Non esiste ancora una teoria del tempo generalmente accettata o anche una descrizione adatta a tutti. Tuttavia, gli scienziati hanno inventato molte macchine del tempo - dopotutto, nessuna legge fisica lo vieta. Riusciremo mai a manipolare questa strana categoria dell'universo.
Freccia del tempo
Non percepiamo il tempo con nessuno dei sensi, ma lo conosciamo intuitivamente e sappiamo anche come, entro certi limiti, prevedere cosa accadrà presto. Dal nostro punto di vista, il tempo scorre, scorre, scorre. Stiamo parlando del momento presente, passato e futuro. Due diversi eventi possono essere collegati come causa ed effetto: uno dà origine all'altro. Mai il contrario. Questa è l'essenza del principio di causalità o irreversibilità del tempo.
L'accademico premio Nobel Vitaly Ginzburg ha incluso l'irreversibilità (freccia del tempo) nell'elenco di tre grandi problemi della fisica.
Nella meccanica classica l'irreversibilità è dovuta al fatto che i corpi sono costituiti da molti atomi, molecole, tendenti a uno stato caotico (l'entropia aumenta). L'esempio più semplice è la crema nel tè. Possono essere mescolati, ma non possono essere raccolti di nuovo esattamente nella stessa goccia, anche se le molecole della sostanza e il loro numero sembrano rimanere gli stessi.
Un'altra cosa è il mondo quantistico, dove gli oggetti sono particelle elementari, campi. Là la freccia del tempo non esiste, i processi sono reversibili, ma solo finché non proviamo a misurarli, osservarli. Le particelle sono in tutti gli stati possibili allo stesso tempo (i fisici preferiscono parlare della funzione d'onda). Ma al momento della misurazione con i nostri dispositivi, "scelgono" uno degli stati (o scegliamo noi).
Sorgono questioni legali: il tempo è un fenomeno oggettivo che esiste indipendentemente dalla coscienza, come un lago, una casa, il sole? O è una proprietà della coscienza e senza di noi non esiste?
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“Il tempo è la cosa peggiore che si possa chiedere a un fisico moderno. La discordia completa è che ciascuna delle scienze vede il tempo solo da una, il suo lato. Pertanto, dobbiamo parlare di tempo geometrico, termodinamico, quantomeccanico. Anche capire perché le diverse definizioni del tempo hanno qualcosa a che fare l'una con l'altra è un problema , afferma Sergei Baranov, dottore in fisica e matematica, uno dei principali ricercatori presso il Laboratorio di interazione delle radiazioni con la materia presso FIAN.
I gemelli e il paradosso dell'orologio
Nell'era sovietica, le storie di anomalie temporanee, dove caddero persone, navi e aerei di linea, erano popolari tra i fan delle sensazioni. Sul Web, troverete testimonianze oculari di "viaggi nel tempo" all'interno di un forte tornado.
Secondo Sergei Baranov, se si esclude l'inganno deliberato, le "anomalie temporali" sono spiegate da errori di percezione, guasti dell'elettronica sotto l'influenza di fenomeni atmosferici o fattori industriali.
"I conducenti che passano vicino ai radar militari notano guasti al sistema GPS, ma è improbabile che questo sia correlato al teletrasporto", lo scienziato fornisce un esempio.
I fisici incontrano veri paradossi del tempo negli esperimenti, ma sono tutti spiegabili. Ad esempio, nella teoria della relatività speciale, il "paradosso del gemello" è noto: uno dei fratelli gemelli che esplora lo spazio su un razzo veloce, al ritorno, scopre che il gemello rimasto sulla Terra è invecchiato. Nessun misticismo. È solo che nello spazio-tempo quadridimensionale per un corpo in movimento, il tempo scorre più lentamente.
La dilatazione del tempo è fissata sugli acceleratori durante il decadimento delle particelle instabili. L'orologio atomico a bordo dei satelliti orbitanti, al contrario, avanza di pochi microsecondi in un giorno. Qui gioca un ruolo la gravità che, aumentando con l'altezza, allunga leggermente i livelli di energia di elettroni e nuclei.
