Чи дійсно фізика дозволяє людям подорожувати в часі? Фізик Річард Мюллер у пошуках вирішення фундаментальної проблеми, яка спантеличила його упродовж усієї його 45-річної кар’єри: чому стрілка часу невблаганно тече до майбутнього, постійно створюючи нові моменти? “Час став каменем спотикання для нашого розуміння Всесвіту”, – сказав Мюллер, почесний професор Каліфорнійського університету у Берклі. “За свою кар’єру я чув багато нісенітниць про час, і я почав думати про це і придумав цікаві способи його представлення і деякі абсолютно нові ідеї, які ніколи не з’являлися у літературі”.
Нова ідея Мюллера: час розширюється, тому що розширюється простір.
Новий принцип фізики полягає в тому, що простір і час пов’язані між собою. Коли ви створюєте новий простір, ви створите новий час.
Відколи Великий Вибух поширився на Всесвіт 13,8 мільярда років назад, космос почав рости, як щось фізичне, згідно з часом Габбла.
Мюллер узяв за основу теорію загальної відносності Альберта Ейнштейна, що пояснює все, від чорних дір до космічної еволюції – ідею чотиривимірного простору-часу. Фізик стверджує, що “простір – це не єдине розширення. Простір-час розширюється. І ми займаємося серфінгом на цій хвилі, яку ми називаємо “зараз. Майбутнє ще не існує … воно створюється”.
Ми не можемо подорожувати в майбутнє, тому що майбутнього ще не існує, стверджує він. Він також стверджує, що повернення назад у часі однаково неймовірно, оскільки для зворотного часу вам доведеться зменшити, принаймні локально, об’єм простору у Всесвіті. Це відбувається, наприклад, коли зірка вибухає або чорна діра випаровується. Але вони зменшують час настільки нескінченно, що ефект буде прихований в квантовій невизначеності виміру – приклад того, що фізики називають космічною цензурою. “Єдиний приклад, який я міг придумати, – цей випар чорної діри, і в цьому випадку він виявляється схильним до цензури. Тому я не міг придумати спосіб змінити час, і мій основний висновок полягає в тому, що подорож в часі неможлива, – сказав він.
Злиття чорних дір створює мілісекунду нового часу
Якщо Мюллер прав, тоді, коли дві чорні діри зливаються та створюють новий простір, вони також повинні створювати новий час, який затримує сигнал гравітаційної хвилі, який LIGO спостерігає із Землі. “Об’єднання двох чорних дір створює мільйони кубічних миль нового простору, що означає одноразове створення нового часу”, – сказав Мюллер.
Злиття чорних дір, уперше повідомлене LIGO в лютому 2016 року, охопило дві чорні діри вагою близько 29 і 36 разів більше маси Сонця, роблячи остаточну чорну діру вагою близько 62 сонячних мас. Новий простір, створений при злитті, створить близько 1 мілісекунди нового часу. Подібна подія дозволила б LIGO (обсерваторія, яка уперше виявила гравітаційні хвилі) виявити знову створений час.
Мюллер ініціював проект, який привів до цього відкриття, який включав вимір відстаней і швидкостей найновіших. Наслідком цього відкриття є те, що прогресія часу також прискорюється, обумовлена темною енергією. “Ніякі теорії фізики не мають потоку часу, вбудованого в них яким-небудь чином. Час був усього лише платформою, на якій ви робили свої розрахунки, – не було ” зараз”, немає потоку часу, – сказав Мюллер. “Ідея вивчення самого часу не існувала до Ейнштейна. Ейнштейн дав фізиці дар часу”. Проте Ейнштейн не зміг пояснити потік часу в майбутнє, а не в минуле, попри те, що теорії фізики однаково добре рухаються вперед або назад в часі. І хоча він міг розрахувати різні темпи часу, залежно від швидкості і сили тяжіння, він поняття не мав, чому час тече взагалі.
Ентропія і час
Другий закон Термодинаміки стверджує, що ентропія ніколи не може зменшуватися, а час завжди збільшується. Ця ідея стала приводом для пояснення. Навіть Стівен Хокінг у своїй книзі “Коротка історія часу” не розглядає проблему потоку часу, окрім того, що збільшення часу походить від зростаючої ентропії.
Мюллер стверджує, проте, що це не самоочевидно: це просто неправильно. Життя і все, що ми робимо на Землі, будь то будівництво будинків або виготовлення чашок, пов’язано зі зменшенням локальної ентропії, хоча загальна ентропія Всесвіту зростає. “Ми постійно відмовляємося від надмірної ентропії, такий як сміття, відкидаючи її до безкінечності у вигляді теплового випромінювання”, – говорить Мюллер. “Ентропія Всесвіту дійсно росте, але локальна ентропія, ентропія Землі, життя і цивілізації постійно зменшується”. “Під час мого першого великого експерименту – виміру космічного мікрохвильового випромінювання, я зрозумів, що в цій радіації в 10 мільйонів разів більше ентропії, ніж в усій масі Всесвіту, і вона не міняється з часом. Але час прогресує “, – сказав він.
У своїй книзі Мюллер пояснює різні парадокси, що виникають через те, як лекції по теорії відносності та квантової механіки обробляють час, у тому числі страхітливу загадку Шредингера. Проте жодна з цих теорій не торкається потоку часу. Теорії про червоточину, яка може переносити вас у Всесвіті або назад в часі, є умоглядними і, у багатьох випадках, неправильними.
Обговорення зрештою примушує Мюллера досліджувати глибокі питання про здатність минулого передбачити майбутнє, і що це говорить про існування вільної волі. Мюллер визнає, що його нова теорія про час може мати спостережувані ефекти тільки в космічному царстві, так як наша інтерпретація червоного зміщення – розтягування світлових хвиль, викликана розширенням простору, – які необхідно було б змінити, щоб відбивати одночасне розширення часу. Ці два ефекти не можуть бути помітні упродовж більшої частини історії Всесвіту, але створення часу може бути помітним під час швидкої космічної інфляції, яка сталася відразу після Великого Вибуху, коли простір і час значно розширювалися, набагато швидше, ніж сьогодні. Він з оптимізмом дивиться, що найближчими роками LIGO перевірить або спростує його теорію. “Я думаю, що моя теорія впливатиме на розрахунки самого раннього Всесвіту”, – сказав Мюллер. “Я не бачу ніякого способу вплинути на наше повсякденне життя”.
Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.