Содержание
20 способов перемещаться во времени В ход идут коробки, подсобки и удары ломом по голове: Кино: Культура: Lenta.ru
Еще никакой Герберт Уэллс не придумал свою машину времени, а писатели уже вовсю отправляли своих героев в будущее и прошлое. Позже к ним присоединились режиссеры, и жить только настоящим стало почти неприлично. «Лента.ру» собрала главные инструменты и механизмы, при помощи которых герои книг и фильмов осуществляют свои перемещения по временной оси.
Ангел
Идея возможности путешествия во времени появилась задолго до того, как Герберт Уэллс придумал свой хитроумный механизм. В 1773 году вышел роман ирландца Самюэля Маддена «Воспоминания о XX веке», в котором за перемещение между временными пластами отвечает ангел — именно он приносит главному герою письма, датированные 1998 годом. Послания свидетельствуют о том, что в будущем миром правит один человек (это еще можно пережить) и что женщины уравнены в правах с мужчинами (а вот это уже настоящий кошмар).
Машина времени
Чтобы представить оригинальную, первую полноценную литературную машину времени из одноименного романа Герберта Уэллса, нужно было обладать воображением, не менее богатым, чем у писателя, — подробного описания он не дал. К счастью, первая экранизация «Машины времени» изображение девайса предоставила — и он оказался похож на санки. На зависть Санта-Клаусу!
Иллюстрация к первому изданию «Янки из Коннектикута при дворе короля Артура» Марка Твена, рисунок Дэниела Бэрда
Удар по голове
Получив ломом по черепу, типичный деловой янки, герой романа Марка Твена «Янки из Коннектикута при дворе короля Артура», попадает в 528 год — эпоху вражды бриттов с англосаксами. Надо ли говорить, что герой поначалу принимает рыцарей за умалишенных, а Камелот — за психиатрическую лечебницу. И только волшебник Мерлин сохраняет хладнокровие.
Тардис
Наверное, самая могущественная машина времени в истории: служащий главному герою «Доктора Кто» ТАРДИС не только может еще и выполнять функции космического корабля, но и сам является живым, мыслящим существом.
Внешний вид — а маскируется ТАРДИС под будку для вызова полиции из Лондона 1950-х — бывает обманчив.
Изображение: Mary Evans Picture Library / Global Look
Волшебное зелье
В романе Дафны дю Морье «Дом на берегу» по просьбе друга, немного сумасшедшего, как все изобретатели, герой решает испытать на себе некий химический препарат и оказывается вместо ХХ века в XIV. Внезапно в прошлом ему нравится больше, чем в настоящем: вместо скучного прогресса там совершаются настоящие убийства, плетутся интриги и бурлят чувства. А в ХХ веке, как назло, жена с детьми приезжают.
Энергия Солнца
Айзек Азимов в романе «Конец вечности» создал довольно сложное напластование реальностей. Организация под названием «Вечность» существует вне времени (в так называемом «биовремени») и контролирует времена, которые идут после 27-го столетия. Путешествия во времени осуществляются при помощи энергии, поступающей из далекого будущего, после того момента, когда Солнце превратится в свехновую.
Кадр из фильма «Бандиты во времени»
Карта Высшего существа
В сатирическом фэнтези Терри Гиллиама «Бандиты во времени» для путешествий через пространственно-временной континуум оказывается достаточно одной затасканной карты. За воровство манускрипта ждет, к слову, кара Высшего существа, одной из самых жестких пародий на Бога в карьере знатного кощунника Гиллиама.
Секс во время ядерной бомбардировки
Когда начинается ядерная бомбардировка, хозяин дома вместе с гостями прячутся в бомбоубежище. В перерыве между взрывами пятидесятилетний домовладелец и его молодая гостья решают заняться любовью. В этот момент раздается мощнейший взрыв. Это событие будет иметь два последствия: первое — герои внезапно перенесутся в некий субтропический лес без всяких следов ядерной войны, и второе — барышня окажется беременна двойней. Так начинается роман «Свободное владение Фарнхэма» Роберта Хайнлайна.
Кадр из фильма «Терминатор»
Электромагнитная сфера
Мало какая фантастическая франшиза замешана на разрывах в пространственно-временном континууме так же плотно, как «Терминатор» — в недавней серии которого перемещались в прошлое и будущее, кажется, каждые пять минут.
Выглядит механизм при этом как большой гироскоп — и даже сверкает молниями. Надо только учитывать: когда рассеется электромагнитная буря, путешественник окажется у всех на виду нагим.
Джакузи
Путешествия во времени не бывают более приятными, чем в комедии с Джоном Кьюсаком «Машина времени в джакузи» — более того, к чудесной ванне прилагаются собственный ремонтник, выпивка и маскот. Надо ли говорить о том, что для такого перемещения даже не нужно наряжаться?
Кадр из фильма «Невероятные приключения Билла и Теда»
Телефонная будка
Билл и Тед, самые расслабленные путешественники во времени в истории кино, и девайсом могли похвастать из категории «кэжуал». Более того, шестидесятническая телефонная будка из «Невероятных приключений Билла и Теда» была удобна не только в использовании, но и ремонте — вряд ли есть другая машина времени, которую бы можно было починить с помощью одной только жевательной резинки.
Сверхсветовой космоплан
В антиутопии Владимира Войновича «Москва 2042» путешествие во времени не то чтобы дело обычное, но не такое уж и фантастическое.
Для этого достаточно заплатить крупную сумму (2 миллиона долларов) и прибыть на аэровокзал — и добро пожаловать в Москву будущего, в которой построен коммунизм в одном отдельно взятом городе, на Красной площади больше нет собора Василия Блаженного и памятника Минину и Пожарскому, а Мавзолей вместе с тем, кто в нем лежал, продан какому-то нефтяному магнату.
Кадр из фильма «Гарри Поттер и узник Азкабана»
Маховик времени
У Маховиков времени из франшизы про Гарри Поттера, конечно, возможности довольно ограниченные — они способны перемещать всего на несколько часов вперед или назад. Зато это редкий инструмент перемещения во времени, который можно надеть на рэп-вечеринку и похвастать качественной цацкой!
Сила мысли
В романе «Где-то во времени» Ричарда Матесона молодой писатель Ричард Кольер влюбляется в старинную фотографию, на которой изображена знаменитая актриса Элиза Маккенна. Мысленным усилием он решает взломать временную преграду и проникнуть в 1896 год, чтобы встретиться с женщиной своей мечты.
Изображение: «Charles Scribner’s Sons»
Подсобка
Страшно не ночью в грозу на кладбище, а белым днем в обычном отеле — когда-то весьма успешно объяснил своим читателям Стивен Кинг. Что же удивляться, что портал в другое время в романе «11/22/63» у него находится не в высокотехнологичной лаборатории, а в обычной подсобке. Правда, попасть с его помощью можно только в одно и то же время: 11 часов 58 минут 9 сентября 1958 года.
Двигатель самолета
Справедливости ради, полноценных путешествий во времени в великой фантастической поэме Ричарда Келли «Донни Дарко» нет. Тем не менее именно после падения двигателя самолета в дом семьи Дарко бедняга Донни начинает видеть временные волны — и даже к финалу ненадолго научится ими управлять. Перемещение в прошлое уже никогда не будет таким печальным, как здесь.
Кадр из фильма «Жена путешественника во времени»
Генетическая аномалия
Герою дебютного романа Одри Ниффенеггер «Жена путешественника во времени» для перемещения по оси времени и вовсе ничего не нужно: ни машины, ни портала, ни лифта.
У него хрононедостаточность — редкое генетическое заболевание, позволяющее непредсказуемо попадать в разные времена. Его жене же приходится мириться с частыми и опасными отлучками мужа. Роман не столько фантастика на тему путешествий во времени, сколько метафора сложных семейных отношений, в которых находилась автор на момент написания книги.
Прикосновение
Сын Эдварда Радзинского Олег Радзинский некоторое время назад тоже заявил о себе как о прозаике. В его романе «Агафонкин и время» курьер Алексей Агафонкин свободно перемещается по временной оси и занимается доставкой неких артефактов. Перенос происходит довольно просто: стоит Агафонкину прикоснуться к человеку — и любая точка его жизненного пути становится доступной курьеру.
Коробка
В выдающейся рукодельной фантастике Шэйна Кэррата «Детонатор» бюджета не хватило ни на что, кроме сурового серого ящика. Тем лучше для фильма — давайте признаем: если бы машину времени на самом деле можно было собрать у себя в гараже, выглядела бы она примерно так же неприглядно.
И тоже не приносила счастья!
Почему для перемещения во времени недостаточно просто создать машину
Путешествия во времени — краеугольный камень научной фантастики: одна из центральных и захватывающих тем в литературе и кино. Благодаря некоторым механизмам и технологиям из будущего, люди могут перемещаться во временном пространстве, исчезая из настоящего и оказываясь на том же самом месте, но несколькими десятками или даже сотнями лет ранее.
В книгах и фильмах все звучит довольно красиво и интересно, но возможна ли такая пространственная точность с точки зрения физики? Бесчисленное количество фильмов, начиная с «Терминатора» и «Назад в будущее» и заканчивая кинокартиной «Люди Х. Дни минувшего будущего» — в основе сюжета возвращение главных героев в предыдущие эпохи с целью изменить ход истории и создать новое будущее (или, скорее, новое настоящее).
Смотрите также
Машина времени — миф или уже реальность?
Но, как правило, такие манипуляции неизбежно приводят к парадоксальным ситуациям.
Например, путешественник во времени сталкивается с более молодой версией себя или злодеем, который намеревается убить родителей героя до его зачатия, что ставит жизнь персонажа в настоящем под угрозой. Однако существует еще одна большая теоретическая трудность, которая ставит под сомнение изобретение и функционирование машин времени, которые нам показывают в фильмах. Это то, о чем редко задумываются сценаристы — проблема пространственной точности. Калеб Шарф, известный британский астроном и научный писатель, директор Колумбийского астробиологического центра в Нью-Йорке, впервые рассказал об этом в статье журнала «Scientific American».
Калеб А. Шарф, директор Колумбийского центра астробиологии
Для начала примем как должное факт, что кто-то в далеком будущем действительно изобрел машину, позволяющую путешествовать во времени. По словам Шарфа, движение во времени — это только малая часть сложной задачи, и помимо этого есть еще множество нюансов. Начнем с того, что для каждого такого перемещения существует сдвиг в пространстве, который гипотетическая машина времени должна рассчитывать с абсолютной точностью.
Только в этом случае устройство будет гарантировать путешественнику возможность обнаружить себя на выходе из кабины в том же месте, где машина стояла в настоящем. Конечно, в научно-фантастических фильмах все гораздо проще.
Обычно мы видим, как путешественник во времени устанавливает на футуристической приборной панели дату, в которую он должен попасть — будто это единственное, что имеет значение. Главная сложность намеренно оставлена в тени.
Кадр из фильма «Назад в будущее», Universal Pictures
На заднем плане так и мелькает невысказанная идея, что путешествие во времени и космическое путешествие — это две отдельные и независимые вещи. Зритель, таким образом, остается с верой в то, что машина времени имеет единственную функцию — совершать прыжок во времени без физического перемещения в пространстве. Пассажир выходит из машины и чудесным образом оказывается в том же самом месте, но в другой эпохе.
В действительности, даже путешествие во времени на один месяц назад может быть неразрешимой проблемой в отношении пространственных координат, которые должны быть установлены перед запуском.
По сути, каждая точка в космосе находится в постоянном движении во Вселенной. Чтобы установить, где эта точка была месяцем ранее, нужно учитывать, как она двигалась по отношению к различным системам отсчета. Во-первых, Земля вращается вокруг своей оси и тем самым «передвигает» вслед за собой все точки на земной поверхности со скоростью, пропорциональной широте. Максимальная скорость на экваторе составляет более 1 600 км/ч.
Это означает, что если бы кто-то активировал машину времени в месте на экваторе, то за час до вылета это же место было бы на 1 600 км западнее. Поэтому чтобы потенциальному путешественнику обнаружить себя на том же месте при перемещении на месяц назад, нужно произвести сложный расчет, который должен учитывать даже самые незначительные колебания продолжительности дня. Фактически, если оставить это без внимания или ошибиться на несколько километров, герой может очутиться на вершине горы, посреди открытого моря или вовсе оказаться в воздухе (не очень приятная ситуация).
Но вращение Земли вокруг своей оси — это только первая из пространственных проблем. Вторая — вращение планеты вокруг Солнца. Земля движется по своей орбите со средней скоростью 110 000 км/ч. За 1 месяц она проходит расстояние, равное примерно 78 млн км. Нужно также учитывать этот сдвиг, если мы хотим быть уверенными, что герой, вернувшись на месяц назад, по крайней мере останется на Земле.
И этот расчет не может быть основан на средней скорости перемещения планеты, он должен быть намного более точным. Для этого нужно учитывать второй закон Кеплера, согласно которому орбитальная скорость Земли является переменной: она выше, когда наша планета близка к перигелию (ближайшей к Солнцу точке орбиты), и ниже, когда Земля приближается к апогелию (наиболее удаленной от Солнца точки орбиты).
Графическое представление эволюции Вселенной после Большого взрыва [ Н. Р. Фуллер, Национальный научный фонд, США]
Дальше вычисления осложняются еще больше по причине того, что эксцентриситет земной орбиты несколько изменяется во времени.
Это влияет на форму орбиты и орбитальную скорость. Если мы вернемся только на месяц назад, изменение эксцентриситета будет незначительным.
Но если бы мы захотели переместиться во времени к эпохе динозавров, это стало бы практически неразрешимой проблемой. В течение миллионов лет орбита Земли подвергалась комплексу гравитационных воздействий, которые невозможно восстановить в обратном направлении с необходимой точностью.
Смотрите также
Научные факты о космосе, которые стали известны в 2019 году
Таким образом, машина времени рискует полностью упустить положение Земли, обрекая неосторожного путешественника, возвращающегося в прошлое на десятки или сотни миллионов лет, на верную смерть в межпланетном пространстве. (Примите это во внимание, если хотите совершить скачок на 85 миллионов лет назад, подобно героям сериала «Терра Нова», 2011).
Но это еще не конец. Существуют и другие более серьезные проблемы с пространственными координатами. Земля движется не только вокруг себя и вокруг Солнца, но и вместе со всей солнечной системой вокруг галактического центра. Это происходит со скоростью около 828000 км/ч, что означает, что за месяц наша планета и вся солнечная система продвигаются почти на 600 млн. км относительно центра Млечного пути.
Фото: C. Scharf 2018
Поэтому перемещение в прошлый месяц с помощью машины времени требует учета и этого сдвига, принимая во внимание факт, что ошибки в самой малой доле будет достаточно, чтобы промахнуться мимо Земли на сотни тысяч километров. Причем эта наиболее вероятная ошибка, потому что ученые не знают точного расстояния вокруг галактического центра.
Кроме того, движется и Млечный Путь со скоростью 2,4 млн. км/ч, вместе с нашей планетой и вместе с остальными галактиками местной группы.
Также необходимо учитывать и микроволновое фоновое излучение около 3 градусов Кельвина, наполняющее Вселенную во всех ее направлениях. Реликтовое излучение является абсолютной системой отсчета для различных наблюдателей, которая позволяет наблюдателям понять, что движется, а что остается стационарным во Вселенной.
В этом случае, перемещаясь на месяц назад, мы переместимся вместе с нашей галактикой на расстояние порядка 1,7 млрд. км. Ну, и напоследок, давайте не будем забывать, что наша Вселенная постоянно расширяется. Пространство между галактиками растет со скоростью около 70 км/с на мегапарсек в каждом направлении.
Короче говоря, для того, чтобы машина времени могла вернуть своего пассажира на месяц назад, и оказаться вместе с ним в том же месте на Земле, с которого он начал свое путешествие, требуется невероятная точность вычисления пространственных координат: порядка 1 части на триллион! Это просто поразительный и фактически недостижимый уровень.
Такие проблемы пространственных координат, вероятно, одна из причин, по которой мы не видим путешественников во времени в процессе перемещения. По крайней мере, так думает Калеб Шарф:
«Интересно на мгновение задуматься: если в будущем изобрели машину времени, почему нас до сих пор не посетили пришельцы из будущего (допустим, прямо перед президентскими выборами или другими ключевыми моментами международной жизни)? Возможно, причина в том, что никому так и не удалось решить пространственную проблему, и космос усеян путешественниками, летающими между звездами и галактиками».
Обложка: Сцена из сериала «Вне времени»
Gif: кадр из фильма «Назад в будущее»
Источник статьи: The Space Problem of Time Travel
Путеводитель по путешествиям во времени для начинающих
Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию.
Вот как это работает.
Актер Род Тейлор тестирует свою машину времени в кадре из фильма «Машина времени» Джорджа Пала, 1960 год.
(Изображение предоставлено: Hulton Archive/Staff/Getty Images)
Каждый может путешествовать во времени (откроется в новой вкладке). Вы делаете это, хотите вы этого или нет, с постоянной скоростью одна секунда в секунду. Вы можете подумать, что нет ничего похожего на путешествие в одном из трех пространственных измерений со скоростью, скажем, один фут в секунду. Но согласно Эйнштейн теория относительности , мы живем в четырехмерном континууме — пространстве-времени — в котором пространство и время взаимозаменяемы.
Эйнштейн обнаружил, что чем быстрее вы движетесь в пространстве, тем медленнее вы движетесь во времени — другими словами, вы стареете медленнее. Одна из ключевых идей теории относительности заключается в том, что ничто не может двигаться быстрее скорости света — около 186 000 миль в секунду (300 000 километров в секунду) или один световой год в год).
Но вы можете подобраться к нему очень близко. Если бы космический корабль летел в 99% от скорости света, вы бы увидели, как он преодолевает расстояние в световой год чуть более чем за год.
Это достаточно очевидно, но теперь самое странное. Для астронавтов на борту этого космического корабля путешествие займет всего семь недель. Это следствие теории относительности, называемое замедлением времени , и, по сути, это означает, что астронавты прыгнули примерно на 10 месяцев в будущее.
