на плоской поверхности в космическом пространстве, — восходит к голографическому принципу. Согласно концепции, изложенной в 1990-х гг. физиками Герардом ’т Хоофтом и Леонардом Сасскиндом, вся информация, необходимая для полного описания области космоса, может быть закодирована в двух измерениях.

Чтобы доказать такое смелое предположение, требуется, чтобы существовало явление, чья физика описывалась бы и квантовой теории поля, и в теории квантовой гравитации плоского пространства, а соответствующие расчеты были верны.

В ходе недавнего исследования ученые подсчитали натуральные показатели энтропии квантовой запутанности — зацепления между молекулами (процесса связывания частиц и их воздействия друг на друга) в квантовой системе — и обнаружили, что значение энтропии запутанности было одним и тем же и в квантовой гравитации плоского пространства, и в двумерной квантовой теории поля.

Это значит, что голографический принцип применим к нашей Вселенной, которая, следовательно, теоретически может быть гигантской голограммой. Что, конечно, не значит, что она ею является — просто теперь исключить такое положение дел стало сложнее.

Разработана система компьютерного моделирования Вселенной

Группа британских и нидерландских астрономов разработала систему компьютерного моделирования Вселенной. Благодаря этому ученые смогут изучить развитие галактик и понять, каким образом расширяется Вселенная.

 

машины времени 4

© Maria Starovoytova | Shutterstock.com

Система под названием EAGLE (Evolution and Assembly of GaLaxies and their Environments — Эволюция и фомирование галактик и окружающих областей) предназначена для создания компьютерных моделей галактик, масса, размер и возраст которых сходны с галактиками, наблюдаемыми в реальной Вселенной. Об этом сообщает «РИА Новости». Статья, описывающая результаты работы ученых, будет опубликована в январе 2015 года в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Напомним, что недавно специалисты НАСА обнародовали снимки слияния галактик NGC 2207 и IC 2163, полученные при помощи оборудования американской рентгеновской обсерватории «Чандра». Сливающиеся галактики расположены в созвездии Большого Пса на расстоянии в 130 миллионов световых лет от Земли. За последние 15 лет в них были зафиксированы три взрыва сверхновых.

Кроме того, космическое научное сообщество встревожено открытием необычной спиральной галактики, содержащей огромные потоки элементарных частиц, которые устремляются наружу почти со скоростью света.

148 просмотров всего, 1 просмотров сегодня

Общая оценка материала: 4.5
Оценка незарегистрированных пользователей за сегодня:
[Total: 0 Average: 0]