Уважаемые читатели! Сегодня мы поговорим об одной из самых интригующих проблем теоретической физики — парадоксе дедушки. Недавние исследования приблизились к решению этого парадокса. Источник
Этот парадокс, казалось бы, доказывает невозможность путешествий во времени. Однако недавние исследования показывают, что ситуация намного сложнее и интереснее, чем казалось ранее.
Парадокс дедушки возникает при следующем сценарии: если путешественник во времени вернется в прошлое и убьет своего дедушку до того, как у него родятся дети, то родитель этого путешественника никогда не появится на свет. Но если родителя нет, то кто же убил дедушку? Если убийцы не существовало, то дедушка должен был остаться живым... и так далее.
В рамках общей теории относительности Эйнштейна пространство-время может быть искривлено до такой степени, что образуются замкнутые временные кривые (ЗВК). Такие кривые теоретически позволяют путешественнику вернуться в свою прошлую точку отсчета. Однако, как показывает современный анализ, путешествие во времени, если оно возможно, происходит не так, как его обычно изображают в научной фантастике.
Ключевым моментом в решении парадокса является поведение энтропии в замкнутой временной кривой. Энтропия является единственным физическим законом, который различает прошлое и будущее, определяя стрелу времени. При движении по ЗВК система должна вернуться в исходное состояние, что приводит к следующим последствиям: энтропия системы должна пройти полный цикл, возвращаясь к начальному значению, квантовые флуктуации играют решающую роль в стирании энтропии, и происходит спонтанное восстановление частиц в их исходном состоянии.
Предлагаемый подход демонстрирует, как принцип самосогласованности истории возникает естественным образом из законов физики. Система автоматически возвращается в исходное состояние, любые попытки нарушить временную линию становятся временными, и квантовые эффекты обеспечивают обратимость процесса.
Самым интересным следствием предложенного решения является механизм стирания памяти путешественника. Как показывает анализ, любые воспоминания о событиях, произошедших во время путешествия по ЗВК, подвергаются стиранию из-за квантовых флуктуаций. Это означает, что даже если путешественник выполнил действия в прошлом, он никогда не сможет вспомнить об этом.
Представленное решение парадокса дедушки демонстрирует, как современная физика может объяснить, казалось бы, неразрешимые логические противоречия в теории путешествий во времени.
Выводы:
Учёные провели очень интересный эксперимент с космическим кораблём, который двигался по замкнутой временной петле. Они взяли простую систему: одну нестабильную частицу внутри корабля. Когда частица двигалась по временной петле, она начала распадаться — как в обычных условиях.
Но вот магия! Когда корабль приближался к началу временной петли, частица начала... собираться обратно! Это было как в фильмах о путешествиях во времени, только настоящее!
Этот эксперимент стал ключевым доказательством того, что время «знает», как исправлять парадоксы!
Учёные создали временную петлю в очень специфической Вселенной — так называемой Вселенной типа Гёделя. В такой Вселенной всё вращается, и это вращение создаёт особые пути через пространство-время, которые позволяют вернуться в прошлое.
Вселенную Гёделя учёные создали в теории, используя очень точные математические расчёты. Они не построили её физически, а показали, как она должна выглядеть на бумаге.
Представьте себе огромный вихрь, который вращается во всех направлениях одновременно. Примерно так выглядит Вселенная Гёделя в их расчётах. В такой Вселенной пространство и время связаны особым образом — вращение создаёт «петли» в пространстве-времени.
Учёные использовали специальные уравнения Эйнштейна, чтобы показать, что если бы такая Вселенная существовала, она обладала бы очень интересными свойствами. Они рассчитали, как в такой Вселенной будет вести себя время и как частицы будут двигаться по этим «петлям».
Самое главное — они не пытались создать такую Вселенную на самом деле, а просто показали, как она должна работать по законам физики. Это как спроектировать дом на бумаге — сначала нужно понять, как он будет выглядеть и как в нём будут расположены комнаты, а потом уже можно думать о строительстве.
И самое главное: учёные обнаружили, что это работает не только с маленькими частицами, но и с нашими воспоминаниями! Поэтому, даже если бы кто-то путешествовал во времени, он бы ничего не запомнил из своего путешествия. Разве это не похоже на умную защиту временной шкалы? Как будто Вселенная сама защищает себя от возможных парадоксов, делая любые изменения временной шкалы временными и обратимыми.
Учёные не утверждали, что Вселенная Гёделя в точности похожа на нашу — они просто использовали её как полезный пример для понимания путешествий во времени.
Представьте, что вы хотите понять, как работают часы. Вы можете взять простые часы с двумя стрелками, а не суперсложные, с множеством функций. То, что вы изучаете простые часы, не значит, что все часы в мире такие же!
Точно так же учёные выбрали Вселенную Гёделя, потому что в ней очень просто увидеть, как работают путешествия во времени. В ней всё вращается, и это вращение создаёт «петли» в пространстве-времени. Это как чистый лист бумаги — на нём легче рисовать и понимать, как всё работает
На самом деле наша Вселенная совсем другая — в ней нет такого вращения, как во Вселенной Гёделя. Но, изучая простой пример, учёные смогли лучше понять, как работает время в целом и как оно ведёт себя при путешествиях в прошлое. Это как учиться ездить на велосипеде — сначала на простом, а потом можно освоить и более сложный!
Автор: Осипов Илья Александрович, лектор «Смоленского Планетария» имени Ю. А. Гагарина.