Путешествие на высокой скорости — не единственный способ вызвать замедление времени. Эйнштейн показал, что гравитационные поля производят аналогичный эффект — даже относительно слабое поле здесь, на поверхности Земли . Мы этого не замечаем, потому что проводим здесь всю свою жизнь, но на высоте более 12 400 миль (20 000 километров) гравитация заметно слабее, и время течет быстрее, примерно на 45 микросекунд в день. Это важнее, чем вы думаете, потому что это высота, на которой Спутники GPS вращаются вокруг Земли, и их часы должны быть точно синхронизированы с наземными для правильной работы системы.
Спутники должны компенсировать эффекты замедления времени из-за их большей высоты и более высокой скорости. Таким образом, всякий раз, когда вы используете функцию GPS на своем смартфоне или спутниковую навигацию в автомобиле, в этом участвует крошечный элемент путешествия во времени. Вы и спутники путешествуете в будущее с очень немного разными скоростями.
Спутник GPS Навстар-2Ф. (Изображение предоставлено USAF)
Но для более драматических эффектов нам нужно взглянуть на гораздо более сильные гравитационные поля, например, вокруг черных дыр , которые могут искажать пространство-время настолько, что он складывается обратно на себя. Результатом является так называемая червоточина, концепция, знакомая по научно-фантастическим фильмам, но на самом деле берущая свое начало в теории относительности Эйнштейна. По сути, червоточина (открывается в новой вкладке) — это ярлык из одной точки пространства-времени в другую. Вы входите в одну черную дыру и выходите из другой где-то еще.
К сожалению, это не такое практичное транспортное средство, как кажется в Голливуде. Это потому, что гравитация черной дыры разорвет вас на куски при приближении к ней, но теоретически это действительно возможно. И поскольку мы говорим о пространстве-времени, а не только о пространстве, выход червоточины может произойти раньше, чем вход; это означает, что вы окажетесь в прошлом, а не в будущем.
Траектории в пространстве-времени, уходящие в прошлое, получили техническое название «замкнутые времениподобные кривые». Если вы поищите в серьезных академических журналах, вы найдете множество упоминаний о них — гораздо больше, чем о «путешествии во времени». Но на самом деле это именно то, что представляют собой замкнутые времениподобные кривые — путешествия во времени
Как это работает
(Изображение предоставлено: Будущее)0043 .
How It Works — это насыщенный событиями журнал, наполненный захватывающей информацией о последних достижениях науки и техники и содержащий все, что вам нужно знать о том, как устроен мир вокруг вас и Вселенная.
Есть еще один способ создать замкнутую времениподобную кривую, не связанную с чем-то столь экзотическим, как черная дыра или червоточина: вам нужен простой вращающийся цилиндр из сверхплотного материала. Этот так называемый цилиндр Типлера является самым близким из того, что физика реального мира может приблизить к реальной, настоящей машине времени. Но он, скорее всего, никогда не будет построен в реальном мире, поэтому, как и червоточина, это скорее академический курьез, чем жизнеспособный инженерный проект.
Тем не менее, как бы неправдоподобны эти вещи с практической точки зрения, нет фундаментальной научной причины, о которой мы в настоящее время знаем, которая говорит, что это невозможно. Это наводит на размышления, потому что, как любит говорить физик Мичио Каку, «все, что не запрещено, обязательно» (заимствовано из романа Т. Х. Уайта «Король прошлого и будущего»). Он не имеет в виду, что путешествия во времени должны происходить везде и всегда, но Каку предполагает, что Вселенная настолько огромна, что должна происходить где-то хотя бы изредка.
Может быть, какая-то сверхразвитая цивилизация в другой галактике знает, как построить работающую машину времени, или, возможно, замкнутые времениподобные кривые могут даже возникать естественным образом при определенных редких условиях.
Впечатление художника от пары нейтронных звезд — для цилиндра Типлера требуется не менее десяти. (Изображение предоставлено НАСА)
Это поднимает проблемы другого рода — не в науке или технике, а в базовой логике. Если путешествия во времени разрешены законами физики, то можно представить целый ряд из парадоксальных сценариев . Некоторые из них кажутся настолько нелогичными, что трудно представить, что они вообще могут произойти. Но если они не могут, что их останавливает?
Подобные мысли побудили Стивена Хокинга , который всегда скептически относился к идее путешествий во времени в прошлое, выдвинуть свою «гипотезу о защите хронологии» — представление о том, что некоторые пока- неизвестный закон физики предотвращает возникновение замкнутых времяподобных кривых.
