Возможно ли построить машину времени? Астрофизики уверены, что да
Возможность создания машины времени занимала людские умы на протяжении всего существования человечества. Пожалуй, перспектива однажды переместиться в эпоху динозавров, а затем, нажав на заветную кнопку, попасть в далекий футуристичный мир будущего, звучит действительно неплохо. К счастью для всех любителей научно-популярной фантастики, астрофизики уверены, что создание настоящей машины времени уже не за горами. Как сообщает портал futurism.com, профессор физики из Университета Коннектикута разработал уникальный способ перемещений во времени. Несмотря на то, что план ученого все еще остается теоретическим, астрофизик Рон Маллет уверен, что созданная им теория однажды сможет помочь ученым для разработки столь желанного для человечества устройства.
Скорее всего, создание машины времени уже не за горами
Можно ли создать машину времени?
Специальная теория относительности Альберта Эйнштейна, созданная еще в 1905 году, может стать ключом к созданию универсальной машины времени. К такому выводу пришел астрофизик из Университета Коннектикута Рон Маллет, который утверждает, что основы СТО могут раскрыть механизм работы устройства, о котором часто рассказывают писатели-фантасты. Согласно гипотезе Маллета, в случае, когда человек находится в космическом корабле, летящем со скоростью, близкой к скорости света, время для него течет медленнее, чем для того, кто остался на Земле. По существу, астронавт мог бы находиться в космосе меньше недели, но вернувшись на Землю, он бы понял, что для людей, оставшихся на планете, прошло бы 10 лет.
Как объяснил астрофизик, его идея машины времени основана на другой теории Эйнштейна — общей теории относительности. Согласно этой теории, массивные объекты сильно искривляют окружающую их материю пространства и времени ввиду присущей им фундаментальной силе — гравитации.
Массивные объекты способны значительно искривлять материю пространства и времени
Кстати, не забудьте подписаться на наши каналы в Яндекс.Дзен и Telegram, где вас уже ждут самые последние новости из мира современной науки и техники.
А что думаете по этому поводу вы? Сможет ли человек однажды попасть в прошлое? Поделитесь своим мнением с нашими подписчиками в Telegram-чате.
В любом случае, главной проблемой в создании устройства, способного изменить ваше настоящее и будущее, является даже не чрезвычайная сложность и дороговизна механизма, но и тот факт, что машина времени может отправить информацию лишь до той точки, когда вы включите машину. Иными словами, возвращение в прошлое может создать большое количество непредвиденных ранее проблем, вызвав возникновение знаменитого парадокса “убитого дедушки”, впервые описанного фантастом Рене Баржавелем.
Можно ли создать машину времени
Lastor Inten » 
04.02.2020 22:01
Возможно ли, что сейчас, в 2020-м году, какой-то учёный возьмет и построит в своей лаборатории машину времени? В теоретической физике данный вопрос обсуждается уже несколько десятилетий, но пора раз и навсегда положить конец этим рассуждениям, расставив все точки над «i».
С точки зрения современной физики, отнюдь не очевидно, что создать такую машину нельзя. Причина кроется в общей теории относительности. Материя способна искривлять пространство и время. Например, у поверхности Земли время примерно на одну миллиардную идёт медленнее, чем в космосе. Одна миллиардная — мелочь; иными словами, у Земли довольно слабое гравитационное поле. Однако эти поля бывают и сильными — например, в окрестностях нейтронных звёзд и других очень массивных объектов. А вот пример из разряда самых экстремальных: чёрные дыры. Их гравитационные поля настолько сильны, что даже свет не может вырваться, когда он, оказавшись слишком близко, попадает за горизонт событий, рубеж невозврата.
Может ли действительно сильное гравитационное поле настолько искривить время, что вы, летя в космическом корабле прямо вперёд, в конечном итоге встретите прошлую версию себя? Физики называют такую ситуацию замкнутой времениподобной кривой (ЗВК). «Кривая» — это траектория в пространстве-времени. Слово «времениподобная» означает, что данная кривая создаётся движением со скоростью, не превышающей скорость света, так что для физического объекта (например, космического корабля) существует принципиальная возможность не отставать. Ну, а «замкнутая» просто-напросто означает, что в один прекрасный момент кривая встретила саму себя, но в прошлом.
Согласно одной из возможных стратегий создания машины времени, следует начинать с поиска или строительства проходимой «червоточины». Червоточина (т.е. «портал») — это туннель сквозь пространство, соединяющий два региона, находящихся на очень большом расстоянии друг от друга. У неё два конца (их можно представлять себе в виде сфер), которые связаны друг с другом узкой трубкой, называемой «горлом». Червоточина «проходима», — а в научной фантастике почти никогда не бывает по-другому, — если сквозь неё может пролететь космический корабль.
В рамках общей теории относительности не составляет большого труда построить математические модели червоточин. И в самом деле: если взять уравнения, которые описывают гравитационное поле в окрестностях вечной и неизменной чёрной дыры, и экстраполировать эти расчёты внутрь дыры, за горизонт событий, то окажется, что чёрная дыра представляет собой ворота в другую вселенную. Но вот загвоздка: как удержать эти ворота открытыми до тех пор, пока через них пролетает корабль? В случае обычной чёрной дыры горло червоточины разрушается так быстро, что вместо пролёта в другой мир можно лишь достичь сингулярности в середине дыры и там сгинуть.
Пусть, однако, эта проблема решена и нам известно, как построить проходимую червоточину между двумя регионами нашей вселенной. Затем нам удалось сделать так, чтобы два конца червоточины находились поблизости. Пусть один конец будет на Земле, а другой — на орбите. Используя червоточину, астронавты будут добираться до космической станции, проводить там рабочий день и к ужину возвращаться домой. Вспомним, что время на Земле идёт медленнее, чем на орбите. Значит, один конец червоточины перемещается во времени быстрее, чем другой. Эта временна́я разница будет накапливаться. Астронавты начнут замечать, что кое-кто из них, используя червоточину, прибывает на космическую станцию чуть-чуть раньше, чем убывает с Земли. Примерно через год после ввода червоточины в эксплуатацию возникнет замкнутая времениподобная кривая. И в конце концов наступит день, когда какой-нибудь астронавт, воспользовавшись червоточиной, сумеет отправить с орбиты радиосигнал более ранней версии себя! Этот астронавт пройдёт через земной конец червоточины в 9:00 и прибудет на космическую станцию в 8:59. Затем он пошлёт себе на Землю радиосообщение о том, что в этот день можно не выходить на работу. При этом возникнет проблемная ситуация в духе парадокса дедушки.
К счастью для всех дедушек, в общей теории относительности есть теорема, согласно которой червоточина может быть проходимой только в том случае, если её держать открытой с помощью отрицательной энергии. Чтобы понять почему, представьте, что вы отправили пучок света, состоящий из летящих под разными углами фотонов, в один из концов червоточины. Свет изначально сжимается; лучи сближаются. Однако, вылетев с другого конца, они расходятся, распространяются вширь. Дело в том, что гравитационные поля червоточины вынуждают лучи света расфокусироваться, или отклониться друг от друга. Но нормальное вещество (с положительной энергией и притягивающей гравитацией) всегда заставляет свет фокусироваться. Чтобы удерживать червоточину от распада, вам понадобится некое вещество с отрицательной энергией и отрицательной гравитацией. Оно было бы весьма странным, так как у нормальных объектов всегда положительная масса и, следовательно, (в силу того, что E = mc²) положительная энергия.
Согласно одной из теорем, если у вас есть пространство-время, в котором изначально не было никаких машин времени, то вы никогда не сможете их построить, не имея отрицательной энергии. Так что на интересующий нас вопрос, похоже, найден ответ. Пока все объекты в природе имеют положительную энергию, машины времени невозможны. Вот только есть небольшая закавыка: посылка не является истинной.
Помимо общей теории относительности, современная наука имеет ещё одну теорию вселенной — квантовую механику. И оказывается, что, исследуя квантово-механические свойства, скажем, электромагнитного поля, можно получить отрицательную энергию. Классическим примером является эффект Казимира, экспериментально зафиксированный и измеренный в лабораторных условиях. Если взять две проводящие пластины и поместить их очень близко друг к другу, они будут воздействовать на вакуум между ними таким образом, что возникнет отрицательная плотность энергии. Конечно, отрицательная энергия в зазоре между пластинами намного меньше, чем плотность положительной энергии в пластинах. Но фактическое наличие какой бы то ни было отрицательной энергии делает недействительными все теоремы, в которых предполагается, что энергия везде положительна.
Но сохраняет ли силу даже в квантовых ситуациях некий принцип замещения? В своём исследовании я предположил, что такой принцип есть. Он связан со вторым законом термодинамики, согласно которому, как вы, должно быть, помните, нельзя построить вечный двигатель; в природе есть необратимые процессы. Если данный вопрос требуется рассмотреть технически, физики вычисляют функцию, называемую энтропией. Её используют, чтобы измерить хаотичность вселенной в данный момент времени. Второй закон гласит, что с течением времени энтропия всегда возрастает.
Даже чёрная дыра подчиняется той или иной версии второго закона. Её энтропия, оказывается, пропорциональна площади её горизонта событий. Другими словами, эта площадь и энтропия любой внешней по отношению к чёрной дыре материи со временем всегда увеличиваются. Данная формулировка второго закона называется обобщённым вторым законом (Generalized Second Law, GSL). Математически доказано, что GSL работает в широком диапазоне разнообразных обстоятельств.
Но следует отметить важный момент: говоря о термодинамике горизонтов, вы вовсе не обязаны иметь дело с чёрной дырой. Тот же самый принцип можно применять к любому наблюдателю. Если некоторые области никогда не попадают в поле зрения данного наблюдателя, они пребывают за пределами его личного горизонта. Чёрная дыра не нужна. Например, если старт космического корабля, в котором вы взлетели, окажется достаточно мощным, некоторые лучи света никогда не смогут вас настигнуть. Они будут за вашим личным горизонтом. Этот тип горизонта называется горизонтом Риндлера (Rindler).
Подобное имеет место в космологии. С течением времени Вселенная расширяется всё быстрее. Следовательно, если какая-то другая галактика находится очень далеко от нашей, то, сколько бы мы ни ждали, она никогда не окажется в поле нашего зрения. Это называют космологическим горизонтом, или горизонтом де Ситтера. Каждое мгновение нашей жизни уносит нас за горизонт, наблюдаемый инопланетянами на какой-нибудь далёкой планете!
Но вот что удивительно: все эти типы горизонтов, как и чёрные дыры, подчиняются второму закону термодинамики. И неважно, как определяется горизонт — субъективно или объективно. Во всех случаях можно не сомневаться, что площадь горизонта и энтропия всего, что способен видеть наблюдатель, с течением времени увеличиваются. Обобщённый второй закон остаётся действующим.
И этого достаточно, чтобы было невозможно создавать машины времени. Пусть вам удалось получить пространство-время с ЗВК. Замкнутая времениподобная кривая сама по себе имеет горизонт. Чтобы понять почему, вообразите то, что вы могли бы наблюдать во время движения по ЗВК. Пристегнувшись к своему креслу в космическом корабле, вы влетаете в червоточину и, пройдя через неё, возвращаетесь к исходным месту и времени. Вы снова пускаетесь в путь, и так продолжается бесконечно.
Теперь предположим, что с далёкой планеты некая контора — скажем, Межгалактическое рекламное агентство (МРА) — пытается послать вам радиосообщение. Чтобы добраться до вас, это послание снова и снова идёт от одного момента времени к другому, более позднему (как это обычно и происходит). Чем дальше от вас планета, с которой послано сообщение, тем позже вы сможете его получить. Ну, а вы снова и снова переживаете одни и те же моменты времени. Так что, если сообщение было послано из очень далёкого места, вы никогда не узнаете, о чём сообщило вам МРА. Значит, есть горизонт, отделяющий места, с которыми вы можете связаться во времени, от мест, с которыми такая связь невозможна.
Посмотрите на картинку в самом верху статьи. На ней изображена пространственно-временная диаграмма вселенной, содержащей ЗВК. Свет распространяется под углом 45 градусов. Представьте, что две синие щели — это два конца проходимой червоточины, а красная линия — это ЗВК. Волнистая линия — ваше пространственно-временное путешествие к входу в червоточину, пунктирная линия — ваш проход через червоточину с возвращением в исходное местоположение. Чёрный конус представляет горизонт, отделяющий пункты, из которых можно отправлять сигналы в ЗВК, от пунктов, из которых делать этого нельзя. Более ранний зелёный сигнал способен достичь ЗВК, а более поздний — нет. В ранние времена горизонт имеет большую и уменьшающуюся площадь.
Такой горизонт (который представляет собой всего лишь границу того, что можно наблюдать при движении по ЗВК) возникает раньше, чем успевает сформироваться ЗВК. В очень ранние времена он представлял бы собой гигантскую сферу, сжимающуюся со скоростью света. А раз уменьшается горизонт, уменьшается и его энтропия. Чтобы работал GSL, энтропия какой-то другой материальной системы должна расти. Проблема в том, что тотальное уменьшение энтропии актуально бесконечно и ничто не может его компенсировать. Поэтому машины времени не в ладах с GSL.
GSL запрещает машины времени. Этот закон запрещает и многое другое. Не может быть проходимых червоточин (даже таких, которые не являются машинами времени), ибо движение через червоточину предполагает наличие горизонтов с уменьшающейся площадью. По той же причине нельзя создать варп-двигатель (warp drive). Мне очень жаль, что для мечтателей, которых вдохновляют фантастические истории, это — как холодный душ, но, похоже, реальный мир устроен иначе, чем мир научной фантастики.
Создание машины времени возможно. Эксперименты со временем. Теоретическая часть
Буквально на днях, после прочтения статьи Путешествия во времени и программирование я загорелся идеей об экспериментальных исследованиях, которые позволили бы получить практические ответы на вопросы о перемещении во времени. Но прежде чем переходить к экспериментам, требуется разработать теоретическое обоснование о возможности преодоления времени между прошлым и будущим. Чем собственно я занимался в течении последних дней. Исследование основано на теории относительности Эйнштейна и релятивистских эффектах, попутно затрагивая также квантовую механику и теорию суперструн. Думаю мне удалось получить положительные ответы на поставленные вопросы, подробно рассмотреть скрытые измерения и попутно получить объяснение некоторых явлений, например, природу корпускулярно-волнового дуализма. А также рассмотреть практические способы передачи информации между настоящим и будущем. Если вас тоже волнуют эти вопросы то добро пожаловать под кат.
Обычно я не занимаюсь теоретической физикой, и в реальности веду довольно однообразную жизнь занимаясь софтом, железом, и отвечая на однотипные вопросы пользователей. Поэтому если найдутся неточности и ошибки надеюсь на конструктивное обсуждение в комментариях. Но мимо данной темы я не смог пройти. В голове то и дело появлялись новые идеи, которые со временем образовались в единую теорию. Я как то не рвусь самому отправляться в прошлое или будущее в котором меня никто не ожидает. Но предполагаю, что в будущем это станет возможно. Меня больше интересуют решение прикладных задач связанных с созданием информационных каналов для передачи информации между прошлым и будущем. А также волнуют вопросы о возможности изменения прошлого и будущего.
Путешествие в прошлое связано с большим количеством трудностей, которые сильно ограничивают возможность такого путешествия. На данном этапе развития науки и техники, думаю преждевременно браться за реализацию таких идей. Но прежде чем понять, можем ли мы изменить прошлое, необходимо определиться с тем, можем ли изменить настоящее и будущее. Ведь суть любых изменений прошлого сводится к изменению последующих событий относительно заданной точки времени, к которому мы хотим вернуться. Если в качестве заданной точки взять текущий момент времени, то необходимость перемещения в прошлое отпадает, также как отпадает большое количество трудностей связанных с таким перемещением. Остается только узнать цепь событий, которые должны произойти в будущем, и попытаться разорвать эту цепь, чтобы получить альтернативное развитие будущего. На самом деле, нам даже не нужно знать полную цепочку событий. Необходимо достоверно узнать сбудется или нет одно конкретное событие в будущем (которое будет объектом исследования). Если сбудется, то значит, цепь событий привело к тому, чтобы это событие сбылось. Тогда у нас появляется возможность повлиять на ход эксперимента и сделать так, чтобы это событие не сбылось. Получится ли нам это сделать вопрос пока не ясный. И дело не в том, сможем ли мы это сделать (экспериментальная установка должна позволить это сделать), а в том, возможно ли альтернативное развитие реальности.
В первую очередь возникает вопрос — как можно достоверно узнать то, что еще не случилось? Ведь все наши знания о будущем всегда сводятся только к прогнозам, а для подобных экспериментов прогнозы не годятся. Полученные в ходе эксперимента данные должны неопровержимо доказывать то, что должно произойти в будущем, как о уже произошедшем событии. Но на самом деле есть способ получения таких достоверных данных. Если как следует рассмотреть теорию относительности Эйнштейна и квантовую механику, то можно найти такую частицу, которая сможет связать прошлое и будущее в одну линию времени и передать нам необходимую информацию. В качестве такой частицы выступает фотон.
Суть эксперимента сводится к знаменитому опыту с двумя щелями с отложенным выбором, который был предложен в 1980 г. физиком Джоном Уилером. Есть много вариантов реализации такого эксперимента, одно из которых приводилось на Хабре. В качестве примера рассмотрим эксперимент с отложенным выбором, который был предложен Скалли и Дрюлем:
На пути источника фотонов — лазера — ставят светоделитель, в качестве которого выступает полупрозрачное зеркало. Обычно такое зеркало отражает половину падающего на него света, а другая половина проходит насквозь. Но фотоны, будучи в состоянии квантовой неопределенности, попадая на светоделитель будут выбирать оба направления одновременно.
После прохождения светоделителя фотоны попадают в даун-конверторы. Даун-конвертор — это прибор, который получает один фотон на входе и производит два фотона на выходе, каждый с половиной энергии («даун-преобразование») от исходного. Один из двух фотонов (так называемый сигнальный фотон) направляется вдоль исходного пути. Другой фотон, произведённый даун-конвертором (именуемый холостым фотоном), посылается в совершенно другом направлении.
Используя полностью отражающие зеркала, расположенные по бокам, два луча снова собираются вместе и направляются к детекторному экрану. Рассматривая свет в виде волны, как в описании Максвелла, на экране можно видеть интерференционную картину.
В эксперименте можно определить какой путь к экрану выбрал сигнальный фотон, путём наблюдения, который из даун-конверторов испустил холостой фотон-партнёр. Так как есть возможность получить информацию о выборе пути сигнального фотона (даже хотя она является полностью косвенной, поскольку не взаимодействуем ни с одним сигнальным фотоном) — наблюдение за холостым фотоном вызывает предотвращение возникновения интерференционной картины.
Итак. Причем тут опыты с двумя щелями
Дело в том, что холостые фотоны, испускаемые даун-конверторами, могут проходить гораздо большее расстояние, чем их сигнальные фотоны-партнёры. Но какое бы расстояние не прошли холостые фотоны, картина на экране всегда будет совпадать с тем, будут ли холостые фотоны зафиксированы или нет.
Допустим, что расстояние холостого фотона до наблюдателя во много раз превышает, чем расстояние сигнального фотона до экрана. Получается, что картина на экране будет заранее отображать тот факт, будут ли наблюдать за холостым фотоном-партнёром или нет. Если даже решение о наблюдение за холостым фотоном принимает генератор случайных событий.
Расстояние, которое может пройти холостой фотон, никак не влияет на результат, который отображается на экране. Если загнать такой фотон в ловушку и, например, заставить многократно крутиться по кольцу, то можно растянуть данный эксперимент на произвольно долгое время. Не зависимо от продолжительности эксперимента мы будем иметь достоверно установленный факт того, что должно случиться в будущем. Например, если решение о том, будем ли мы «ловить» холостой фотон зависит от подбрасывания монеты, то уже в начале эксперимента мы будем знать, «каким образом упадет монетка». Когда на экране появиться картинка, это будет уже свершившийся факт еще до подбрасывания монеты.
Возникает интересная особенность, которая кажется меняет причинно-следственную связь. Мы можем спросить – каким образом следствие (которое произошло в прошлом) может формировать причину (которое должно произойти в будущем)? А если причина еще не наступала, то каким образом мы можем наблюдать следствие? Чтобы это понять попробуем углубиться в специальную теорию относительности Эйнштейна и разобраться с тем, что происходит на самом деле. Но в этом случае нам придется рассматривать фотон как частицу, чтобы не смешивать квантовую неопределенность с теорией относительности.
Почему именно фотон
Это именно та частица, которая идеально подходит для данного эксперимента. Конечно, квантовой неопределенностью обладают и другие частицы, такие как электроны и даже атомы. Но именно фотон имеет предельную скорость движения в пространстве и для него не существует само понятие времени, поэтому оно может беспрепятственно пересекать временное измерение, связывая прошлое с будущем.
Картина времени
Чтобы представить время, необходимо рассмотреть пространство-время в виде непрерывного блока растянутого во времени. Срезы, формирующие блок, являются моментами настоящего времени для наблюдателя. Каждый срез представляет пространство в один момент времени с его точки зрения. Этот момент включает в себя все точки пространства и все события во вселенной, которые представляются для наблюдателя как происходящее одновременно. Объединяя эти срезы настоящего, расположив одну за другим в том порядке, в котором наблюдатель переживает эти временные слои, мы получим область пространства-времени.
Но в зависимости от скорости движения, срезы настоящего будут делить пространство-время под разными углами. Чем больше скорость движения относительно других объектов, тем больше получается угол среза. Это означает, настоящее время движущегося объекта не совпадает с настоящим временем других объектов, относительно которых оно движется.
По направлению движению, срез настоящего времени объекта смещается в будущее относительно неподвижных объектов. В обратном направлении движения, срез настоящего времени объекта смещается в прошлое относительно неподвижных объектов. Это происходит потому, как свет, летящий на встречу движущегося объекта достигает его раньше, чем свет, догоняющей движущийся объект с противоположный стороны. Максимальная скорость движения в пространстве обеспечивает максимальный угол смещения текущего момента времени. Для скорости света этот угол составляет 45°.
Замедление времени
Как я уже писал, для частицы света (фотона) не существует понятие времени. Попробуем рассмотреть причину этого явления. Согласно специальной теории относительности Эйнштейна по мере увеличения скорости объекта происходит замедление времени. Это связано с тем, что по мере увеличения скорости движущегося объекта для света требуется преодолевать все большее расстояние за единицу времени. Например, при движении автомобиля, свету его фар необходимо преодолевать большее расстояние за единицу времени, чем если бы автомобиль стоял на парковке. Но скорость света является предельной величиной и не может увеличиваться. Поэтому складывание скорости света со скоростью движения автомобиля не приводит к увеличению скорости света, а приводит к замедлению времени, согласно формуле:
где r – длительность времени, v – относительная скорость движения объекта.
Для наглядности рассмотрим еще один пример. Возьмем два зеркала и расположим их противоположно одну над другой. Допустим, что луч света будет многократно отражаться между этими двумя зеркалами. Движение луча света будет происходить по вертикальной оси, при каждом отражении отмеряя время как метроном. Теперь начнем двигать наши зеркала по горизонтальной оси. С увеличением скорости движения, траектория движения света будет наклоняться по диагонали, описывая зигзагообразное движение.
Чем больше скорость движения по горизонтали, тем сильнее будет наклонена траектория движения луча. При достижении скорости света рассматриваемая траектория движения будет выпрямлена в одну линию, как если бы мы растянули пружину. То есть свет уже перестанет отражаться между двумя зеркалами и будет двигаться параллельно горизонтальной оси. А значит наш «метроном» перестанет отмерять ход времени.
Поэтому для света не существует измерения времени. Фотон не имеет ни прошлого, ни будущего. Для него есть только текущий момент, в котором оно существует.
Сжатие пространства
Теперь попробуем разобраться с тем, что происходит с пространством на скорости света, в котором пребывают фотоны.
Для примера возьмем некий объект длиной в 1 метр и будем ускорять его до около световой скорости. По мере увеличения скорости объекта мы будем наблюдать релятивистское сокращение длины движущегося объекта, согласно формуле:
где l – это длина, а v – относительная скорость движения объекта.
Под словом «мы будем наблюдать» я имею ввиду неподвижного наблюдателя со стороны. Хотя с точки зрения движущегося объекта, неподвижные наблюдатели так же будут сокращаться в длине, ибо наблюдатели будут с той же скоростью двигаться в противоположном направлении относительно самого объекта. Отметим, что длина объекта является измеряемой величиной, а пространство является точкой отсчета для измерения этой величины. Мы также знаем, что длина объекта имеет фиксированную величину в 1 метр и не может меняться относительно пространства, в котором оно измерено. Значит, наблюдаемое релятивистское сокращение длины говорит о том, что сокращается пространство.
Что произойдет, если объект постепенно ускориться до скорости света? На самом деле ни одна материя не может ускоряться до скорости света. Можно максимально приближаться к этой скорости, но достичь скорости света не возможно. Поэтому с точки зрения наблюдателя, длина движущегося объект будет бесконечно сокращаться, пока не достигнет минимально возможной длины. А с точки зрения движущегося объекта, все относительно неподвижные объекты в пространстве будут бесконечно сжиматься, пока не сократятся до минимально возможной длины. Согласно специальной теории относительности Эйнштейна мы также знаем одну интересную особенность — не зависимо от скорости движения самого объекта, скорость света всегда остается неизменной предельной величиной. Значит, для частицы света всё наше пространство сжато до размеров самого фотона. Причем сжаты все объекты, не зависимо от того двигаются они в пространстве или остаются неподвижными.
Тут можно заметить, что формула релятивистского сокращения длины недвусмысленно дает нам понять, что при скорости света всё пространство будет сжато до нулевого размера. Я же писал о том, что пространство будет сжато размеров самого фотона. Полагаю, оба вывода являются правильными. С точки зрения Стандартной модели фотон является калибровочным бозоном, выполняющую роль переносчика фундаментальных взаимодействий природы, для описания которого требуется калибровочная инвариантность. С точки зрения М-теории, которая на сегодняшний день претендует на звание Единой теории всего, считается, что фотон представляет из себя колебание одномерной струны со свободными концами, которая не имеет размерности в пространстве и может содержать в себе свернутые измерения. Я честно не знаю по каким расчетам сторонники теории суперструн пришли к подобным выводам. Но то, что наши расчеты ведут нас к тем же результатам думаю говорит о том, что мы смотрим в правильном направлении. Расчеты теории суперструн перепроверялись десятилетиями.
Итак. К чему же мы пришли:
Рассмотрим какие выводы следуют из всего что мы узнали:
Пространство фотона
Давайте попробуем разобраться что из себя представляет пространство фотона. Признаюсь, трудно представить что такое пространство фотона. Разум сцепляется за привычное и пытается провести аналогию с нашим миром. А это приводит к ошибочным выводам. Чтобы представить другое измерение нужно отбросить привычные представления и начать думать по другому.
Итак. Представьте себе лупу, собирающее в фокусе всю картину нашего пространства. Допустим, что мы взяли длинную ленту и расположили фокус лупы на этой ленте. Это есть одна точка в пространстве фотона. Теперь немного передвинем лупу параллельно нашей ленте. Точка фокуса также передвинется по ленте. Это уже другая точка в пространстве фотона. Но чем отличаются эти две точки? В каждой точке есть панорама всего пространства, но проекция выполнена из другой точки нашего пространства. К тому же, пока мы передвигали лупу успело пройти какое то время. Получается, что пространство фотона в чем то похоже на кинопленку, снятую с движущегося автомобиля. Но есть некоторые отличия. Пространство фотона имеет только длину и не имеет ширину, поэтому там фиксируется только одно измерение нашего пространства — от начальной до конечной траектории фотона. Так как в каждой точке записана проекция нашего пространства, то в каждой из них имеется наблюдатель! Да да, ведь в каждой точке фиксируются одновременные события с точки зрения самого фотона. И раз уж начальные и конечные траектории фотона расположены в одной линии времени — это одновременные события для фотона, которые затрагивают его в разных точках своего пространства. В этом основное отличие от аналогии с кинопленкой. В каждой точке пространства фотона получается одинаковая картина из разных точек обзора, и отражающая разные моменты времени.
Что происходит, когда фотон движется? Пробегает волна по всей цепочки пространства фотона, когда пересекается с нашим пространством. Волна затухает когда сталкивается с препятствием и передает ему свою энергию. Возможно пересечение пространства фотона с нашим пространством создает момент импульса элементарной частицы, называемое также спином частицы.
А теперь посмотрим как выглядит фотон в нашем мире. С точки зрения наблюдателя пространство фотона свернуто в размеры самого фотона. По сути это самое свернутое пространство и является самим фотоном, отдаленно напоминающую струну. Струна построенная из симметричных проекций самого себя из разных точек пространства и времени. Соответственно фотон содержит в себе всю информацию о самом себе. В любой точке нашего пространства он “знает” весь путь, и все события прошлого и будущего, касающегося самого фотона. Я считаю, что фотон безусловно может предсказывать свое будущее, нужно только поставить правильный эксперимент.
Выводы
1. Остается масса вопросов, ответы на которых трудно получить без проведения экспериментов. Не смотря на то, что подобные эксперименты с двумя щелями проводились много раз, и с различными модификациями, в интернете очень трудно найти об этом информацию. Даже если удается что-то найти, нигде не приводятся вразумительных объяснений сути происходящего и анализа результатов эксперимента. Большинство описаний не содержит никаких выводов и сводится к тому что, «есть такой парадокс и никто не может его объяснить» или «если вам кажется что вы что то поняли, значит вы ничего не поняли» и т. д. А между тем я считаю, что это перспективное направление исследования.
2. Какую информацию можно передавать из будущего в настоящее? Очевидно, что мы можем передать два возможных значения, когда мы будем или не будем наблюдать за холостыми фотонами. Соответственно, в текущем времени мы будем наблюдать волновую интерференцию или скопление частиц из двух полос. Имея два возможных значение можно использовать бинарное кодирование информации и передавать любую информацию из будущего. Для этого потребуется должным образом автоматизировать этот процесс, с использованием большого количества квантовых ячеек памяти. В этом случае мы сможем получать тексты, фотографии, аудио и видео всего, что нас ожидает в будущем. Также можно будет получать передовые разработки в области программных продуктов и возможно даже телепортировать человека, если заранее отправят инструкцию, как построить телепорт.
3. Можно заметить, что достоверность получаемой информации относиться только к самим фотонам. Из будущего может быть отправлена заведомо ложная информация, ведущая нас в заблуждение. Например, если подбросили монетку, и упала решка, но мы отправили информацию, что упал орел, то мы сами вводим себя в заблуждение. Достоверно можно утверждать только то, что отправленная и полученная информация не противоречат друг другу. Но если мы решим ввести себя в заблуждение, то думаю, со временем сможем узнать, почему мы решили так поступить.
Кроме этого, мы не можем точно определить из какого времени получена информация. Например, если мы хотим узнать что произойдет через 10 лет, то нет гарантии того, что мы отправили ответ гораздо раньше. Т.е. можно сфальсифицировать время отправки данных. Думаю для решения этой проблемы может помощь криптографию с открытыми и закрытыми ключами. Для этого потребуется независимый сервер, занимающийся шифрованием и расшифрованием данных, и хранящий в себе пары открытых-закрытых ключей, сформированных на каждый день. Сервер может по запросу шифровать и расшифровать наши данные. Но пока у нас не будет доступа к ключам, мы не сможем сфальсифицировать время отправки и получения данных.
4. Рассматривать результаты экспериментов только с точки зрения теории относительно было бы не совсем правильным. Хотя бы в силу того, что СТО имеет сильную предопределенность будущего. Не приятно думать, что всё предопределено судьбой, хочется верить, что у каждого из нас есть выбор. А если есть выбор, значит должны быть альтернативные ветки реальности. Но что будет, если мы решим действовать по другому, вопреки тому, что отображается на экране? Возникнет новая петля, где мы тоже решим действовать по другому, и это приведет к возникновению бесконечного количества новых петель с противоположными решениям? Но если есть бесконечное количество петель, то мы изначально должны были видеть на экране смесь интерференций и двух полос. А значит, мы изначально не могли бы определиться с противоположным выбором, что снова приводит нас к парадоксу… Я склоняюсь к мысли, что если существуют альтернативные реальности, то на экране будет отображаться только один вариант из двух возможных, не зависимо от того, сделаем мы такой выбор или нет. Если мы сделаем другой выбор, мы создадим новую ветку, где изначально на экране будет показан уже другой вариант из двух возможных. Возможность сделать другой выбор будет означать о существовании альтернативной реальности.
5. Существует вероятность того, что как только экспериментальная установка будет включена, будущее окажется предопределенным. Возникает такой парадокс, что установка сама предопределяет будущее. Сможем ли мы разорвать это кольцо предопределенность, ведь у каждого есть свобода выбора? Или же наша «свобода выбора» будет подчинена хитрым алгоритмам предопределенности, и все наши попытки что то изменить, в конце концов сложатся в цепь событий, которые приведут нас к данной предопределенности? Например, если мы знаем номер выигрышной лотереи, то у нас есть шанс найти этот билет и получить выигрыш. Но если мы также знаем имя победителя, то мы уже не сможем ничего изменить. Может даже кто то другой должен был выиграть лотерею, но мы определили имя победителя и создали цепь событий, которая привела к тому, что предсказанный человек выиграет эту лотерею. Трудно ответить на эти вопросы без проведения экспериментальных опытов. Но если такое имеет место, то единственная возможность избежать предопределенности видеться в том, чтобы не пользоваться этой установкой и не заглядывать в будущее.
Записывая эти выводы, мне вспоминаются события фильма «Час расплаты». Поражает то, насколько точно совпадают детали фильма с нашими расчетами и выводами. Ведь мы не стремились получит именно такие результаты, а просто хотели разобраться с происходящим и следовали формулам теории относительности Эйнштейна. И всё же, если есть такой уровень совпадения, то видимо, мы не одиноки в своих расчетах. Возможно, подобные выводы уже были сделаны десятки лет назад…
