КАК ДА ПОСТРОИМ МАШИНА ЗА ПЪТУВАНЕ ВЪВ ВРЕМЕТОЗдравейте. Казвам се Стивън Хoукинг. Аз съм физик, космолог, но също така и мечтател. Въпреки, че не мога да се движа и трябва да използвам компютър, за да говоря, умът ми е свободен. Свободен съм да изследвам вселената и да задавам големите въпроси като например: Възможно ли е да се пътува във времето? Можем ли да отворим един портал към миналото или да намерим пряк път към бъдещето? И на края можем ли да използваме природните закони за да станем господари на времето?
Пътуването във времето някога се смяташе за ерес в науката. Избягвах да говоря на тази тема от страх да не бъда заклеймен като луд. Но в днешно време вече не съм толкова внимателен. В същност, аз по-скоро съм като хората, които са построили Стоунхендж. Интереса ми към въпросите свързани с времето е огромен. Ако имах машина за пътуване във времето щях да посетя Мерилин Монро, когато е била на върха на славата си или Галилео Галилей, точно когато насочва телескопа си към небето. Може би дори щях да направя едно пътешествие до края на вселената, за да видя как свършва нашата космическа история. За да разберем как това ще стане възможно, трябва да видим времето така както физиците го виждат в четвърто измерение. Не е толкова трудно, колкото изглежда. Всеки ученик знае, че всички физически обекти, включително и аз в стола си, съществуваме в три измерения - широчина, дължина и височина.
Но съществува и друг вид дължина, дължина на времето. Ако човешкият живот средно е 80 г. камъните на Стоунхендж са от хиляди години, а Слънчевата система ще продължи да съществува милиони години. Всичко съществуващо има дължина във времето и пространството.
Пътуването във времето означава пътуване през четвъртото измерение.
За да се разбере какво означава това, представете си, че пътувате заедно в кола. Шофираме в права линия и пътуваме в едно измерение. Ако завием на дясно или ляво, добавяме второто измерение. Ако се движим нагоре и надолу по планински път, добавяме и височината. Ние ще се движим в три измерения. Но как да пътуване във времето? Как да намерим път през четвъртото измерение?
Да навлезем малко в научната фантастика за момент. Филмите за пътуване във времето обикновено показват огромна машина, гладна за енергия. Тази машина създава път през четвъртото измерение, тунел във времето. Един пътешественик във времето, смел, дързък, може би човек, готов кой знае на какво влиза в тунела на времето и излиза кой знае къде. Идеята може да изглежда недостижима, реалността може да бъде много по-различна от тази, но самата идея не е толкова луда.
Физиците са мислили за тунелите във времето, но погледнати от различен ъгъл. Ние се питаме дали порталите към миналото или бъдещето са възможни в рамките на природните закони. Ние вярваме, че е възможно. В действителност, дори сме им дали име: Wormholes- Червейни дупки. Истината е, че wormholes са навсякъде около нас, само че те са твърде малки, за да ги видим. Wormholes са малки. Възникват в различни кътчета на пространството и времето. Това може да изглежда сложно понятие, но ще продължим.
Една червейна дупка е теоретичен тунел или пряк път, предсказан от теорията на относителността на Айнщайн, който свързва две места в пространство-времето, показано на картинката по-долу, като контурите на триизмерна карта, в която отрицателната енергия в космоса дърпа пространството и времето в устата на тунела и излиза в друга вселена. Тази теория продължава да бъде хипотетична, тъй като очевидно никой не я е виждал до сега, но е използвана в някои филми, като проводници за пътуване във времето - В Stargate (1994) и Време за Бандити (1981), например, за да се опишат тунели между вселените.
В материалният свят нищо не е фиксирано или твърдо. Ако видите един обект от достатъчно близко разстояние, ще намерете дупки и гънки в него. Това е основен физически принцип и се отнася дори за времето. Дори нещо толкова гладко като билярдна топка има малки дупки и бръчки. Сега е лесно да се покаже, че това е вярно при първите три измерения. Но повярвайте ми, това също е вярно и в четвъртото измерение. Има малки дупки и ъгли във времето-в най-малък мащаб, дори по-малки от молекули, по-малки от атомите. Така ние стигнахме до едно място, наречено квантовата пяна (quantum foam). Това е мястото, където червейните дупки съществуват. Малки тунели или преки пътища през пространството и времето постоянно се появяват и изчезват в тази квантов свят. Те дори могат да свържат две места и две различни времена.
За съжаление,диаметъра на тези тунели в реалния живот е 0,000 000 000 000 000 000 000 001 сантиметра в диаметър. Твърде малък, за да може един човек да мине през тях - но това е идеята към която са ориентирани всички проекти за машини на времето. Някои учени смятат, че е възможно да се улови една от тези червееви дупки и да се разшири няколко трилиона пъти, за да сенаправи достатъчно голяма, за едно човешко същество или дори на кораб.
Като се има предвид достатъчната мощност и модерната технология, може би една гигантска червейна дупка може да бъде построена в пространството. Не казвам, че точно сега е възможно да се направи, но би било наистина интересно устройство. Единият край може да бъде близо до Земята, а другият много, много далеч на друга планета. Теоретично, тунел или дупка във времето могат да ни отведе до други планети. Ако двете страни са на едно и също място, разделени от времето вместо от разстоянието, един кораб може да влезе от единият край и да излезе от другият край на Земята, но в далечното минало. Може би динозаврите са виждали приземяването на кораби.
Най-бързото превозно средство водено от човек е Аполо 10 със скорост 25,000 мили в час. Но за пътуване във времето, трябва да сме 2000 пъти по-бързи.
Сега разбирам, че да мислим в четири измерения не е лесно и червейните дупки са сложно понятие за разбиране, но изчакайте минута. Измислих един прост експеримент, който може да разкрие дали пътуване във времето през тунела е възможно сега или в бъдеще. Обичам простите експерименти и шампанското.
Така че комбинирах двете, за да видя дали пътуване във времето от бъдещето към миналото е възможно.
Представете си, че направя един празник, един прием за добре дошли на бъдещите пътници във време. Но има една изненада. Аз няма да кажа на никого за събитието, докато не се е случило. Изготвил съм покани, където давам точните координати в пространството и времето. Очаквам, че няколко екземпляра, по един или друг начин, все още са на разположение в продължение на хиляди години. Може би някой ден някой от бъдещето ще намери информация за поканата и ще използва машина на времето, за да дойте на моето парти, доказвайки, че пътуване във времето един ден ще е възможно.
Междувременно моите гости, пътниците би трябвало да дойдат всеки момент. Пет, четири, три, две, едно. Но като казвам това, никой не е дошъл. Жалко. Надявах се, че бъдещата Мис Вселена ще мине през вратата. Защо не проработи този експеримент? Една от причините е добре познат проблем на пътуване към миналото, това, което ние знаем като парадокси.
Парадоксите са забавни. Най-известният от тях е наречен "Парадокс на дядото". Имам една по-опростена версия, която аз наричам "Парадокс на лудия учен."
Не ми харесва начина, по който учените във филмите са представяни като луди, но в този случай, това е вярно. Когато човек е твърдо решен да създаде един парадокс, дори ако това му струва живота. Представете си, че е изградена машина във времето, с която може да се завърнете в миналото.
Чрез тази дупка, ученият може да се види такъв , какъвто е бил преди минути. Но какво, ще стане ако нашият учен използва дупката, за да стреля срещу себе си в миналото? Сега той ще е мъртъв. Тогава кой е стрелял? Това е парадокс. Няма никакъв смисъл. Това е вид ситуация, която създава кошмари на космолозите.
Този вид на машина на времето би нарушила основното правило, което ръководи цялата вселена - причината води до следствието и никога не става обратното.
Мисля, че нещата не могат сами себе си да направят невъзможни. Защото, ако биха могли, не би съществувало нищо, което да спре хаоса на вселената. Затова мисля, че нещо ще се случи винаги да се предотврати парадокса. Трябва да има някаква причина, поради която нашият учен никога да не бъде в ситуация, в която той може да се застреля. И в този случай, съжалявам, че трябва да го кажа, червеевата дупка е проблемът.
В крайна сметка, мисля, че една такава червеева дупка не би могла да съществува. И причина за това е обратна връзка (feedback ). Ако сте били на рок концерт, най-вероятно сте забелязали скърцащият звук. Причината за това е проста. Звукът влиза в микрофона. Предава се през кабели, става по-мощен от усилвателя и излиза през високоговорителите. Но ако звука от високоговорителите отново влиза в микрофона, той създава верига, верига, която започва да става все по-голяма и по-силна. Ако никой не я спира, тази обратна връзка може да унищожи звуковъзпроизвеждащия екип.
Същото се отнася и до една червеева дупка, само, че с радиация, вместо звук. Веднага след като дупката се разшири, естествената радиация ще навлезе в нея и ще се превърне в кръг (цикъл). Обратната връзка е толкова силна, че ще унищожи дупката. Така че, въпреки, че има малки дупки и е възможно някой ден да разширим някоя от тях, тя няма да трае достатъчно дълго, за да я използваме като машина на времето. Това е истинската причина, поради която никой не може да стигне до моето парти.
Всякакъв вид пътуване във времето към миналото през дупки или друг метод, може да се окаже невъзможно, в противен случай, ще създаде парадокси. Така че, за съжаление изглежда, че пътуване в миналото, никога няма да се случи- за разочарование на ловците на динозаври и за облекчение за историците.
Но историята все още не свършва. Това не изключва всякакъв вид пътуване във времето. Аз вярвам в пътуването във времето. Пътуването във времето към бъдещето. Времето тече като река и изглежда, че всеки от нас е потопен в течението му.. Но времето има и друго сходство на реката. Тече с различна скорост на различни места, а това е ключът към пътуване в бъдещето. Тази идея беше предложена за първи път от Алберт Айнщайн, преди повече от 100 години. Той осъзнал, че има места, където времето тече по-бавно, и други, където се ускорява. Бил е абсолютно прав. И доказателството е точно над главите ни. В пространството.
Това е Глобалната система за позициониране или GPS. Изградена е мрежа от сателити в орбита около Земята. Спътниците правят сателитната навигация възможна. Но те също така показват, че времето тече по-бързо в пространство, отколкото на Земята. Във всеки космически кораб има един много точен часовник. Но въпреки, че са много точни, всички те избързват с около една тридесет милярдна част от секундата, всеки ден. Системата трябва да се коригира постоянно, защото тази малка разлика във времето, може да повреди цялата система, което би могло да причини на всяко устройство GPS на Земята объркване с шест мили. Можете да си представите- това ще създаде хаос.
Проблемът не се крие в часовниците. Вървят по-бързо, защото времето тече по-бързо в пространство, отколкото на Земята. И причината за този ефект, е масата на Земята. Айнщайн осъзнал, че материята провлича времето, и го прави бавно, като най-бавната част на реката. Колкото по-тежък е обекта, по бавно тече времето. И тази реалност за наша изненада е това, което отваря вратата към възможността за пътуване във времето и в бъдеще.
Точно в центъра на Млечния път, на 26 000 светлинни години от нас, се намира най-тежкият обект в галактиката. Това е супер масивна черна дупка съдържаща маса на 4 милиона смачкани слънца само в една точка от собствената си гравитация. Колкото по-близо стигаме до черната дупка, толкова по-силна е гравитацията. Ако се приближим достатъчно близо, дори светлината не би могла да се скрие. Черната дупка като тази има един драматичен ефект върху времето, като го забавя повече от всичко друго в галактиката. Това я превръща в естествена машина на времето.
Обичам да си представям как един космически кораб може да се възползва от този феномен, като навлезе в орбита около него. Ако космическата агенция контролира такава мисия от Земята, ще отбележи, че всяка пълна орбита отнема 16 минути. Но за смелите хора на борда на кораба, в близост до този масивен обект, времето ще се забави. И тук ефекта ще бъде много по-силен от гравитационното притегляне на Земята. Времето за екипажа ще бъдат намалено наполовина. За всеки 16 минути в орбита, те ще усещат само 8 минути от времето.
Те ще обикалят и обикалят, ще изпитват само половината от времето. Корабът и неговият екипаж ще пътуват във времето. Представете си, че влязат в орбита за 5 години. За нас те ще се равняват на 10 години. Когато се върнат у дома, всички на Земята ще са с 5 години по-възрастни от тях.
Така, че една масивна черна дупка е машина на времето. Но, разбира се, не е изцяло практична. Тя има своите предимства над дупката и не предизвиква парадокси. Освен това няма да се самоунищожи от някаква обратна връзка. Но това е много опасно. Това е далеч, много далеч в бъдещето. За щастие, има и друг начин за пътуване във времето. И това е последната ни надежда за изграждане на машина на времето.
Ние просто трябва да пътуваме много, много бързо. Много по-бързо от скоростта, необходима, за да не бъдем въвлечени в черна дупка. Това е още един странен фактор на Вселената. Има едно космическо ограничение на скоростта, 186,000 мили в секунда, известно също като скоростта на светлината. Нищо не може да надвишава тази скорост. Един от най-утвърдените принципи в областта на науката. Вярвате или не, пътуване с почти същата скорост на светлината, ни отвежда в бъдещето.
За да се обясни защо, нека си представим една транспортна система от научната фантастика. Представете си един път, който обикаля Земята, път за супер бърз влак. Ние ще използваме този въображаем влак, за да получим представа възможно най-близо до скоростта на светлината и да видим как тя се превръща в машина на времето. На борда имаме пътници с еднопосочен билет към бъдещето. Влакът започва да се ускорява по-бързо и по-бързо. Скоро започва да се върти около Земята.
Да се доближи до скоростта на светлината, означава да се върти по-бързо от Земята. 7 пъти в секунда. Няма значение каква мощност има влака, той никога няма да достигне скоростта на светлината, тъй като законите на физиката го забраняват. Вместо това, казват, че е доста близо до тази граница. Сега започва да се случва нещо необикновено. Времето започва да тече по-бавно на борда в сравнение с останалата част на света, точно както, ако бяхме близо до черна дупка, но още повече. Всичко във влака изглежда се случва в забавен кадър.
Това е защита на ограничение на скоростта и е лесно да видим защо. Представете си едно дете тича напред във влака. Тази скорост прибавя ли се към скоростта на влака, така че детето да може да премине бариерата на скоростта на светлината по случайност? Отговорът е не. Законите на природата предотвратяват тази възможност.
Сега детето не може да тича достатъчно бързо, за да се премине тази граница. Времето винаги ще тече по-бавно за да се защити това ограничение на скоростта. И от тук идва възможността за пътуване в бъдещето.
Представете си, че влакът напуска гарата на 1-ви Януари, 2050. Обикаля около Земята отново и отново в продължение на 100 години преди спиране на Нова година 2150. Пътниците ще са живели само една седмица, защото времето е ускорено във вътрешността на влака. Когато си тръгнат, те ще намерят много по-различен света, който са оставили зад себе си. В рамките на една седмица, ще са изминали 100 години в бъдещето. Разбира се, изграждането на влак, който може да достигне тези скорости е невъзможно. Но сме изградили нещо много подобно на влака - ускорител на частици в ЦЕРН в Женева, Швейцария.
Дълбоко в един кръгъл тунел 16 мили в диаметър, имаме поток от трилиони малки частици. Когато ги пуснем в обръщаме, те се ускоряват от 0 до 60,000 мили в час за частица от секундата. Увеличават енергията си и се движат все по-бързо и по-бързо и обикалят тунела 11 000 пъти в секунда, което е почти същата скорост на светлината. Но подобно на влака, те никога не биха могли да достигнат границата на скороста на светлината. Може да се достигне 99,99% от лимита. Когато това се случи, те също започват да пътуват във времето. Ние го знаем от частици с много кратък живот наречени пи-мезони. Обикновено се разпадат след 25 / 1000,000,000 секунди (25 милиардни от секундата). Но когато те се ускоряват до скорост близка до тази на светлината, живеят 30 пъти по-дълго.
Това е толкова просто. Ако искаме да пътуваме в бъдещето, ние просто трябва да пътуваме бързо. Много бързо. И мисля, че единственият начин да го постигнем е в космоса. Най-бързото превозно средство е Аполо 10. Той достигна 25.000 mph. Но за пътуване във времето ние се нуждаем от много по-голям кораб, наистина огромен. Новият космически кораб ще бъде достатъчно голям, да носи големи количества гориво, достатъчно, за да се ускори до скорост близка до тази на светлината. За да се ускори до границата са ни нужни 6 години.
Първоначалното ускорение трябва да бъде по-бавно защото кораба е тежък и голям. Но постепенно ще започне да се ускорява и скоро ще развие голяма скорост. В рамките на една седмица, ще са достигне до външните планети. След две години, трябва да е достигнал половината от скоростта на светлината, и следва да бъде далеч от нашата Слънчева система. Две години по-късно той ще се движи до 90 процента от скоростта на светлината. За 30000000000000 мили далеч от Земята, четири години след излитането, космическият кораб ще започне да пътува във времето. За всеки час от времето на кораба, два ще са изминали на Земята. Подобна е ситуацията и на космически кораб в орбита около черната дупка.
След още две години на максимална скоростта, корабът ще достигне 99 на сто от скоростта на светлината. С това темпо, един ден на борда му ще се равнява на една година на Земята. Нашият кораб наистина ще лети в бъдещето.
Забавянето на време има и друга полза. Означава, че ние можем, на теория да изминаваме извънредно големи разстояния само за един живот. Едно пътуване до ръба на галактиката ще ни отнеме само 80 години. Но истинското чудо на нашето пътуване е, че то разкрива колко странна е Вселената. Това е една вселена, където времето тече с различни скорости на различни места. Където малките червееви дупки съществуват около нас. И там, където най-накрая, можем да използваме нашите познания от физика да се превърнем в истински пътници в четвъртото измерение.
В оригинал, статията е публикувана в Daily Mail, 3 май, 2010.
http://www.dailymail.co.uk/home/moslive/article-1269288/STEPHEN-HAWKING-How-build-time-machine.htПревод от
http://www.arturogoga.com/2010/05/04/como-construir-una-maquina-del-tiempo-por-stephen-hawking/http://blogzaserioznihora.blogspot.com/2011/09/blog-post_12.html
Автор
Тема: ПЪТУВАНЕ ВЪВ ВРЕМЕТО Е ВЪЗМОЖНО - СТИВЪН ХОУКИНГ (Прочетена 4723 пъти)