Но эта догадка — всего лишь обоснованная догадка, и пока она не подкреплена вескими доказательствами, мы можем прийти только к одному выводу: путешествия во времени возможны.
Вечеринка для путешественников во времени
Хокинг скептически относился к возможности путешествия во времени в прошлое не потому, что опроверг это, а потому, что его беспокоили создаваемые этим логические парадоксы. В своей гипотезе о защите хронологии он предположил, что физики в конце концов обнаружат изъян в теории замкнутых времениподобных кривых, который сделает их невозможными.
В 2009 году он придумал забавный способ проверить эту гипотезу. Хокинг устроил вечеринку с шампанским (показанную в его программе Discovery Channel), но прорекламировал ее только после того, как это произошло. Он рассуждал так: если машины времени со временем станут практичными, кто-то в будущем может прочитать о вечеринке и вернуться, чтобы посетить ее. Но никто этого не сделал — Хокинг просидел весь вечер в одиночестве.
Это не доказывает, что путешествия во времени невозможны, но предполагает, что они никогда не станут обычным явлением здесь, на Земле.
Стрела времени
Одной из отличительных особенностей времени является то, что оно имеет направление — из прошлого в будущее. Чашка горячего кофе, оставленная при комнатной температуре, всегда остывает; он никогда не нагревается. Ваш мобильный телефон теряет заряд батареи, когда вы его используете; он никогда не получает заряд. Это примеры энтропии (откроется в новой вкладке), по сути, меры количества «бесполезной» энергии в отличие от «полезной». Энтропия замкнутой системы всегда возрастает, и это ключевой фактор, определяющий стрелу времени.
Оказывается, энтропия — единственное, что отличает прошлое от будущего. В других областях физики, таких как теория относительности или квантовая теория, время не имеет предпочтительного направления. Никто не знает, откуда берется стрела времени. Возможно, это применимо только к большим, сложным системам, и в этом случае субатомные частицы могут не испытать стрелу времени.
Парадокс путешествия во времени
Если возможно вернуться в прошлое — даже теоретически — это порождает ряд головокружительных парадоксов, таких как парадокс дедушки, которые даже ученые и философы находят крайне запутанным.
Убийство Гитлера
Путешественник во времени может решить вернуться и убить его в младенчестве. Если бы им это удалось, в будущих книгах по истории Гитлер даже не упоминался бы — так какая мотивация у путешественника во времени, чтобы вернуться в прошлое и убить его?
Убийство своего деда
Вместо убийства молодого Гитлера вы можете случайно убить одного из своих предков, когда они были очень молоды. Но тогда вы бы никогда не родились, поэтому вы не могли бы отправиться в прошлое, чтобы убить их, так что вы все-таки родились бы, и так далее…
Замкнутая петля
Предположим, чертежи машины времени внезапно появляются из ниоткуда на вашем столе. Вы тратите несколько дней на его создание, а затем используете его, чтобы отправить планы обратно самому себе.
Но откуда взялись эти планы? Нигде — они просто крутятся во времени.
How It Works имеет специальную формулу, позволяющую сделать обучение увлекательным, отвечая на вопросы о науке, космосе, истории, технологиях, транспорте и окружающей среде с помощью увлекательных статей, подробных специальных материалов, мировых научных новостей и актуальных интервью. С впечатляющими иллюстрациями в разрезе, показывающими, как работают вещи, и умопомрачительными фотографиями самых вдохновляющих зрелищ планеты, «Как это работает» представляет собой вершину увлекательного, основанного на фактах веселья для основной аудитории, стремящейся быть в курсе последних технологий и самых впечатляющих явлений на планете. планета и не только. Книга «Как это работает» написана и представлена в стиле, делающем даже самые сложные темы интересными и легкими для понимания, и понравится читателям всех возрастов.
Получите фантастические предложения (открывается в новой вкладке), подписавшись на цифровое и/или печатное издание сейчас.
Подписчики получают 13 выпусков в год!
Путешествие во времени для путешественников? Это сложно.
Я застрял дома, ты застрял дома, мы все застряли дома. Улететь в какое-нибудь веселое место, как мы раньше, возможно, еще не скоро. Но как насчет путешествия во времени? И не только скучный путь, когда мы ждем, пока будущее наступит каждую секунду. Что, если бы вы могли перемещаться во времени по своему желанию, путешествуя вперед в будущее или назад в прошлое так же легко, как нажимая кнопки на приборной панели форсированного DeLorean, прямо как в фильме 9?0115 Назад в будущее ?
Путешествие во времени было фантастикой по крайней мере 125 лет. Герберт Уэллс написал свой новаторский роман «Машина времени » в 1895 году, и физики и философы пишут об этом серьезные статьи уже почти столетие.
Что действительно дало толчок научным исследованиям путешествий во времени, так это идея, возникшая в последние годы 19-го века, что время можно представить как измерение, точно так же, как пространство.
Мы можем достаточно легко перемещаться в пространстве, так почему бы и не во времени?
В конце 19 века ученые думали о времени как об измерении, подобном пространству, где путешественники могут отправиться куда угодно. Эта фотоиллюстрация Tokyu Plaza в токийском районе Омотесандо Харадзюку вызывает ощущение посещения бесконечных направлений.
Фотоиллюстрация Мэтью Пиллсбери, Галерея Эдвина Хоука
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
«В космосе вы можете отправиться куда угодно, так что, возможно, со временем вы тоже сможете отправиться куда угодно», — говорит Никк Эффингем, философ из Бирмингемского университета в Соединенном Королевстве. «Оттуда до машины времени рукой подать».
(Почему люди одержимы путешествиями во времени? У автора бестселлеров Джеймса Глейка есть несколько идей.)
Дуэль теорий
Уэллс был писателем, а не физиком, но физика скоро догонит его.
В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал первую часть своей теории относительности, известную как специальная теория относительности. В нем пространство и время податливы; измерения как пространства, так и времени зависят от относительной скорости человека, производящего измерение.
Несколькими годами позже немецкий математик Герман Минковский показал, что в теории Эйнштейна пространство и время можно рассматривать как два аспекта единого четырехмерного объекта, известного как пространство-время. Затем, в 1915 апреля Эйнштейн выдвинул вторую часть своей теории, известную как общая теория относительности. Общая теория относительности представляет гравитацию в новом свете: вместо того, чтобы думать о ней как о силе, общая теория относительности описывает гравитацию как искривление или искривление пространства-времени.
Но специальной теории относительности достаточно, чтобы начать движение во времени. Теория «устанавливает, что время гораздо больше похоже на пространство, чем мы думали ранее», — говорит Клиффорд Джонсон, физик из Университета Южной Калифорнии.
«Так что, возможно, все, что мы можем сделать с пространством, мы можем сделать со временем».
Ну почти все. Специальная теория относительности не дает нам способа вернуться назад во времени, но она дает нам способ двигаться вперед на — и со скоростью, которую вы можете контролировать. Фактически, благодаря специальной теории относительности вы можете получить двух близнецов разного возраста, знаменитый «парадокс близнецов».
Предположим, вы направляетесь к звездной системе Альфа Центавра на своем космическом корабле на очень высокой скорости (что-то близкое к скорости света), а ваш близнец остается на Земле. Когда вы вернетесь домой, вы обнаружите, что теперь вы намного моложе своего близнеца. Это, по меньшей мере, нелогично, но физика, спустя более века, надежна, как скала.
«В специальной теории относительности абсолютно доказуемо, что астронавт, который совершит путешествие, если он будет двигаться со скоростью, близкой к скорости света, будет намного моложе своего близнеца, когда вернется», — говорит Жанна Левин, физик из Барнарда.
Колледж в Нью-Йорке. Интересно, что время идет так же, как и всегда для обоих близнецов; только когда они воссоединяются, разница обнаруживается.
Возможно, вам обоим было по 20 лет, когда началось путешествие. Когда вы вернетесь, вы будете выглядеть всего на несколько лет старше, чем когда уезжали, а ваш близнец, возможно, уже дедушка с бабушкой. «Мое ощущение течения времени совершенно нормально для меня. Мои часы тикают в обычном темпе, я нормально старею, фильмы идут в правильном темпе», — говорит Левин. «Я не дальше мое будущее , чем обычно. Но я путешествовал в будущее моего близнеца».
(Для изучения старения ученые отправляются в открытый космос.)
С общей теорией относительности все становится действительно интереснее. В этой теории массивный объект искривляет или искажает пространство и время. Возможно, вы видели диаграммы или видеоролики, сравнивающие это с тем, как мяч искажает резиновый лист. Одним из результатов является то, что, подобно тому как путешествие на высокой скорости влияет на скорость течения времени, простое нахождение рядом с действительно тяжелым объектом, например черной дырой, влияет на восприятие времени.
(Этот трюк был центральным в сюжете фильма 2014 года Interstellar , в котором персонаж Мэтью МакКонахи проводит время в окрестностях массивной черной дыры. Когда он возвращается домой, он обнаруживает, что его маленькая дочь уже пожилая.)
