Nel 1949, il matematico tedesco Kurt Gödel, avendo risolto le equazioni del campo gravitazionale ottenute da Einstein, dimostrò teoricamente la possibilità del viaggio nel tempo. Quasi settant'anni dopo, scienziati americani e canadesi hanno costruito un modello matematico per questo. E la scorsa primavera, il computer quantistico ha restituito una frazione di secondo.
Nuova dimensione - nuove possibilità
All'inizio del ventesimo secolo, i fisici iniziarono a considerare il tempo come una dimensione uguale insieme alle tre già note: su e giù, destra e sinistra, avanti e indietro. Di conseguenza, un concetto di continuum spazio-temporale è apparso nella scienza e si è formata una visione diversa delle leggi della natura: la teoria della relatività speciale e generale (SRT e GRT). SRT considerava solo oggetti dritti e in movimento uniforme, GRT - situazioni in cui i corpi venivano accelerati o girati di lato.
Fu per la relatività generale nel 1915 che Einstein, insieme al matematico tedesco Hilbert, derivò un sistema di equazioni per il campo gravitazionale che collega lo spazio-tempo con le proprietà della materia che lo riempie. Trent'anni dopo, Gödel risolse queste equazioni rappresentando la materia come particelle di polvere rotanti uniformemente distribuite. Quando ha proposto di considerare le galassie come queste particelle, ha ottenuto un modello di un universo rotante.
In esso, la luce è coinvolta nel movimento rotatorio, il che significa che gli oggetti sono in grado di muoversi lungo traiettorie chiuse non solo nello spazio, ma anche nel tempo. In altre parole, viaggiando nell'universo, puoi tornare al passato. La probabilità dell'esistenza di tali traiettorie (sono chiamate curve chiuse simil-tempo) è determinata da altre versioni di soluzioni alle equazioni del campo gravitazionale: il "cilindro di Tipler" ottenuto nel 1974 e i "wormhole passabili".
Attraverso lo spazio e il tempo
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Il fisico britannico Roger Penrose ipotizzò che curve chiuse simili a quelle del tempo dovessero attraversare l'orizzonte degli eventi, un confine immaginario nello spazio-tempo. Da un lato del confine ci sono punti dello spazio-tempo su cui si può imparare qualcosa, dall'altro non si sa nulla. La persona è al di fuori di questo orizzonte degli eventi. Pertanto, non è in grado di notare la violazione del principio di causalità in curve chiuse simili al tempo.
Secondo Stephen Hawking, un tentativo di creare tali curve deve necessariamente finire con un buco nero. Di conseguenza, per l'osservatore, una singolarità nuda - un punto in cui è visibile un futuro o un passato infinitamente lontano - risulta essere chiusa dagli eventi dei buchi neri. Anche se una persona arriva a questo punto, non sarà in grado di parlarne a nessuno. Per fare questo, devi uscire dal buco nero, il che è completamente fuori discussione.
Tuttavia, gli scienziati hanno trovato un modo, sebbene teorico, per aggirare queste limitazioni. I fisici americani e canadesi hanno sviluppato un modello matematico di una macchina del tempo che ti consente di muoverti lungo curve chiuse simili al tempo a velocità superluminale. Inoltre, alla ricerca di queste curve, non è necessario entrare nei buchi neri, notano gli autori dell'opera.
La direzione del tempo sulla superficie dello spazio-tempo sembra una curvatura che si intensifica quando ci si avvicina a un buco nero: ci sono prove che il tempo nelle sue immediate vicinanze sta rallentando. Gli scienziati hanno descritto la possibilità di una curvatura circolare per i passeggeri di una macchina del tempo fuori dal buco nero. Questo cerchio li invia al passato.
La stessa macchina del tempo è una bolla. Le persone che si trovano al suo interno si spostano nel passato e nel futuro lungo la curva chiusa che ne risulta, per poi tornare al punto di partenza. In questo caso, un osservatore esterno vedrà due versioni di passeggeri: per una, il tempo scorre normalmente, e per l'altra, nella direzione opposta.
È vero, una simile macchina del tempo è ancora un costrutto puramente speculativo. Il materiale con cui potrebbe essere realizzato non è ancora stato inventato.
Una frazione di secondo fa
Nel marzo di quest'anno, scienziati provenienti da Russia, Stati Uniti e Svizzera hanno dimostrato che il viaggio nel tempo è possibile in pratica, ma solo a livello quantistico. Hanno creato un tale stato del sistema, che si è sviluppato nella direzione opposta - dal caos all'ordine, cioè ha violato la seconda legge della termodinamica, che afferma che nel tempo il caos dell'Universo (in termini scientifici, l'entropia) cresce costantemente, il che significa che il tempo si muove solo in uno direzione: dal passato al futuro.
In primo luogo, i fisici hanno teoricamente dimostrato che un elettrone nello spazio vuoto è in grado di spostarsi spontaneamente nel passato, cioè tornare allo stato in cui si trovava pochi istanti fa. Tuttavia, un tale evento, secondo i calcoli, può verificarsi solo una volta durante l'intera esistenza dell'Universo. In questo caso sarà possibile tornare indietro di soli 0,06 nanosecondi.
Quindi hanno cercato di eseguire questa operazione in un esperimento utilizzando un computer quantistico cloud. In un caso, due sono stati combinati, nell'altro tre qubit: moduli computazionali elementari e celle di memoria di macchine quantistiche. Li abbiamo riempiti con una serie di numeri e abbiamo iniziato a manipolare i contenuti in modo che il livello di caos in questo sistema quantistico aumentasse rapidamente. Quando l'entropia raggiunse un certo livello, un altro programma prese il controllo dei qubit e li trasferì a uno stato tale che un'ulteriore evoluzione andò verso l'ordine piuttosto che il caos. Di conseguenza, i qubit erano momentaneamente nel loro stato originale. In altre parole, sono tornati al passato.
Tuttavia, questo trucco non ha sempre avuto successo: in circa l'80% dei casi con due qubit e solo nella metà con tre. Secondo gli autori dello studio, i guasti sono associati a errori nel funzionamento del computer quantistico stesso e non a ragioni inspiegabili. Ciò significa che è possibile creare algoritmi più efficienti per viaggiare nel passato.
Alfiya Enikeeva