Il paradosso dei gemelli. A sinistra: un gemello che vola nello spazio, l'altro - rimane sulla Terra. A destra: è passato più tempo per il fratello rimasto sulla Terra che per il viaggiatore spaziale / Illustrazione di RIA Novosti / Alina Polyanina.
Wormhole come teletrasporto
La teoria della relatività prevede l'esistenza di buchi neri nell'Universo, oggetti con una massa enorme che distorcono lo spazio. A un osservatore esterno, sembra che davanti sia la fine del mondo, oltre la quale non c'è nulla. Questo è chiamato orizzonte degli eventi. Il tempo rallenta dietro di esso, all'interno del buco nero ogni materia viene lacerata dalle forze delle maree. Puoi solo cadere in un buco nero. Non si può tornare indietro.
In questo senso, il "wormhole" (o "wormhole") offre maggiori opportunità. I due ingressi sono collegati da un breve tunnel. Possono trovarsi in parti distanti del nostro universo o essere in universi diversi. Come afferma il fisico Michio Kaku in The Physics of the Impossible, i wormhole ti permettono di viaggiare nel tempo e nello spazio.
Il problema è che i wormhole sono instabili e collassano sotto l'influenza della gravità. Il cosmologo Igor Novikov del Centro Astronomico dell'Istituto Fisico Lebedev crede: se il "wormhole" è pieno di materia esotica con densità di energia negativa (per creare antigravità), diventerà passabile.
“La sostanza esotica è uno stato quantistico della materia, noto solo in teoria. Non sappiamo se ci siano grandi quantità di una tale sostanza, se possa essere ottenuta artificialmente. Non ci sono leggi che ne vietano l'esistenza, anche in natura”, specifica il cosmologo.
I concetti scientifici moderni presumono che nei centri delle galassie, inclusa la nostra Via Lattea, il posto dei buchi neri sia occupato dai "wormhole". Progetti futuri, come il Millimetron russo, una stazione spaziale nel punto di Lagrange, che, insieme ai radiotelescopi terrestri, forma un gigantesco interferometro in grado di distinguere oggetti a una distanza relativamente piccola l'uno dall'altro, aiuteranno a capirlo. Il suo lancio è previsto per il 2023.
“La principale differenza tra un 'wormhole' e un buco nero è che gli ingressi hanno un campo magnetico monopolare. Inoltre, la materia può fuoriuscire da un wormhole, ma solo in un buco nero. Puoi guardare nel "wormhole" come in un corridoio. Se porta a un altro universo, puoi vedere cosa sta succedendo lì ", spiega Novikov.
Un wormhole che collega i due universi con una freccia del tempo (dall'articolo di I. D. Novikov, 2018) / Illustrazione di RIA Novosti / Alina Polyanina.
Macchina del tempo
Secondo la teoria convenzionale della gravità, i wormhole dovrebbero essere molto piccoli, con un raggio del collo di Planck dell'ordine di 10-33 centimetri. Ma il wormhole può essere ingrandito. Per questo, un parametro aggiuntivo dovrebbe essere introdotto nella teoria, ritiene Arkady Popov, ricercatore senior presso l'Istituto di fisica dell'Università federale di Kazan.
“C'è un'altra opzione per aumentare il raggio. È necessario tener conto della temperatura del vuoto dei campi quantizzati - una sostanza esotica che crea un "wormhole" nello spazio-tempo. Lo stiamo calcolando adesso ", dice lo scienziato.
Secondo lui, il teletrasporto attraverso i wormhole non è proibito.
“Potrebbe risultare che il percorso attraverso di essa sia molto più breve che attraverso lo spazio esterno. Quindi gli osservatori di lato considereranno che ti sei spostato molto rapidamente - teletrasportato”, aggiunge Popov.
Hanno anche provato a creare una macchina del tempo con l'aiuto del "wormhole". Ad esempio, un'estremità può essere portata nella regione di un buco nero e l'altra - lontana, dove il tempo scorre in modo diverso. