Путешествовать во времени- это одно из сильнейших желаний всех людей. С одной стороны, это невероятная возможность пожить практически в каждой эпохе, с другой – мы можем столкнуться с временными парадоксами, способными изменить мир. В теории относительности Эйнштейна нет ничего, чтобы можно было исключить подобные путешествия, хотя само путешествие в прошлое нарушает одну из фундаментальных констант физики – причинность.
Есть две группы ученых, которые спорят о самой структуре времени: одни считают, что, вернувшись в прошлое и изменив хоть что-то, можно поменять будущее, причем самым непредсказуемым образом. Другие же полагают, что время представляет собой замкнутый цикл, который постоянно повторяется, и одни события не влияют на другие, так как существуют в разных временных плоскостях. Согласно этим теориям были , о которых мы тебе расскажем.
1. Парадокс предопределения
Этот парадокс возникает, когда человек, путешествующий во времени, становится частью прошлых событий и его действия в конечном счете приводят к тому событию, на которое он пытается повлиять или предотвратить. Благодаря ему создается временной цикл причинности, в котором Событие 1 в прошлом влияет на Событие 2 в будущем (имеется в виду путешествие во времени в прошлое), которое и стало причиной События 1. Создается некий круговорот циклов, который гарантирует, что история не изменится, так что любые путешествия во времени и попытки изменить прошлое приведут к самой причине, а не исправлению этих действий. Данный парадокс предполагает, что все в любом случае случится так, как должно, и ничто этого не изменит.
Иными словами, путешествие и действия человека становятся самой причиной, из-за которой и случились определенные события. Предположим, что твою собаку сбила машина и ты решил вернуться в прошлое, чтобы это исправить. Ты знаешь время и место и уже готов спасти пса. Вот ты видишь, как он начинает перебегать дорогу, и кидаешься, чтобы не дать ему это сделать. В этот момент из-за угла выруливает машина, которая вот-вот собьет тебя. Чтобы не наехать на человека, водитель крутит руль и случайно наезжает на собаку. То есть твое появление в прошлом и стало причиной того, что собака умерла.
2. Онтологический парадокс
В этом парадоксе говорится о том, что любой объект, человек или часть информации, которые будут отправлены назад во времени, приведут к бесконечному циклу, в котором данный объект не имеет видимого происхождения, или даже не создавался. Иначе этот на примере молодого человека, который отправился назад в прошлое и там охмурил дамочку, с которой затем переспал. Через 3 месяца он вернулся в свое время, не зная, что эта женщина беременна. Ее ребенок растет, и становится, – угадай кем – да, путешественником во времени, который возвращается назад и встречает женщину, и так далее по бесконечному кругу.
Этот парадокс подразумевает, что прошлое, будущее и настоящее не определены, из-за чего ученые не могут понять, как определить происхождение чего угодно, если оно может и не существовать вовсе. Уравнение поля Эйнштейна допускает возможность существования подобных циклов, так что нет ничего не возможного.
3. Парадокс дедушки
И он чертовски интересен! Этот парадокс предполагает «самосогласованное решение», потому что если ты отправляешься в прошлое и убиваешь своего деда, то ты никогда не родишься и не сможешь отправиться в прошлое. Парадокс! Предположим, ты решил убить своего деда, потому что он создал династию, которая уничтожила мир и превратила его в горящее пепелище. Принято решение убить его перед тем, как он встретит бабушку, так что таким образом вся ваша семейная линия исчезнет, включая и тебя. Такой подход порождает 2 гипотезы.
Гипотеза о защите линии времени: ты возвращаешься в прошлое, приходишь к деду и приставляешь револьвер к его голове, нажимаешь на спусковой крючок, но ничего не происходит. Ты нажимаешь снова и снова, а слышишь только «клац», «клац», «клац»! Возможно, пули имеют дефекты, или же спусковой крючок не работает как следует. Но направь пистолет в любую другую точку, и услышишь выстрел. На деда – снова ничего. Так же произойдет и с ножом: ты оставишь лишь шрамы, которыми он будет бахвалиться в будущем; попытаешься отравить – яд выпьет кто угодно, но не дед. Ты будешь предпринимать множество попыток, которые так и не приведут к результату.
Множественная гипотеза вселенных: ты вернулся во времени и застрелил своего деда, так что дело сделано. Но в «настоящем» сталкиваешься с тем, что ты никогда здесь не существовал. Все воспоминания, факт жизни – стерто. Убив деда, ты создаешь временную шкалу, в которой ты никогда не существовал. Ученые считают, что таким образом можно создать альтернативную временную шкалу или параллельную вселенную.
4. Парадокс убийства Гитлера
Подобно парадоксу деда, который может предотвратить собственное рождение, парадокс Гитлера стирает саму причину того, чтобы вернуться назад во времени и убить. Кроме того, убийство деда имеет ограниченный «эффект бабочки», а убийство злобного немца приведет к последствиям, которые отразятся на всем мире. Сам парадокс возникает в первую очередь из-за того, что вряд ли бы кто-то столь успешный, имеющий в распоряжении машину времени, стал бы путешествовать с целью уничтожения Гитлера, ведь сегодня он на коне, зачем что-то менять. С другой стороны, если бы ты убил фюрера, то он не совершил бы ни одного действия, которое вызвало бы желание сделать это.
5. Парадокс Полчинского
Американский физик-теоретик Джозеф Полчинский предложил сценарий временного парадокса, в котором бильярдный шар входит в червоточину и появляется в прошлом как раз в тот момент, чтобы столкнуться с младшей версией себя и остановить вхождение. Парадокс Полчинского воспринимается физиками очень серьезно благодаря теории относительности Эйнштейна, которая предполагает возможность путешествовать во времени.
Когда Джозеф предположил , то вложил в него принцип Новикова, который подтверждает возможность путешествия во времени, но запрещает временные парадоксы. Благодаря этому были сформированы решения, которые помогут избежать временных парадоксов, а значит, и изменений в прошлом. Возьмем наш бильярдный шар: шар, который появится из червоточины, ударит искомую версию и изменит направление ее движения, но недостаточно, чтобы помешать ей войти в червоточину.
Это значит, что вмешательство в прошлое может произойти, но оно лишь изменит временную линию истории, дополнив каким-либо событием, но саму историю изменить не удастся. Это объясняет и парадокс деда, в котором попытки убить его будут оканчиваться провалом.
Традиционно еще одной причиной, по которой большинство ученых отбрасывают идею путешествий во времени, являются временные парадоксы. Например, если вернуться назад во времени и убить своих родителей до момента своего рождения, то рождение станет невозможным. Так что, для начала, некак вернуться назад во времени и убить своих родителей. Не самый лучший пример, но это важно, т.к. наука основывается на логически последовательных идеях; такого временного парадокса было бы достаточно, чтобы отбросить идею о путешествии во времени. Эти временные парадоксы разделяются на несколько категорий:
Дедушкин парадокс.
Согласно этому парадоксу, возможно изменить прошлое таким образом, что существование настоящего становится невозможным. Например, отправившись в отдаленное прошлое, чтобы взглянуть на динозавров, можно случайно наступить на маленькое мохнатое существо, которое, возможно, было первым предком рода человеческого. Уничтожив своего предка, собственное существование ствновится логически
невозможным.
Информационный парадокс. Согласно этому парадоксу, информация приходит из будущего, а это означает, что у нее нет начала. Например можно представить, что какой-то ученый создал таки машину времени и отправляется в прошлое, чтобы поведать секрет путешествия во времени самому себе в юные годы. У этого секрета не будет начала , тк. та машина времени, которую создаст ученый, не будет изобретена им самим) - секрет ее конструкции будет передан ему его старшим воплощением.
Парадокс Билкера. Предположим, человек знает, каким будет его будущее, и совершает какой-то поступок, что делает существование такого будущего невозможным. Например, вы создается машина времени, которая может унести человека в будущее, и вот он обнаруживает, что ему суждено жениться на женщине по имени Анна. Однако назло року он решает жениться на женщине по имени Галя, т.о. делая невозможным существование такого будущего.
Сексуальный парадокс. Согласно этому парадоксу, вы являетесь своим собственным отцом, что невозможно биологически. Герой истории, написанной британским философом Д. Гаррисоном, не только является собственным отцом, но и съедает самого себя. В классическом произведении Р. Хайнлайна «Все вы зомби» герой одновременно и собственный отец, и мать, и дочь, и сын - т.е. в нем воплощено все фамильное дерево. Раскрыть тайну сексуального парадокса в действительности довольно сложно, поскольку это требует знаний как в области теории путешествий во времени, так и в механике ДНК. Но он таки имеет право на жизнь - советую прочитать Хайнлайна и Гаррисона.