Чтобы обойти «парадокс дедушки», некоторые ученые предполагают, что может быть несколько временных линий. На этих изображениях капсульной башни Накагин в Токио, Япония, кажется, что время течет с разной скоростью.
Фотоиллюстрация Мэтью Пиллсбери, Галерея Эдвина Хоука
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Но черные дыры — это только начало. Физики также размышляли о значении гораздо более экзотической структуры, известной как червоточина. Червоточины, если они существуют, могут соединять одно место в пространстве-времени с другим. Астронавт, который войдет в червоточину в галактике Андромеды в 3000 году, может оказаться на другом конце нашей собственной галактики в 2000 году.
Но есть загвоздка: хотя у нас есть неопровержимые доказательства существования черных дыр в природе, даже сфотографировал один в прошлом году — червоточины гораздо более спекулятивны.
«Вы можете представить себе строительство моста из одной области пространства-времени в другую область пространства-времени, — объясняет Левин, — но для этого потребуются виды массы и энергии, о существовании которых в действительности мы не знаем, вещи. как негативная энергия». Она говорит, что «математически допустимо» существование таких структур, как червоточины, но они могут не быть частью физической реальности.
Есть также тревожный вопрос: что случилось бы с нашими представлениями о причине и следствии, если бы путешествия назад во времени были возможны? Самой известной из этих головоломок является так называемый «парадокс дедушки». Предположим, вы путешествуете во времени, когда ваш дед был молодым человеком. Вы убиваете его (возможно, случайно), а значит, ваш родитель не родится, а значит, не родитесь и вы.
Поэтому вы не сможете путешествовать во времени и убить своего дедушку.
Несколько временных шкал?
На протяжении многих лет физики и философы обдумывали различные решения парадокса дедушки. Одна возможность состоит в том, что парадокс просто доказывает, что такие путешествия невозможны; законы физики каким-то образом должны предотвратить путешествие во времени назад. Таково было мнение покойного физика Стивена Хокинга, который назвал это правило «гипотезой о защите хронологии». (Заметьте, он никогда не уточнял фактическую физику, стоящую за таким правилом.)
Но есть и другие, более интригующие решения. Возможно, путешествия назад во времени возможны, но путешественники во времени не могут изменить прошлое, как бы они ни старались. Эффингем, чья книга 9Книга 0115 Путешествие во времени: вероятность и невозможность , опубликованная ранее в этом году, формулирует это следующим образом: «Вы можете выстрелить не в того человека или передумать. Или вы можете застрелить человека, которого считаете своим дедушкой, но оказывается, что у вашей бабушки был роман с молочником, и именно таким все время был ваш дедушка; ты просто этого не знал».
Что также означает, что широко обсуждаемая фантазия об убийстве Гитлера до начала Второй мировой войны не имеет смысла. «Это невозможно, потому что этого не было», — говорит Фабио Коста, физик-теоретик из Университета Квинсленда в Австралии. «Это даже не вопрос. Мы знаем, как развивалась история. Переделки нет».
На самом деле, предполагает Эффингем, если вы не можете изменить прошлое, то путешественник во времени, вероятно, ничего не может сделать . Само ваше существование в то время, когда вы никогда не существовали, было бы противоречием. «Вселенная не заботится о том, что вы изменили: убили Гитлера или переместили атом из положения А в положение Б», — говорит Эффингем.
Но не все потеряно. Сценарии, которые придумывают Эффингем и Коста, включают единую вселенную с единой «временной шкалой». Но некоторые физики предполагают, что наша Вселенная — лишь одна из многих. Если это так, то, возможно, путешественники во времени, которые посещают прошлое, могут делать все, что им заблагорассудится, что прольет новый свет на парадокс дедушки.
(Большой взрыв мог привести к созданию нескольких вселенных, говорят ученые).
мир «разветвляется» на две разные реальности», — говорит Левин. В результате «даже если вам кажется, что вы меняете свое прошлое, на самом деле вы его не меняете; вы создаете новую историю». (Идея множественных временных линий лежит в основе «Назад в будущее 9».Трилогия фильмов 0116. Напротив, в фильме 12 обезьян персонаж Брюса Уиллиса совершает несколько путешествий во времени, но все разворачивается на единой временной шкале. построить путешествующий во времени DeLorean или спроектировать червоточину по индивидуальному заказу в ближайшее время. Вместо этого физики сосредоточились на завершении работы, которую Эйнштейн начал столетие назад.
Спустя более 100 лет никто не придумал, как примирить общую теорию относительности с другим великим столпом физики 20-го века: квантовой механикой. Некоторые физики считают, что долгожданная единая теория, известная как квантовая гравитация, позволит по-новому взглянуть на природу времени.