นักฟิสิกส์ได้พิสูจน์ความเป็นไปได้ในการสร้างไทม์แมชชีน นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของเครื่องย้อนเวลา นักวิทยาศาสตร์ได้ยืนยันความเป็นจริงของการเดินทางข้ามเวลา

นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Ben Tippett จากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย ร่วมกับ David Tsang นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ ได้สร้างสิ่งที่พวกเขากล่าวว่าเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ใช้งานได้ของ "ไทม์แมชชีน" ซึ่งใช้หลักการความโค้งของกาล-อวกาศในจักรวาล การวิจัยและการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Classical and Quantum Gravity

นักวิทยาศาสตร์ซึ่งใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้ค้นพบแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ซึ่งพวกเขาเรียกว่า ควานหา หรือโดเมนถอยหลังเข้าคลองผ่านทะลุมิติในอวกาศ-เวลา แต่อย่ารีบเร่งที่จะชื่นชมยินดีกับโอกาสที่จะไปเยี่ยมคุณยายที่เสียชีวิตไปนานแล้วในอดีต นักวิทยาศาสตร์กล่าว มีปัญหาที่ไม่อนุญาตให้ตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ แต่จะเพิ่มเติมในภายหลัง

“คิดว่าการเดินทางข้ามเวลาเป็นนิยายวิทยาศาสตร์ ในความเป็นจริง เราคิดว่ามันเป็นไปไม่ได้เพียงเพราะเรายังไม่ได้ลองจริงๆ” เบ็น ทิปเพตต์ นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและนักคณิตศาสตร์กล่าว

“อย่างไรก็ตาม ไทม์แมชชีนก็เป็นไปได้เช่นกัน อย่างน้อยในทางคณิตศาสตร์” นักวิทยาศาสตร์กล่าวเสริม

แบบจำลองของนักวิทยาศาสตร์มีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่ว่าจักรวาลมีมิติที่สี่ซึ่งก็คือเวลา ในทางกลับกัน สิ่งนี้แสดงให้เห็นการมีอยู่ของความต่อเนื่องของกาล-อวกาศ ซึ่งทิศทางของอวกาศและเวลาที่แตกต่างกันเชื่อมโยงกันด้วยโครงสร้างของจักรวาล

ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์เชื่อมโยงผลกระทบของแรงโน้มถ่วงของจักรวาลกับความโค้งของกาลอวกาศ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์เบื้องหลังวงโคจรทรงรีของดาวเคราะห์และดวงดาวต่างๆ หากมีอวกาศ-เวลา "แบน" หรือไม่โค้ง ดาวเคราะห์ก็จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีสัมพัทธภาพกล่าวว่าเรขาคณิตของอวกาศ-เวลาจะโค้งงอเมื่อมีวัตถุขนาดใหญ่มาก ส่งผลให้พวกมันโคจรรอบดาวฤกษ์

Tippett และ Tsang เชื่อว่าไม่เพียงแต่อวกาศเท่านั้นที่สามารถโค้งงอได้ในจักรวาล ภายใต้อิทธิพลของวัตถุที่มีมวลมาก เวลาก็สามารถโค้งงอได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น พวกเขาอ้างถึงพื้นที่รอบหลุมดำ

“ระยะเวลาภายในกาล-อวกาศสามารถโค้งงอได้เช่นกัน ตัวอย่างคือหลุมดำ ยิ่งเราเข้าใกล้พวกมันมากเท่าไร เวลาก็ยิ่งผ่านไปช้าลงเท่านั้น” ทิปเพตต์กล่าว

“โมเดลไทม์แมชชีนของฉันใช้เวลาในอวกาศแบบโค้งเพื่อให้เวลาสำหรับผู้โดยสารเป็นวงกลมแทนที่จะเป็นเส้นตรง และการเคลื่อนตัวในแวดวงนี้สามารถส่งเราย้อนเวลากลับไปได้”

เพื่อทดสอบสมมติฐาน นักวิทยาศาสตร์เสนอให้สร้างบางสิ่งที่คล้ายกับฟองสบู่ที่สามารถพาทุกคนที่อยู่ในนั้นผ่านกาลเวลาและอวกาศไปตามเส้นทางโค้ง หากฟองนี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่าความเร็วแสง (ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ สิ่งนี้เป็นไปได้ทางคณิตศาสตร์ด้วย) สิ่งนี้จะทำให้ทุกคนที่อยู่ในฟองสามารถย้อนเวลากลับไปได้

แนวคิดนี้จะชัดเจนขึ้นหากคุณดูที่แผนภาพของ Tippett มีตัวละครสองตัวในนั้น ตัวหนึ่งอยู่ในฟองสบู่/ไทม์แมชชีน (นาย A) อีกตัวเป็นผู้สังเกตการณ์ภายนอกที่อยู่นอกฟอง (นาย B)

ลูกศรของเวลาซึ่งอยู่ภายใต้สภาวะปกติ (นั่นคือในจักรวาลของเรา) จะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าเสมอ ในแผนภาพที่นำเสนอจะทำให้อดีตกลายเป็นปัจจุบัน (ระบุด้วยลูกศรสีดำ) ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ คนเหล่านี้แต่ละคนจะได้สัมผัสกับการเคลื่อนไหวของเวลาที่แตกต่างกัน:

“ภายในฟองสบู่ วัตถุ A จะเห็นเหตุการณ์ B เปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ แล้วจึงย้อนกลับ ผู้สังเกตการณ์ B นอกฟองจะเห็น A สองแบบโผล่ออกมาจากตำแหน่งเดียวกัน คือ เข็มนาฬิกาหมุนไปทางขวา และอีกอันหมุนไปทางซ้าย”

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ผู้สังเกตการณ์ภายนอกจะเห็นวัตถุสองเวอร์ชันภายในไทม์แมชชีน เวอร์ชันหนึ่งจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าตามเวลา ส่วนอีกเวอร์ชันจะเคลื่อนที่ถอยหลัง

แน่นอนว่าทั้งหมดนี้ฟังดูน่าสนใจมาก แต่ Tippett และ Tsang กล่าวว่าเรายังไม่ถึงระดับเทคโนโลยีที่สามารถทดสอบสมมติฐานนี้ได้ในทางปฏิบัติ เราไม่มีวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการสร้างไทม์แมชชีนเช่นนี้

“แม้ว่าจากมุมมองทางคณิตศาสตร์สิ่งนี้อาจได้ผล แต่เราไม่สามารถสร้างเครื่องจักรดังกล่าวให้เคลื่อนที่ภายในอวกาศ-เวลาได้ เพราะเราไม่มีวัสดุที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้ และวัสดุที่นี่จะต้องใช้วัสดุที่แปลกใหม่ พวกมันจะทำให้คุณสามารถโค้งงอกาล-อวกาศได้ น่าเสียดายที่วิทยาศาสตร์ยังไม่ได้คิดค้นอะไรแบบนี้” ทิปเพตต์กล่าว

แนวคิดของทิปเพตต์และแซงสะท้อนแนวคิดอีกประการหนึ่งเกี่ยวกับไทม์แมชชีน ซึ่งเรียกว่าฟองสบู่อัลคิวบิแยร์ ซึ่งจะใช้วัสดุแปลกใหม่เพื่อเดินทางผ่านอวกาศและเวลา เฉพาะในกรณีนี้เท่านั้น เรากำลังพูดถึงไม่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่แบบวงกลมในอวกาศ-เวลา แต่เป็นการเคลื่อนที่โดยการบีบอัดพื้นที่ด้านหน้าและขยายออกไปด้านหลัง

ก่อนที่ไอน์สไตน์จะเสนอว่าเวลานั้นสัมพันธ์กันและยืดหยุ่น มนุษยชาติก็เริ่มคิดถึงการเดินทางข้ามเวลาอยู่แล้ว ผลงานวีรบุรุษแห่งนิยายวิทยาศาสตร์สร้างการเคลื่อนไหวดังกล่าวด้วยพลังพิเศษของพวกเขา แต่บ่อยครั้งที่พวกเขาใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า "ไทม์แมชชีน"

นักฟิสิกส์จากสหรัฐอเมริกาและแคนาดาเสนอแนวคิดว่าเครื่องจักรจริงจะเป็นอย่างไรในการเดินทางระหว่างอดีตและอนาคตจากมุมมองทางคณิตศาสตร์

อวกาศ-เวลาโค้ง © ออกแบบตกแต่งภายใน | ชัตเตอร์

“ผู้คนคิดว่าการเดินทางข้ามเวลาเป็นสิ่งที่มหัศจรรย์ และเราก็ไม่มีข้อยกเว้น แต่ในทางคณิตศาสตร์มันเป็นไปได้"

นักวิทยาศาสตร์เรียกการแบ่งอวกาศเป็นสามมิติโดยมีเวลาแยกจากกันไม่ถูกต้อง เขากล่าวว่ามิติทั้งสี่จะต้องแสดงพร้อมกัน โดยมีทิศทางที่ต่างกันเชื่อมโยงกัน เช่น ความต่อเนื่องของกาล-อวกาศ ตามทฤษฎีของไอน์สไตน์ ความโค้งของกาล-อวกาศเป็นตัวกำหนดวงโคจรของดาวเคราะห์ ในอวกาศ-เวลา "แบน" ดาวเคราะห์และดวงดาวจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง

แบบจำลองไทม์แมชชีนใช้ความโค้งของกาลอวกาศในจักรวาลเพื่อโค้งงอเวลาของผู้โดยสารให้เป็นวงกลมแทนที่จะเป็นเส้นตรง “ฟองสบู่” หรือ “กล่อง” ชนิดหนึ่งของเรขาคณิตอวกาศ-เวลาบรรทุกพื้นที่และเวลาทั้งหมดในเส้นทางวงกลมปิดด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วแสงหลายเท่าเพื่อให้ได้ความเร่งคงที่ ที่จริงแล้ว เขาเคลื่อนที่ "ไปข้างหน้า" และ "ถอยหลัง" ตามเวลา

สิ่งนี้คล้ายกันในบางประการ ฟองสบู่อัลคิวบิแยร์และเส้นโค้งคล้ายเวลาปิดสมมุติฐาน (เส้นโค้งคล้ายเวลาปิดภาษาอังกฤษ)- นี่คือลักษณะของแนวคิดในแผนผัง

ผู้โดยสารภายในบับเบิ้ล/ไทม์แมชชีนคือ A ผู้สังเกตการณ์ภายนอกคือ B ลูกศรของเวลาซึ่งภายใต้สภาวะปกติ (อย่างน้อยสำหรับจักรวาลของเรา) มักจะชี้ไปข้างหน้าโดยเปลี่ยนอดีตให้กลายเป็นปัจจุบัน จะแสดงด้วยลูกศรสีดำ

ทั้งบุคคล A และบุคคล B จะได้สัมผัสกับเวลาที่แตกต่างกัน นักวิจัยอธิบายว่า:

“ผู้ที่อยู่ภายในฟอง A จะเห็นว่าเหตุการณ์ B พัฒนาเป็นระยะๆ แล้วย้อนกลับ ผู้สังเกตการณ์ B จะเห็น A สองเวอร์ชันในที่เดียวกัน เนื่องจากเข็มบางเข็มจะหมุนตามเข็มนาฬิกา และเข็มอื่นๆ ในทิศทางตรงกันข้าม"

แม้ว่าจะสามารถอธิบายการเดินทางข้ามเวลาประเภทนี้ได้โดยใช้สมการทางคณิตศาสตร์ แต่ทิปเพตต์ก็สงสัยว่าจะมีใครสร้างเครื่องจักรที่ใช้งานได้จริงหรือไม่

“สิ่งนี้ยังเป็นไปไม่ได้เพราะเราต้องการวัสดุที่เราเรียกว่าสสารแปลกใหม่เพื่อดัดโค้งอวกาศ-เวลาด้วยวิธีที่เหลือเชื่อนี้ แต่อาจจะเปิดได้ในอนาคต”

มีชื่อว่าไทม์แมชชีน ควานหา (อังกฤษ โดเมนถอยหลังเข้าคลองเชิงสาเหตุที่สามารถเดินทางผ่านได้ในกาลอวกาศ)เช่นเดียวกับในซีรีส์โทรทัศน์ของอังกฤษ Doctor Who การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสาร แรงโน้มถ่วงแบบคลาสสิกและควอนตัม.

นักวิทยาศาสตร์ยืนยันความจริงของการเดินทางข้ามเวลา

ศาสตราจารย์สาขาฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบียและผู้ร่วมก่อตั้งเทศกาลวิทยาศาสตร์โลก ไบรอัน กรีนเล่าถึงสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์รู้เกี่ยวกับการเดินทางข้ามเวลา

เป็นสิ่งสำคัญมากที่คุณจะต้องเข้าใจว่าการเดินทางข้ามเวลามีสองประเภท และมีความแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง การเดินทางสู่อนาคตเป็นไปได้อย่างแน่นอน เรารู้วิธีการทำเช่นนี้เพราะไอน์สไตน์แสดงให้เราเห็นทางเมื่อกว่าร้อยปีก่อน น่าแปลกใจที่มีเพียงไม่กี่คนที่รู้เรื่องนี้ เขาแสดงให้เห็นว่าถ้าคุณเข้าไปในอวกาศและบินด้วยความเร็วใกล้แสง นาฬิกาของคุณจะทำงานช้าลง ดังนั้นเมื่อคุณกลับมา โลกจะอยู่ในอนาคตอันไกลโพ้นอยู่แล้ว

© andrey_l | ชัตเตอร์

เขายังแสดงให้เห็นว่าหากคุณเลื่อนเมาส์ไปใกล้แหล่งกำเนิดแรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งเพียงพอ เช่น ดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ และเข้าไปอยู่ในระยะที่ปลอดภัยจากขอบของวัตถุนั้น เวลาก็จะช้าลงสำหรับคุณเมื่อเทียบกับสิ่งอื่นทั้งหมด แล้วเมื่อคุณกลับมายังโลก คุณจะพบว่าตัวเองอยู่ในอนาคตอันไกลโพ้นอีกครั้ง

ไม่มีข้อสงสัยเกี่ยวกับเรื่องนี้ นักฟิสิกส์คนใดก็ตามที่รู้ว่าเรากำลังพูดถึงอะไรจะเห็นด้วยกับสิ่งนี้ แต่การเดินทางข้ามเวลาอีกประเภทหนึ่ง นั่นคือ การเดินทางสู่อดีตผ่านไทม์แมชชีน ถือเป็นหัวข้อถกเถียงอยู่แล้ว และนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่คิดว่ามันเป็นไปไม่ได้

แนวคิดหลักของไทม์แมชชีนซึ่งมักจะให้ความสนใจเมื่อพูดถึงการเดินทางในอดีตนั้นเกี่ยวข้องกับสิ่งที่เรียกว่ารูหนอนหรือรูหนอน พูดคร่าวๆ ก็คือสะพานจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งหรืออุโมงค์ที่ให้เส้นทางที่สั้นที่สุดในการข้ามแก่คุณ ไอน์สไตน์ค้นพบปรากฏการณ์นี้ในปี 1935 แต่ต่อมาก็ตระหนักว่า หากคุณจัดการหลุมในรูหนอน เช่น เข้าใกล้หลุมดำหรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง เวลาในสองหลุมของอุโมงค์นั้นก็จะผ่านไปด้วยความเร็วที่ต่างกัน ดังนั้น คุณจะไม่อีกต่อไป เพียงแค่ย้ายจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ถ้าคุณผ่านอุโมงค์นี้ คุณจะไปจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งของเวลา ตามเส้นทางหนึ่งคุณจะไปสู่อดีตและอีกเส้นทางหนึ่งไปสู่อนาคต

แต่เราไม่รู้ว่ามันจริงแค่ไหน และคุณจะผ่านมันไปได้หรือเปล่า มีความไม่แน่นอนทุกประเภทตรงนี้ นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่าคุณจะไม่สามารถเดินทางผ่านรูหนอนไปสู่อดีตได้ แต่ในทางกลับกัน ก็ยังเป็นไปได้

จักรวาลอาจเป็นโฮโลแกรม

ความคิดที่ว่าจักรวาลอาจเป็นโฮโลแกรมขนาดยักษ์ ซึ่งเป็นความจริงสองมิติที่ปรากฏแต่สามมิติเท่านั้น นั้นได้ล่องลอยไปทั่วชุมชนวิทยาศาสตร์มานานแล้ว เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมนักวิจัยชาวออสเตรียทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์เพื่อพิสูจน์ว่าสถานการณ์ดังกล่าวไม่ได้ลึกซึ้งอย่างที่คิด ผลการคำนวณถูกตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review Letters

© Technische Universität Wien

สมมติฐานที่ว่าจักรวาลของเราเป็นการฉายภาพสามมิติบนพื้นผิวเรียบในอวกาศนั้นกลับไปสู่หลักการโฮโลแกรม ตามแนวคิดที่สรุปไว้ในปี 1990 นักฟิสิกส์ เจอราร์ด ' ฮูฟต์และ ลีโอนาร์ด ซัสคินด์ข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นในการอธิบายขอบเขตของอวกาศโดยสมบูรณ์สามารถเข้ารหัสได้เป็นสองมิติ

เพื่อพิสูจน์สมมติฐานที่ชัดเจนเช่นนี้ จำเป็นต้องมีปรากฏการณ์ที่อธิบายฟิสิกส์ได้ทั้งทฤษฎีสนามควอนตัมและทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมของพื้นที่ราบ และการคำนวณที่เกี่ยวข้องนั้นถูกต้อง

ในการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณเอนโทรปีตามธรรมชาติของการพัวพันของควอนตัม ซึ่งเป็นการพัวพันระหว่างโมเลกุล (กระบวนการของอนุภาคที่เกาะกันและมีอิทธิพลซึ่งกันและกัน) ในระบบควอนตัม และพบว่าค่าของเอนโทรปีของการพัวพันจะเท่ากันทั้งในแบบเรียบ แรงโน้มถ่วงควอนตัมอวกาศ และในทฤษฎีสนามควอนตัมสองมิติ

ซึ่งหมายความว่าหลักการโฮโลแกรมใช้ได้กับจักรวาลของเรา ซึ่งตามทฤษฎีแล้วอาจเป็นโฮโลแกรมขนาดยักษ์ได้ ซึ่งแน่นอนว่าไม่ได้หมายความว่าเธอเป็น - เพียงแต่ว่าตอนนี้การแยกสถานการณ์นี้ออกเป็นเรื่องยากมากขึ้น

ได้มีการพัฒนาระบบคอมพิวเตอร์จำลองจักรวาล

นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษและดัตช์กลุ่มหนึ่งได้พัฒนาระบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์สำหรับจักรวาล ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถศึกษาการพัฒนาของกาแลคซีและเข้าใจว่าจักรวาลกำลังขยายตัวได้อย่างไร

© Maria Starovoytova | Shutterstock.com

มีระบบที่เรียกว่า นกอินทรี (วิวัฒนาการและการประกอบกาแลคซีและสภาพแวดล้อม - วิวัฒนาการและการก่อตัวของกาแลคซีและพื้นที่โดยรอบ)ได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของกาแลคซีซึ่งมีมวล ขนาด และอายุใกล้เคียงกับกาแลคซีที่พบในจักรวาลจริง รายงานโดย "อาร์ไอเอ โนวอสตี"- บทความที่อธิบายผลงานของนักวิทยาศาสตร์จะได้รับการตีพิมพ์ในเดือนมกราคม 2558 ในวารสาร ประกาศรายเดือนของ Royal Astronomical Society.

ให้เราระลึกว่าผู้เชี่ยวชาญของ NASA เพิ่งเผยแพร่ภาพการควบรวมกาแลคซี NGC 2207 และ IC 2163 ที่ได้รับโดยใช้อุปกรณ์จากหอดูดาวรังสีเอกซ์จันทราอเมริกัน กาแลคซีที่รวมกันอยู่ในกลุ่มดาว กลุ่มดาวสุนัขใหญ่ที่ระยะห่างจากโลก 130 ล้านปีแสง ในช่วง 15 ปีที่ผ่านมา มีการบันทึกการระเบิดซูเปอร์โนวาสามครั้งในนั้น

นอกจากนี้ ชุมชนวิทยาศาสตร์อวกาศยังตื่นตระหนกกับการค้นพบกาแลคซีกังหันที่ผิดปกติซึ่งมีอนุภาคมูลฐานขนาดมหึมาที่พุ่งออกไปด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง

คะแนนวัสดุโดยรวม: 4.8

วัสดุที่คล้ายกัน (ตามแท็ก):

ประวัติศาสตร์การลงจอดบนดาวอังคารเพิ่งเริ่มต้นเท่านั้น ขีปนาวุธตระกูล Angara ทำงานอย่างไร ต้นฉบับที่ไม่รู้จักของนิโคลา เทสลา

นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Ben Tippett จากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย ร่วมกับ David Tsang นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ ได้สร้างสิ่งที่พวกเขากล่าวว่าเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ใช้งานได้ของ "ไทม์แมชชีน" ซึ่งใช้หลักการความโค้งของกาล-อวกาศในจักรวาล การวิจัยและการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Classical and Quantum Gravity

นักวิทยาศาสตร์ซึ่งใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้ค้นพบแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ซึ่งพวกเขาเรียกว่า ควานหา หรือโดเมนถอยหลังเข้าคลองผ่านทะลุมิติในอวกาศ-เวลา แต่อย่ารีบเร่งที่จะชื่นชมยินดีกับโอกาสที่จะไปเยี่ยมคุณยายที่เสียชีวิตไปนานแล้วในอดีต นักวิทยาศาสตร์กล่าว มีปัญหาที่ไม่อนุญาตให้ตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ แต่จะเพิ่มเติมในภายหลัง

“ผู้คนคิดว่าการเดินทางข้ามเวลาเป็นนิยายวิทยาศาสตร์ ในความเป็นจริง เราคิดว่ามันเป็นไปไม่ได้เพียงเพราะเรายังไม่ได้ลองจริงๆ” เบ็น ทิปเพตต์ นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและนักคณิตศาสตร์กล่าว

“อย่างไรก็ตาม ไทม์แมชชีนก็เป็นไปได้ อย่างน้อยก็ในทางคณิตศาสตร์” นักวิทยาศาสตร์กล่าวเสริม

แบบจำลองของนักวิทยาศาสตร์มีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่ว่าจักรวาลมีมิติที่สี่ซึ่งก็คือเวลา ในทางกลับกัน สิ่งนี้แสดงให้เห็นการมีอยู่ของความต่อเนื่องของกาล-อวกาศ ซึ่งทิศทางของอวกาศและเวลาที่แตกต่างกันเชื่อมโยงกันด้วยโครงสร้างของจักรวาล

ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์เชื่อมโยงผลกระทบของแรงโน้มถ่วงของจักรวาลกับความโค้งของกาลอวกาศ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์เบื้องหลังวงโคจรทรงรีของดาวเคราะห์และดวงดาวต่างๆ หากมีอวกาศ-เวลา "แบน" หรือไม่โค้ง ดาวเคราะห์ก็จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีสัมพัทธภาพกล่าวว่าเรขาคณิตของอวกาศ-เวลาจะโค้งงอเมื่อมีวัตถุขนาดใหญ่มาก ส่งผลให้พวกมันโคจรรอบดาวฤกษ์

Tippett และ Tsang เชื่อว่าไม่เพียงแต่อวกาศเท่านั้นที่สามารถโค้งงอได้ในจักรวาล ภายใต้อิทธิพลของวัตถุที่มีมวลมาก เวลาก็สามารถโค้งงอได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น พวกเขาอ้างถึงพื้นที่รอบหลุมดำ

“ระยะเวลาภายในกาล-อวกาศสามารถโค้งงอได้เช่นกัน ตัวอย่างคือหลุมดำ ยิ่งเราเข้าใกล้พวกมันมากเท่าไร เวลาก็ยิ่งผ่านไปช้าลงเท่านั้น” ทิปเพตต์กล่าว

“โมเดลไทม์แมชชีนของฉันใช้เวลาในอวกาศแบบโค้งเพื่อให้เวลาสำหรับผู้โดยสารเป็นวงกลมแทนที่จะเป็นเส้นตรง และการเคลื่อนตัวในแวดวงนี้สามารถส่งเราย้อนเวลากลับไปได้”

เพื่อทดสอบสมมติฐาน นักวิทยาศาสตร์เสนอให้สร้างบางสิ่งที่คล้ายกับฟองสบู่ที่สามารถพาทุกคนที่อยู่ในนั้นผ่านกาลเวลาและอวกาศไปตามเส้นทางโค้ง หากฟองนี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่าความเร็วแสง (ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ สิ่งนี้เป็นไปได้ทางคณิตศาสตร์ด้วย) สิ่งนี้จะทำให้ทุกคนที่อยู่ในฟองสามารถย้อนเวลากลับไปได้

แนวคิดนี้จะชัดเจนขึ้นหากคุณดูที่แผนภาพของ Tippett มีตัวละครสองตัวในนั้น ตัวหนึ่งอยู่ในฟองสบู่/ไทม์แมชชีน (นาย A) อีกตัวเป็นผู้สังเกตการณ์ภายนอกที่อยู่นอกฟอง (นาย B)

ลูกศรของเวลาซึ่งอยู่ภายใต้สภาวะปกติ (นั่นคือในจักรวาลของเรา) จะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าเสมอ ในแผนภาพที่นำเสนอจะทำให้อดีตกลายเป็นปัจจุบัน (ระบุด้วยลูกศรสีดำ) ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ คนเหล่านี้แต่ละคนจะได้สัมผัสกับการเคลื่อนไหวของเวลาที่แตกต่างกัน:

“ภายในฟองสบู่ วัตถุ A จะเห็นเหตุการณ์ B เปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ แล้วจึงย้อนกลับ ผู้สังเกตการณ์ B นอกฟองจะเห็น A สองแบบโผล่ออกมาจากตำแหน่งเดียวกัน คือ เข็มนาฬิกาหมุนไปทางขวา และอีกอันหมุนไปทางซ้าย”

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ผู้สังเกตการณ์ภายนอกจะเห็นวัตถุสองเวอร์ชันภายในไทม์แมชชีน เวอร์ชันหนึ่งจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าตามเวลา ส่วนอีกเวอร์ชันจะเคลื่อนที่ถอยหลัง

แน่นอนว่าทั้งหมดนี้ฟังดูน่าสนใจมาก แต่ Tippett และ Tsang กล่าวว่าเรายังไม่ถึงระดับเทคโนโลยีที่สามารถทดสอบสมมติฐานนี้ได้ในทางปฏิบัติ เราไม่มีวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการสร้างไทม์แมชชีนเช่นนี้

“แม้ว่าจากมุมมองทางคณิตศาสตร์สิ่งนี้อาจได้ผล แต่เราไม่สามารถสร้างเครื่องจักรดังกล่าวให้เคลื่อนที่ภายในอวกาศ-เวลาได้ เพราะเราไม่มีวัสดุที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้ และวัสดุที่นี่จะต้องใช้วัสดุที่แปลกใหม่ พวกมันจะทำให้คุณสามารถโค้งงอกาล-อวกาศได้ น่าเสียดายที่วิทยาศาสตร์ยังไม่ได้คิดค้นอะไรแบบนี้” ทิปเพตต์กล่าว

แนวคิดของทิปเพตต์และแซงสะท้อนแนวคิดอีกประการหนึ่งเกี่ยวกับไทม์แมชชีน ซึ่งเรียกว่าฟองสบู่อัลคิวบิแยร์ ซึ่งจะใช้วัสดุแปลกใหม่เพื่อเดินทางผ่านอวกาศและเวลา เฉพาะในกรณีนี้ เราไม่ได้พูดถึงการเคลื่อนที่แบบวงกลมในอวกาศ-เวลา แต่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่โดยการบีบพื้นที่ด้านหน้าเราและขยายออกไปด้านหลังเรา

นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Ben Tippett จากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย ร่วมกับ David Tsang นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ ได้สร้างสิ่งที่พวกเขากล่าวว่าเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ใช้งานได้ของ "ไทม์แมชชีน" ซึ่งใช้หลักการความโค้งของกาล-อวกาศในจักรวาล การวิจัยและการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Classical and Quantum Gravity

นักวิทยาศาสตร์ซึ่งใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้ค้นพบแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ซึ่งพวกเขาเรียกว่า ควานหา หรือโดเมนถอยหลังเข้าคลองผ่านทะลุมิติในอวกาศ-เวลา แต่อย่ารีบเร่งที่จะชื่นชมยินดีกับโอกาสที่จะไปเยี่ยมคุณยายที่เสียชีวิตไปนานแล้วในอดีต นักวิทยาศาสตร์กล่าว มีปัญหาที่ไม่อนุญาตให้ตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ แต่จะเพิ่มเติมในภายหลัง

“ผู้คนคิดว่าการเดินทางข้ามเวลาเป็นนิยายวิทยาศาสตร์ ในความเป็นจริง เราคิดว่ามันเป็นไปไม่ได้เพียงเพราะเรายังไม่ได้ลองจริงๆ” เบ็น ทิปเพตต์ นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและนักคณิตศาสตร์กล่าว

“อย่างไรก็ตาม ไทม์แมชชีนก็เป็นไปได้ อย่างน้อยก็ในทางคณิตศาสตร์” นักวิทยาศาสตร์กล่าวเสริม

แบบจำลองของนักวิทยาศาสตร์มีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่ว่าจักรวาลมีมิติที่สี่ซึ่งก็คือเวลา ในทางกลับกัน สิ่งนี้แสดงให้เห็นการมีอยู่ของความต่อเนื่องของกาล-อวกาศ ซึ่งทิศทางของอวกาศและเวลาที่แตกต่างกันเชื่อมโยงกันด้วยโครงสร้างของจักรวาล

ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์เชื่อมโยงผลกระทบของแรงโน้มถ่วงของจักรวาลกับความโค้งของกาลอวกาศ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์เบื้องหลังวงโคจรทรงรีของดาวเคราะห์และดวงดาวต่างๆ หากมีอวกาศ-เวลา "แบน" หรือไม่โค้ง ดาวเคราะห์ก็จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีสัมพัทธภาพกล่าวว่าเรขาคณิตของอวกาศ-เวลาจะโค้งงอเมื่อมีวัตถุขนาดใหญ่มาก ส่งผลให้พวกมันโคจรรอบดาวฤกษ์

Tippett และ Tsang เชื่อว่าไม่เพียงแต่อวกาศเท่านั้นที่สามารถโค้งงอได้ในจักรวาล ภายใต้อิทธิพลของวัตถุที่มีมวลมาก เวลาก็สามารถโค้งงอได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น พวกเขาอ้างถึงพื้นที่รอบหลุมดำ

“ระยะเวลาภายในกาล-อวกาศสามารถโค้งงอได้เช่นกัน ตัวอย่างคือหลุมดำ ยิ่งเราเข้าใกล้พวกมันมากเท่าไร เวลาก็ยิ่งผ่านไปช้าลงเท่านั้น” ทิปเพตต์กล่าว

“โมเดลไทม์แมชชีนของฉันใช้เวลาในอวกาศแบบโค้งเพื่อให้เวลาสำหรับผู้โดยสารเป็นวงกลมแทนที่จะเป็นเส้นตรง และการเคลื่อนตัวในแวดวงนี้สามารถส่งเราย้อนเวลากลับไปได้”

เพื่อทดสอบสมมติฐาน นักวิทยาศาสตร์เสนอให้สร้างบางสิ่งที่คล้ายกับฟองสบู่ที่สามารถพาทุกคนที่อยู่ในนั้นผ่านกาลเวลาและอวกาศไปตามเส้นทางโค้ง หากฟองนี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่าความเร็วแสง (ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ สิ่งนี้เป็นไปได้ทางคณิตศาสตร์ด้วย) สิ่งนี้จะทำให้ทุกคนที่อยู่ในฟองสามารถย้อนเวลากลับไปได้

แนวคิดนี้จะชัดเจนขึ้นหากคุณดูที่แผนภาพของ Tippett มีตัวละครสองตัวในนั้น ตัวหนึ่งอยู่ในฟองสบู่/ไทม์แมชชีน (นาย A) อีกตัวเป็นผู้สังเกตการณ์ภายนอกที่อยู่นอกฟอง (นาย B)

ลูกศรของเวลาซึ่งอยู่ภายใต้สภาวะปกติ (นั่นคือในจักรวาลของเรา) จะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าเสมอ ในแผนภาพที่นำเสนอจะทำให้อดีตกลายเป็นปัจจุบัน (ระบุด้วยลูกศรสีดำ) ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ คนเหล่านี้แต่ละคนจะได้สัมผัสกับการเคลื่อนไหวของเวลาที่แตกต่างกัน:

“ภายในฟองสบู่ วัตถุ A จะเห็นเหตุการณ์ B เปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ แล้วจึงย้อนกลับ ผู้สังเกตการณ์ B นอกฟองจะเห็น A สองแบบโผล่ออกมาจากตำแหน่งเดียวกัน คือ เข็มนาฬิกาหมุนไปทางขวา และอีกอันหมุนไปทางซ้าย”

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ผู้สังเกตการณ์ภายนอกจะเห็นวัตถุสองเวอร์ชันภายในไทม์แมชชีน เวอร์ชันหนึ่งจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าตามเวลา ส่วนอีกเวอร์ชันจะเคลื่อนที่ถอยหลัง

แน่นอนว่าทั้งหมดนี้ฟังดูน่าสนใจมาก แต่ Tippett และ Tsang กล่าวว่าเรายังไม่ถึงระดับเทคโนโลยีที่สามารถทดสอบสมมติฐานนี้ได้ในทางปฏิบัติ เราไม่มีวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการสร้างไทม์แมชชีนเช่นนี้

“แม้ว่าจากมุมมองทางคณิตศาสตร์สิ่งนี้อาจได้ผล แต่เราไม่สามารถสร้างเครื่องจักรดังกล่าวให้เคลื่อนที่ภายในอวกาศ-เวลาได้ เพราะเราไม่มีวัสดุที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้ และวัสดุที่นี่จะต้องใช้วัสดุที่แปลกใหม่ พวกมันจะทำให้คุณสามารถโค้งงอกาล-อวกาศได้ น่าเสียดายที่วิทยาศาสตร์ยังไม่ได้คิดค้นอะไรแบบนี้” ทิปเพตต์กล่าว

แนวคิดของทิปเพตต์และแซงสะท้อนแนวคิดอีกประการหนึ่งเกี่ยวกับไทม์แมชชีน ซึ่งเรียกว่าฟองสบู่อัลคิวบิแยร์ ซึ่งจะใช้วัสดุแปลกใหม่เพื่อเดินทางผ่านอวกาศและเวลา เฉพาะในกรณีนี้ เราไม่ได้พูดถึงการเคลื่อนที่แบบวงกลมในอวกาศ-เวลา แต่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่โดยการบีบพื้นที่ด้านหน้าเราและขยายออกไปด้านหลังเรา

ก่อนหน้านี้:

นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ในออสเตรเลียได้กำหนดภารกิจของตนเองแล้ว
จำลองการทดลองทางคอมพิวเตอร์ที่จะพิสูจน์ความเป็นไปได้ของการเดินทางข้ามเวลาในระดับควอนตัม ซึ่งคาดการณ์ไว้ในปี 1991

พวกเขาสามารถจำลองพฤติกรรมของโฟตอนเดี่ยวที่ผ่านรูหนอนในอวกาศ-เวลาไปสู่อดีตและมีปฏิสัมพันธ์กับตัวมันเอง

วิถีโคจรของอนุภาคดังกล่าวเรียกว่าเส้นโค้งคล้ายเวลาปิด - โฟตอนจะกลับสู่จุดอวกาศ-เวลาดั้งเดิมนั่นคือ เส้นโลกของมันปิดลง

นักวิจัยพิจารณาสองสถานการณ์ ในตอนแรก อนุภาคจะผ่านรูหนอน ย้อนกลับไปในอดีต และมีปฏิสัมพันธ์กับตัวมันเอง ในสถานการณ์ที่สอง โฟตอนซึ่งปิดล้อมตลอดกาลในเส้นโค้งคล้ายเวลาปิด มีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคธรรมดาอีกอนุภาคหนึ่ง

ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ งานของพวกเขามีส่วนสำคัญในการหลอมรวมทฤษฎีฟิสิกส์อันยิ่งใหญ่สองทฤษฎีที่จนถึงขณะนี้ไม่มีอะไรเหมือนกันเลย นั่นคือ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (GTR) ของไอน์สไตน์ และกลศาสตร์ควอนตัม

ทฤษฎีของไอน์สไตน์อธิบายโลกของดวงดาวและกาแล็กซี ในขณะที่กลศาสตร์ควอนตัมศึกษาคุณสมบัติของอนุภาคมูลฐาน อะตอม และโมเลกุลเป็นหลัก

– Martin Ringbauer มหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์เปิดโอกาสให้วัตถุเดินทางย้อนเวลากลับไปได้ ซึ่งจากนั้นจะตกลงไปในเส้นโค้งคล้ายเวลาปิด อย่างไรก็ตาม ความเป็นไปได้นี้อาจทำให้เกิดความขัดแย้งหลายประการ เช่น นักเดินทางข้ามเวลาอาจทำให้พ่อแม่ไม่สามารถพบกันได้ ซึ่งจะทำให้การเกิดของเขาเองเป็นไปไม่ได้

ในปีพ.ศ. 2534 มีข้อแนะนำเป็นครั้งแรกว่าการเดินทางข้ามเวลาในโลกควอนตัมสามารถขจัดความขัดแย้งดังกล่าวได้ เนื่องจากคุณสมบัติของอนุภาคควอนตัมไม่ได้ถูกกำหนดอย่างแม่นยำ ตามหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก

การทดลองทางคอมพิวเตอร์โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรเลียเป็นการทดลองแรกๆ ที่ศึกษาพฤติกรรมของอนุภาคควอนตัมในสถานการณ์เช่นนี้ ในขณะเดียวกันก็มีการระบุเอฟเฟกต์ใหม่ที่น่าสนใจซึ่งเป็นไปไม่ได้ในกลศาสตร์ควอนตัมมาตรฐาน

ตัวอย่างเช่น ปรากฎว่ามันเป็นไปได้ที่จะแยกแยะสถานะต่างๆ ของระบบควอนตัมได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นไปไม่ได้เลยหากยังคงอยู่ในกรอบของทฤษฎีควอนตัม

แหล่งที่มา:
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6382/aa6549/meta;jsessionid=F0836BB9CB9CAE5578D9E6B7E07F4CF5.c1.iopscience.cld.iop.org

นี่คือสำเนาของบทความที่อยู่ที่