В «Конце вечности» А. Азимов рисует в своем воображении «временную полицию», которая отвечает за предотвращение подобных парадоксов. В фильме «Терминатор» сюжет основан на информационном парадоксе - ученые изучают микрочип, взятый у робота из далекого будущего, затем они создают целую расу роботов, которые наделены сознанием, и те завоевывают весь мир. Другими словами, сама конструкция этих роботов не была создана каким-либо изобретателем; она просто взята из обломков одного из роботов далекого будущего. В фильме «Назад в будущее» Дж. Фокс пытается избежать «дедушкиного парадокса», когда возвращается назад во времени и встречается со своей матерью-подростком, которая тут же влюбляется в него. Но если она отвергнет ухаживания отца Фокса, то само существование Майкла будет поставлено под угрозу.
Сценаристы охотно нарушают законы физики, создавая голливудские блокбастеры. Но в кругу физиков к таким парадоксам относятся очень серьезно. Любое решение подобных парадоксов должно быть совместимо с теорией относительности и квантовой теорией. Например, для совмещения с теорией относительности река времени должна быть бесконечной. В общей теории относительности время представлено как гладкая протяженная поверхность, которую нельзя разорвать и на которой не может образоваться рябь. Топология ее может измениться, но просто так остановиться река не может. Это означает, что если убить своих родителей до момента собственного рождения, то нельзя исчезнуть. Такой вариант развития событий противоречил бы законам физики.
В настоящее время физики делятся на 2 группы, поддерживая 2 возможных решения этих временных парадоксов. Русский космолог И. Новиков считает, что мы вынуждены действовать таким образом, словно парадоксы неизбежны. Его подход называется «школой непротиворечивости». Если река времени мягко поворачивает вспять и снова замыкается на самой себе, создавая водоворот,то, согласно предположениям Новикова, если мы решим вернуться назад во времени, что было бы чревато созданием временного парадокса, то некая «невидимая рука» должна вмешаться и предотвратить прыжок в прошлое. Но в подходе Новикова существуют проблемы со свободной волей
. Если мы вернемся назад во времени и встретим своих собственных родителей, то можно подумать, что в своих действиях мы руководствуемся собственной волей; Новиков считает, что еще не открытый закон физики запрещает любое действие, которое изменило бы будущее (например, такое действие, как убийство собственных родителей или предотвращение факта собственного рождения). Он отмечает: «Мы не можем отправить путешественника во времени в сады Эдема, чтобы попросить Еву не
рвать яблоко с дерева».Что же это за загадочная сила, не позволяющая изменить прошлое и создать временной парадокс? «Такое давление на нашу волю необычно и загадочно, но все же оно имеет свои параллели, - пишет
Новиков. - Например, я могу изъявить волю прогуляться по потолку без всякого специального снаряжения. Закон гравитации не позволит мне этого сделать; я упаду на пол, если попытаюсь это сделать, а потому моя свобода воли ограничена».
Но временные парадоксы могут происходить и тогда, когда неодушевленное вещество (вовсе не обладающее свободной волей или силой намерения) забрасывается в прошлое. Предположим, что перед битвой Александра Великого с царем персов Дарием III в 330 году до н. э. ученые отправляют в прошлое пулеметы с инструкцией на древнеперсидском по их использованию. Вся последующая европейская история изменилась бы (и, возможно, обнаружилось бы, что вместо одного из европейских языков теперь разговаривают на каком-то диалекте персидского).
По сути, даже мельчайшее вмешательство в прошлое может стать причиной самых неожиданных парадоксов в настоящем. Например, в теории хаоса используется метафора «эффект бабочки». В критические моменты формирования климата Земли достаточно малейшего трепета крыльев бабочки, чтобы пустить по воде рябь, способную нарушить баланс сил и вызвать грозу страшной силы. Даже мельчайшие неодушевленные объекты, будучи отправлены в прошлое, неизбежно изменят прошлое самым непредсказуемым образом, что станет причиной временного парадокса.
Вторым способом разрешения временного парадокса является вариант, при котором река времени мягко разветвляется на две реки, или рукава, образуя две различные Вселенные. Другими словами, если отправиться в прошлое и убить своих родителей до момента собственного рождения, то одновременно погибли бы люди, которые генетически не отличаются от родителей в альтернативной вселенной, в той, где путешественник во времени никогда не родится. Но его родители в его родной Вселенной останутся живы.
Вторая гипотеза называется «теорией многих миров»: суть ее в том, что все возможные многочисленные миры могут существовать одновременно. Это исключает бесконечное количество расхождений, обнаруженное Хокингом, пт.к. излучение не будет раз за разом проходить сквозь портал, как в пространстве Мизнера (см. предыдущие посты). Если оно и проникнет сквозь портал, то только один раз. Каждый раз, проходя сквозь портал, оно будет входить в новую вселенную.
И этот парадокс восходит, возможно, к глобальному вопросу квантовой теории: как может быть кот и живым, и мертвым в одно и то же время?
Для ответа на этот вопрос физикам пришлось принять во внимание два шокирующих решения: либо Существует Космический Разум, следящий за всеми нами, либо существует бесконечное количество квантовых вселенных.
Материал из Википедии - свободной энциклопедии
Временно́й парадо́кс , известный также как парадокс путешествия во времени - теоретическая ситуация с путешествием во времени, когда гость из будущего совершает нечто, в посещаемом им прошлом, меняющее это путешествие из будущего, например, делающее его невозможным .
Общие сведения
Временным парадоксом, или парадоксом путешествия во времени, называют логическое противоречие, возникающее в случае, когда прибывший из будущего совершает поступок, влияющий в будущем на само это путешествие. Временные парадоксы делятся на две большие группы. Это, так называемые согласованные, иллюстрирующиеся, например, парадоксом убитого дедушки , и причинно-следственные петли .
Парадокс убитого дедушки
Парадокс убитого дедушки был впервые описан писателем-фантастом Рене Баржавелем в книге 1944 года «Неосторожный путешественник» (фр. Le voyageur imprudent ). Сюжет заключался в том, что человек с помощью машины времени отправился назад в прошлое, где убил своего биологического деда до того, как последний встретил бабушку путешественника. Результат предполагает, что один из родителей путешественника, а, как следствие, и сам путешественник, никогда бы не были рождены. То есть, в конечном итоге он не мог бы путешествовать во времени, что, в свою очередь, означает, его дед остался бы жив и путешественник был бы рождён, а это позволило ему путешествовать во времени и убить своего дедушку. Таким образом, каждая возможность подразумевает отрицание самой себя, создавая логический парадокс.
Причинно-следственная петля
Причинно-следственная петля, называемая иногда, причинной петлёй
Ещё в июне австралийские исследователи из Квинслендского университета опубликовали статью в журнале Nature , в которой в очередной раз попытались ответить на вопрос, мучавший целую плеяду физиков-теоретиков на протяжении всего XX века - возможны ли путешествия во времени. Мы решили разобраться, с чем сталкиваются современные учёные, пытаясь докопаться до истины.
ринятый на вооружение всеми скептиками так называемый парадокс убитого дедушки до нынешнего лета был, пожалуй, главным аргументом в спорах писателей-фантастов, профессоров-физиков и школьников, насмотревшихся «Назад в будущее» и «Футурамы». Описанный впервые в 1943 году писателем Рене Баржавелем, его принцип заключается в следующем: некий субъект изобретает машину времени, отправляется в прошлое, находит своего дедушку и убивает его. Вследствие этого по понятным причинам главный герой никогда бы не появился на свет, а значит, и не изобрел бы машину времени, не совершил бы путешествие во времени и не встретился бы со своим предком. Получается замкнутый круг, где каждое последующее действие противоречит предыдущему. Тем не менее большинство научно-популярных теорий о путешествиях во времени строится именно на том факте, что путешественник, оказавшийся в прошлом, может его менять, рискуя в своём «настоящем» всеми успевшими стать привычными вещами и событиями, но за исключением факта создания машины времени и самого своего путешествия. Так, представитель классической научно-фантастической литературы Рэй Брэдбери в «И грянул гром» рассказывает нам о туристах, случайно раздавивших бабочку, изменившую их современный мир до неузнаваемости, однако по непонятным причинам оставив их такими же, как до путешествия.
Ещё один противник теорий путешествий во времени, а точнее путешествий в прошлое, - Стивен Хокинг. Среди десятков своих научных работ, прямо или косвенно отрицающих возможность таких временных перемещений, он провел эксперимент, которым, как он сам считает, ещё раз доказал невозможность последних. В 2009 году физик решил закатить вечеринку. Организовал всё на высшем уровне: фуршет, воздушные шары, музыка. Однако никто из приглашённых им гостей не пришёл. А всё потому, что Стивен отправил приглашения только после того, как вечеринка закончилась. Так, по его мнению, в случае возможности путешествие в прошлое, гости смогли бы вернуться в прошлое и обрадовать его своим присутствием. Однако физик не учёл, что многие из приглашённых вряд ли захотели бы тратить своё время на такого рода мероприятие, имея возможность увидеть куда более интересные события. Также Хокинг говорит о том, что если бы такие путешествия были возможны, то мы бы наверняка стали свидетелями туристов во времени, которых, однако, пока никто не видел. Но в то же время ни современная квантовая физика, ни теория относительности не может исключить возможность подобного рода путешествий.
Вместе с тем физик не отрицает возможность путешествия в будущее. Для этого, по мнению профессора, необходимо на каком-либо космическом судне достичь скорости, близкой к скорости света. Тогда время на корабле, по сравнению со временем на Земле, будет идти гораздо медленнее. И, вернувшись на Землю, мы увидим состарившийся мир.
Дэвид Дойч говорил о том, что принцип неопределённости, который управляет квантовыми частицами, такими как фотоны, может оставить много свободного пространства для избежания парадокса убитого дедушки.
Тем не менее учёные из Австралии на квантовом уровне попытались доказать несостоятельность парадокса убитого дедушки, своим исследованием дав старт новым размышлениям о возможности таких путешествий. Авторы эксперимента Тим Ральф, Мартин Рингбауэр и их коллеги заявляют, что они успешно имитировали поведение отдельно взятого фотона, как если бы он вернулся назад во времени и стал взаимодействовать со своей же копией из прошлого.
Их эксперимент был построен на теории британского физика Дэвида Дойча, который в 1991 году в своей книге «Структура реальности » пытается переосмыслить парадокс убитого дедушки на квантовом уровне, приходя к сложному умозаключению: путешествия во времени возможны и являются чем-то средним между путешествиями во времени и путешествиями между вселенными. Объект, отправляясь в прошлое, разделяется и отправляется в две параллельные вселенные. В одной из них действительно происходит убийство дедушки, но в другой он остаётся целым и невредимым. Дэвид Дойч говорил о том, что принцип неопределённости, который управляет квантовыми частицами, такими как фотоны, может оставить много свободного пространства для избежания парадокса убитого дедушки.
Взяв за основу размышления Дойча, понять которые иной раз сложнее, чем совершенно незнакомый язык, Рингбауэр говорит о том, что в квантовой системе всё несколько иначе, так как один и тот же объект в ней может существовать сразу в нескольких состояниях, в том числе и в суперпозиции .
Австралийские учёные воссоздали на квантовом уровне внутри замкнутых времениподобных кривых поведение одного фотона в прошлом и настоящем. Конечно, в прошлое фотон учёные не отправляли, а лишь смоделировали это, создав копию его предыдущего состояния и отправив к фотону настоящего. В ходе экспериментов, наблюдая за их поведением, австралийцы пришли к выводу, что на квантовом уровне путешествия во времени более чем реальны. Однако практическое применение результата их экспериментов хотя бы на уровне атомов пока невозможно.
Ещё один сторонник путешествий во времени, кротовых нор и квантовой физики американский учёный Сет Ллойд говорит о квантовой телепортации . Возможность построения машины времени ученый вывел, также исследуя с точки зрения квантовой физики замкнутые времениподобные кривые. Для этого Ллойд скрестил последние с теорией о постселекции , или последующего выбора. В теории вероятности она определяет возможность одного события при условии, что другое уже произошло. В вычислениях на квантовом уровне постселекция означает выбор правильного решения из великого множества возможных. Далее Ллойд к своим размышлениям добавляет теорию о квантовой телепортации - и машина времени готова. Проще говоря, американский учёный на квантовом уровне придумал такую систему: квант может телепортироваться в прошлое, но убить своего дедушку у кванта не получится. Он, например, купит в магазине холостые патроны вместо боевых или просто промахнётся. В общем, как утверждают учёные, природа всё равно не допустит парадоксов, но зато к путешествиям во времени в том виде, в котором нам их показывают фантасты, мы стали ещё на один шаг ближе.