Ժամանակի հանելուկ
Պարունակություն
Ժամանակը միշտ խնդիր է եղել։ Նախ, նույնիսկ նշանավոր ուղեղների համար դժվար էր հասկանալ, թե իրականում ինչ է ժամանակը: Այսօր, երբ մեզ թվում է, թե մենք դա ինչ-որ չափով հասկանում ենք, շատերը կարծում են, որ առանց դրա, գոնե ավանդական իմաստով, ավելի հարմարավետ կլինի։
«» Գրել է Իսահակ Նյուտոնը։ Նա հավատում էր, որ ժամանակն իսկապես կարելի է հասկանալ միայն մաթեմատիկորեն: Նրա համար միաչափ բացարձակ ժամանակը և Տիեզերքի եռաչափ երկրաչափությունը օբյեկտիվ իրականության անկախ և առանձին ասպեկտներ էին, և բացարձակ ժամանակի յուրաքանչյուր պահին Տիեզերքի բոլոր իրադարձությունները տեղի էին ունենում միաժամանակ:
Հարաբերականության իր հատուկ տեսությամբ Էյնշտեյնը վերացրեց համաժամանակյա ժամանակ հասկացությունը։ Նրա գաղափարի համաձայն, միաժամանակությունը իրադարձությունների միջև բացարձակ հարաբերություն չէ. այն, ինչ միաժամանակ է մի հղման համակարգում, պարտադիր չէ, որ միաժամանակ լինի մյուսում:
Ժամանակի մասին Էյնշտեյնի ըմբռնման օրինակ է տիեզերական ճառագայթների մյուոնը։ Այն անկայուն ենթաատոմային մասնիկ է, որի կյանքի միջին տևողությունը 2,2 մկվ է։ Այն ձևավորվում է մթնոլորտի վերին շերտում, և չնայած մենք ակնկալում ենք, որ այն կանցնի ընդամենը 660 մետր (լույսի արագությամբ 300 կմ/վրկ) մինչև քայքայվելը, ժամանակի ընդլայնման էֆեկտները թույլ են տալիս տիեզերական մյուոններին ավելի քան 000 կիլոմետր ճանապարհ անցնել մինչև Երկրի մակերես: և հետագա։ . Երկրի հղման համակարգում մյուոններն ավելի երկար են ապրում իրենց բարձր արագության շնորհիվ:
1907 թվականին Էյնշտեյնի նախկին ուսուցիչ Հերման Մինկովսկին ներկայացրեց տարածությունը և ժամանակը որպես. Տիեզերական ժամանակն իրեն պահում է տեսարանի պես, որտեղ մասնիկները տիեզերքում շարժվում են միմյանց համեմատ: Այնուամենայնիվ, տարածաժամանակի այս տարբերակը թերի էր (տես նաեւ: ) Այն չէր ներառում գրավիտացիան մինչև Էյնշտեյնը 1916 թվականին չներկայացրեց հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը: Տարածաշրջանի հյուսվածքը շարունակական է, հարթ, կորացած և դեֆորմացված նյութի և էներգիայի առկայությամբ (2): Ձգողականությունը տիեզերքի կորությունն է, որն առաջանում է զանգվածային մարմինների և էներգիայի այլ ձևերի կողմից, որը որոշում է այն ուղին, որով շարժվում են առարկաները: Այս կորությունը դինամիկ է, շարժվում է առարկաների շարժման ընթացքում: Ինչպես ասում է ֆիզիկոս Ջոն Ուիլերը, «տիեզերական ժամանակը թակարդում է զանգվածը՝ ասելով, թե ինչպես շարժվել, և զանգվածը թակարդում է տարածությունը՝ ասելով, թե ինչպես պետք է թեքվել»։
