Фізик розв'язав відомий часовий парадокс, що унеможливлює подорожі в часі

Подорожі в часі досить часто демонструють у різноманітних художніх фільмах, але це явище викликає багато запитань. Один учений вважає, що йому, ймовірно, вдалося вирішити відомий часовий парадокс, який виключає їх, пише IFLScience.

"Парадокс убитого дідуся" є одним із найпоширеніших часових парадоксів, який відноситься до подорожі в часі. Цей парадокс пояснюється так: якщо мандрівник у часі відправиться в минуле і вб'є свого дідуся до того, як у нього з'явилися діти, то він не зможе народитися.

Цей уявний експеримент передбачає, що подорож у часі в минуле може бути неможливою, оскільки це призведе до невідповідностей у всесвіті. У виданні нагадали, що фізик-теоретик і космолог Стівен Гокінг пропонував ідею про те, що будуть закони фізики, які ще не відкрито, і які не дадуть можливості подорожам у часі відбутися.

Проте фізика не виключає подорожі в часі повністю. Наприклад, у деяких роботах фізика-теоретика Альберта Ейнштейна йшлося про те, що можливі "замкнуті часоподібні криві", у яких простір-час настільки викривлений, що об'єкт або спостерігач, який перетинає його, повернеться у вихідну точку.

У своїй новій статті фізик з Університету Вандербільта Лоренцо Гавассіно розглянув часоподібну криву як світову лінію гіпотетичного космічного корабля, який подорожує через простір-час.

"Якщо така крива утворює петлю, космічний корабель повертається у вихідну точку, у своє власне минуле. Однак, щоб підтвердити, що це дійсно подорож у минуле, ми повинні спочатку обговорити, що відбувається з пасажирами (тобто з макроскопічними системами частинок), коли вони здійснюють круговий політ", - написав він.

У своїй новій роботі Гавассіно спробував описати, що відбувається термодинамічно, якщо космічний корабель перетинає замкнену часоподібну криву і виходить, коли він вирушає в дорогу або раніше. Він наголосив, що під час такої подорожі ентропія має збільшуватися в напрямку термодинамічної рівноваги відповідно до другого закону термодинаміки, але для узгодженого Всесвіту вона також має повернутися до нерівноважного стану до того, як було запроваджено часоподібну криву.

Вчений навів як приклад одиночну нестабільну частинку, яка підстрибує навколо космічного корабля, щоб підкреслити те, що закони фізики вимагають повернення частинки у свій початковий стан.

"Як і слід було очікувати, частинка спонтанно розпадається поблизу τ = 0 і залишається розпалася майже на всьому шляху. Однак у міру наближення τ до початку петлі частинка спонтанно відновлюється за той самий час, який знадобився для її розпаду. Цей механізм є прямим наслідком дискретизації рівнів енергії і не вимагає від нас точного налаштування початкових умов", - пояснив Гавассіно.

Фізик припустив, що існує точка, в якій ентропія стає максимальною, і другий закон термодинаміки починає повертати назад. Проблема полягає в тому, що людина втратить усі спогади про те, що сталося під час циклу.

Гавассіно під час моделювання процесу збирання пам'яті виявив, що будь-яка пам'ять, зібрана вздовж замкнутої часоподібної кривої, буде стерта повторенням Пуанкаре до кінця циклу. Тому всесвіт поверне "мандрівника в часі" у вихідне положення з незайманою ентропією.

У своїй роботі Гавассіно наголосив, що в терміні "Парадокса вбитого дідуся" всесвіт розвиватиметься таким чином, щоб залишатися самоузгодженим, повертаючи мандрівників у часі в їхні початкові умови.

"Більшість фізиків і філософів у минулому стверджували, що якщо подорожі в часі існують, природа завжди знайде спосіб запобігти суперечливим ситуаціям. Був введений "принцип самоузгодженості", який передбачає, що все має узгоджуватися для створення логічно зв'язної історії. Моя робота являє собою перший строгий висновок цього принципу самоузгодженості безпосередньо з усталеної фізики. Зокрема, я застосував стандартну структуру квантової механіки - без додаткових постулатів або спірних припущень, і продемонстрував, що самоузгодженість історії природним чином випливає з квантових законів", - сказав він у коментарі для Live Science.

Проте фізик не бачить доказу можливості існування замкнутих часоподібних кривих. Він упевнений, що його робота доводить, що в гіпотетичному всесвіті із замкнутими часоподібними кривими подорож у часі не відбуватиметься в тій формі, яка зазвичай зображується в науковій фантастиці.