2. Էյնշտեյն տարածություն-ժամանակ
Ժամանակը և քվանտային աշխարհը
Հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը ժամանակի հոսքը համարում է շարունակական և հարաբերական, իսկ ընտրված հատվածում ժամանակի հոսքը համարում է համընդհանուր և բացարձակ։ 60-ականներին նախկինում անհամատեղելի գաղափարները, քվանտային մեխանիկա և հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը համատեղելու հաջող փորձը հանգեցրեց նրան, ինչը հայտնի է որպես Ուիլեր-ԴեՎիտ հավասարում, քայլ դեպի տեսություն: քվանտային գրավիտացիա. Այս հավասարումը լուծեց մի խնդիր, բայց ստեղծեց մեկ այլ խնդիր: Ժամանակը ոչ մի դեր չի խաղում այս հավասարման մեջ: Սա ֆիզիկոսների շրջանում մեծ հակասությունների պատճառ է դարձել, որը նրանք անվանում են ժամանակի խնդիր։
Կարլո Ռովելի (3), ժամանակակից իտալացի տեսական ֆիզիկոսը որոշակի կարծիք ունի այս հարցի վերաբերյալ: », - գրել է նա «Ժամանակի առեղծվածը» գրքում:
3. Կառլո Ռովելին և նրա գիրքը
Նրանք, ովքեր համաձայն են քվանտային մեխանիկայի Կոպենհագենի մեկնաբանությանը, կարծում են, որ քվանտային գործընթացները ենթարկվում են Շրյոդինգերի հավասարմանը, որը ժամանակի մեջ սիմետրիկ է և առաջանում է ֆունկցիայի ալիքային փլուզումից։ Էնտրոպիայի քվանտային մեխանիկական տարբերակում, երբ էնտրոպիան փոխվում է, հոսում է ոչ թե ջերմությունը, այլ ինֆորմացիան։ Որոշ քվանտային ֆիզիկոսներ պնդում են, որ գտել են ժամանակի նետի սկզբնական աղբյուրը։ Նրանք ասում են, որ էներգիան ցրվում է, և առարկաները հավասարվում են, քանի որ ենթաատոմային մասնիկները միմյանց հետ կապված են փոխազդեցության միջոցով «քվանտային խճճվածության» տեսքով: Էյնշտեյնը իր գործընկերներ Պոդոլսկու և Ռոզենի հետ նման վարքագիծն անհնար էր համարում, քանի որ այն հակասում էր պատճառահետևանքային կապի տեղական ռեալիստական տեսակետին: Ինչպես կարող են իրարից հեռու գտնվող մասնիկները անմիջապես փոխազդել միմյանց հետ, հարցրին նրանք:
1964 թվականին նա մշակեց փորձարարական թեստ, որը հերքեց Էյնշտեյնի պնդումները, այսպես կոչված, թաքնված փոփոխականների մասին։ Հետևաբար, տարածված կարծիք կա, որ տեղեկատվությունը իրականում ճանապարհորդում է խճճված մասնիկների միջև, պոտենցիալ ավելի արագ, քան լույսը կարող է անցնել: Որքան գիտենք, դրա համար ժամանակ գոյություն չունի խճճված մասնիկներ (4).
2013 թվականին Երուսաղեմում Էլի Մեգիդիշի գլխավորած Եբրայական համալսարանի ֆիզիկոսների թիմը հայտնել է, որ իրենց հաջողվել է խճճել ժամանակի ընթացքում չգոյատևող ֆոտոնները: Նախ, առաջին փուլում ստեղծեցին ֆոտոնների խճճված զույգ՝ 1-2։ Շուտով նրանք չափեցին ֆոտոն 1-ի բևեռացումը (հատկությունը, որը նկարագրում է լույսի տատանումների ուղղությունը)՝ այդպիսով «սպանելով» այն (II փուլ): Ֆոտոն 2-ն ուղարկվեց իր ճանապարհին, և ձևավորվեց նոր խճճված զույգ 3-4 (քայլ III): Ֆոտոն 3-ն այնուհետև չափվեց շրջող ֆոտոն 2-ի հետ այնպես, որ խճճվածության գործակիցը հին զույգերից (1-2 և 3-4) «փոխվեց» նոր համակցված 2-3-ի (IV քայլ): Որոշ ժամանակ անց (V փուլ) չափվում է միակ գոյատևած ֆոտոն 4-ի բևեռականությունը, և արդյունքները համեմատվում են վաղուց մեռած ֆոտոն 1-ի բևեռացման հետ (հետևում II փուլում): Արդյունք? Տվյալները բացահայտեցին քվանտային կապեր 1-ին և 4-րդ ֆոտոնների միջև, որոնք «ժամանակավորապես ոչ տեղային» էին։ Սա նշանակում է, որ խճճվածությունը կարող է առաջանալ երկու քվանտային համակարգերում, որոնք ժամանակի ընթացքում երբեք չեն եղել։
Մեգիդիշը և նրա գործընկերները չեն կարող չշահարկել իրենց արդյունքների հնարավոր մեկնաբանությունները: Հավանաբար ֆոտոն 1-ի բևեռացման չափումը II քայլում ինչ-որ կերպ ուղղորդում է 4-ի ապագա բևեռացումը, կամ V քայլում ֆոտոն 4-ի բևեռացման չափումը ինչ-որ կերպ վերաշարադրում է ֆոտոն 1-ի նախկին բևեռացման վիճակը: Քվանտային հարաբերակցությունները տարածվում են մի ֆոտոնի մահվան և մյուսի ծննդյան միջև եղած պատճառահետևանքային դատարկության մեջ:
Ի՞նչ կարող է դա նշանակել մակրո մասշտաբով: Գիտնականները, որոնք քննարկում են հնարավոր հետևանքները, բարձրացնում են հավանականությունը, որ աստղային լույսի մեր դիտարկումները ինչ-որ կերպ թելադրել են ֆոտոնների բևեռացումը 9 միլիարդ տարի առաջ:
Ամերիկացի և կանադացի մի զույգ ֆիզիկոսներ՝ Մեթյու Ս. Լեյֆերը Կալիֆորնիայի Չապմանի համալսարանից և Մեթյու Ֆ. Փուսին Օնտարիոյի տեսական ֆիզիկայի պարագծի ինստիտուտից, մի քանի տարի առաջ նկատել են, որ եթե չմնանք այն փաստին, որ Էյնշտեյնը. Մասնիկի վրա կատարված չափումները կարող են արտացոլվել անցյալում և ապագայում, ինչը այս իրավիճակում դառնում է անտեղի։ Որոշ հիմնարար ենթադրություններ վերաձեւակերպելով՝ գիտնականները Բելի թեորեմի վրա հիմնված մոդել են մշակել, որտեղ տարածությունը փոխակերպվում է ժամանակի։ Նրանց հաշվարկները ցույց են տալիս, թե ինչու, ենթադրելով, որ ժամանակը միշտ առջեւում է, մենք սայթաքում ենք հակասությունների վրա։
Ըստ Կարլ Ռովելիի՝ ժամանակի մեր մարդկային ընկալումը անքակտելիորեն կապված է ջերմային էներգիայի վարքագծի հետ: Ինչու՞ մենք գիտենք միայն անցյալը և ոչ ապագան: Բանալին, ինչպես առաջարկում է գիտնականը. ջերմության միակողմանի հոսք ավելի տաք առարկաներից ավելի սառը. Սառույցի խորանարդը, որն ընկել է տաք սուրճի մեջ, սառեցնում է սուրճը: Բայց գործընթացն անշրջելի է։ Մարդը, ինչպես ինչ-որ «թերմոդինամիկական մեքենա», հետևում է ժամանակի այս սլաքին և չի կարողանում հասկանալ որևէ այլ ուղղություն: «Բայց եթե ես դիտարկեմ մանրադիտակային վիճակ,- գրում է Ռովելին,- անցյալի և ապագայի միջև տարբերությունը վերանում է... իրերի տարրական քերականության մեջ տարբերություն չկա պատճառի և հետևանքի միջև»:
Ժամանակը չափվում է քվանտային կոտորակներով
Իսկ գուցե ժամանակը կարելի՞ է քվանտացնել։ Վերջերս ի հայտ եկած մի նոր տեսություն ենթադրում է, որ ամենափոքր ենթադրելի ժամանակային միջակայքը չի կարող գերազանցել վայրկյանի միլիարդերորդական միլիարդերորդ մասը: Տեսությունը հետևում է մի հայեցակարգի, որն առնվազն ժամացույցի հիմնական հատկությունն է: Ըստ տեսաբանների՝ այս պատճառաբանության հետևանքները կարող են օգնել ստեղծել «ամեն ինչի տեսություն»։
Քվանտային ժամանակ հասկացությունը նոր չէ։ Քվանտային գրավիտացիոն մոդել առաջարկում է, որ ժամանակը պետք է քվանտացված լինի և ունենա որոշակի արագություն: Այս ցիկլը համընդհանուր նվազագույն միավորն է, և ժամանակի ոչ մի հարթություն չի կարող դրանից փոքր լինել: Կարծես Տիեզերքի հիմքում մի դաշտ լիներ, որը որոշում էր դրա մեջ եղած ամեն ինչի նվազագույն արագությունը՝ զանգված տալով այլ մասնիկներին: Այս ունիվերսալ ժամացույցի դեպքում «զանգված տալու փոխարեն այն ժամանակ կտա», - բացատրում է ժամանակի քվանտավորման առաջարկող ֆիզիկոս Մարտին Բոյովալդը։
Նման ունիվերսալ ժամացույցի նմանակմամբ՝ նա և ԱՄՆ-ի Փենսիլվանիայի պետական քոլեջի իր գործընկերները ցույց տվեցին, որ դա ազդեցություն կունենա արհեստական ատոմային ժամացույցների վրա, որոնք օգտագործում են ատոմային թրթռումներ՝ հայտնի առավել ճշգրիտ արդյունքներ ստանալու համար: ժամանակի չափումներ. Ըստ այս մոդելի, ատոմային ժամացույցների արագությունը (5) երբեմն համաժամանակյա չէ համընդհանուր ժամացույցի արագության հետ։ Սա կսահմանափակի ժամանակի չափման ճշգրտությունը միայն ատոմային ժամացույցով, ինչը նշանակում է, որ երկու տարբեր ատոմային ժամացույցներ կարող են չհամընկնել անցած ժամանակահատվածի երկարության մեջ: Հաշվի առնելով, որ մեր լավագույն ատոմային ժամացույցները համահունչ են միմյանց և կարող են չափել մինչև 10-19 վայրկյան կամ միլիարդերորդական վայրկյանի մեկ տասներորդը, ժամանակի հիմնական միավորը չի կարող ավելի մեծ լինել, քան 10-33 վայրկյանը: . Սրանք այս տեսության վերաբերյալ աշխատության եզրակացություններն են, որը հայտնվել է 2020 թվականի հունիսին Physical Review Letters ամսագրում:
5. Սինգապուրի ազգային համալսարանի լուտեցիումի վրա հիմնված ատոմային ժամացույց:
Ստուգումը, թե արդյոք գոյություն ունի ժամանակի նման հիմնական միավոր, դուրս է մեր ներկայիս տեխնոլոգիական հնարավորություններից, բայց դեռ ավելի մատչելի է թվում, քան Պլանկի ժամանակը չափելը, որը 5,4 × 10–44 վայրկյան է:
Թիթեռի էֆեկտը չի աշխատում:
Ժամանակը քվանտային աշխարհից հեռացնելը կամ քվանտավորումը կարող է հետաքրքիր հետևանքներ ունենալ, բայց եկեք անկեղծ լինենք, ժողովրդական երևակայությունը առաջնորդվում է մեկ այլ բանով, այն է՝ ժամանակի ճանապարհորդություն:
Մոտ մեկ տարի առաջ Կոնեկտիկուտի համալսարանի ֆիզիկայի պրոֆեսոր Ռոնալդ Մալլեթը CNN-ին ասաց, որ ինքը գրել է գիտական հավասարում, որը կարող է հիմք ծառայել. իրական ժամանակի մեքենա. Նա նույնիսկ սարք է կառուցել տեսության հիմնական տարրը լուսաբանելու համար: Նա կարծում է, որ դա տեսականորեն հնարավոր է ժամանակը վերածելով օղակիինչը թույլ կտա ժամանակի ճանապարհորդություն դեպի անցյալ: Նա նույնիսկ նախատիպ է կառուցել, որը ցույց է տալիս, թե ինչպես լազերները կարող են օգնել հասնել այս նպատակին: Հարկ է նշել, որ Մալլետի գործընկերները վստահ չեն, որ նրա ժամանակի մեքենան երբևէ կգործի։ Նույնիսկ Մալլեթը խոստովանում է, որ իր գաղափարն այս պահին ամբողջովին տեսական է:
2019-ի վերջին New Scientist-ը հայտնեց, որ ֆիզիկոսներ Բարաք Շոշանին և Ջեյքոբ Հաուզերը Կանադայի «Perimeter» ինստիտուտից նկարագրել են լուծում, որով մարդը տեսականորեն կարող է ճանապարհորդել մեկից։ Լրահոս դեպի երկրորդը, անցնելով մեջ անցքի միջով տարածություն-ժամանակ կամ թունել, ինչպես ասում են՝ «մաթեմատիկորեն հնարավոր է»։ Այս մոդելը ենթադրում է, որ կան տարբեր զուգահեռ տիեզերքներ, որտեղ մենք կարող ենք ճանապարհորդել, և ունի մի լուրջ թերություն՝ ժամանակի ճանապարհորդությունը չի ազդում ճանապարհորդների սեփական ժամանակացույցի վրա: Այսպիսով, դուք կարող եք ազդել այլ շարունակությունների վրա, բայց այն, որից մենք սկսել ենք ճանապարհը, մնում է նույնը:
Եվ քանի որ մենք տարածություն-ժամանակային շարունակություններում ենք, ուրեմն՝ օգնությամբ քվանտային համակարգիչ Ժամանակի ճամփորդությունը մոդելավորելու համար գիտնականները վերջերս ապացուցեցին, որ քվանտային ոլորտում չկա «թիթեռի էֆեկտ», ինչպես երևում է բազմաթիվ գիտաֆանտաստիկ ֆիլմերում և գրքերում: Քվանտային մակարդակի փորձերում՝ վնասված, թվացյալ գրեթե անփոփոխ, ասես իրականությունն ինքն իրեն բուժում է։ Այս թեմայի վերաբերյալ հոդվածը հայտնվեց այս ամառ «Psyical Review Letters»-ում: «Քվանտային համակարգչի վրա խնդիրներ չկան ո՛չ հակառակ էվոլյուցիայի մոդելավորման հետ կապված ժամանակի մեջ, ո՛չ էլ գործընթացի հետ անցյալ տեղափոխելու գործընթացի նմանակման հետ», - բացատրեց Լոս Ալամոսի ազգային լաբորատորիայի տեսական ֆիզիկոս Միկոլայ Սինիցինը և համահեղինակ։ հետազոտության հեղինակ։ Աշխատանք. «Մենք իսկապես կարող ենք տեսնել, թե ինչ է տեղի ունենում բարդ քվանտային աշխարհի հետ, եթե մենք հետ գնանք ժամանակը, ավելացնենք որոշակի վնաս և հետ գնանք: Մենք գտնում ենք, որ մեր սկզբնական աշխարհը գոյատևել է, ինչը նշանակում է, որ քվանտային մեխանիկայում թիթեռի էֆեկտ չկա»։
Սա մեծ հարված է մեզ համար, բայց գուցե լավ նորություն մեզ համար։ Տարածություն-ժամանակի շարունակականությունը պահպանում է իր ամբողջականությունը՝ թույլ չտալով փոքր փոփոխություններ ոչնչացնել այն։ Ինչո՞ւ։ Սա հետաքրքիր հարց է, բայց մի փոքր այլ թեմա, քան ինքը՝ ժամանակը:
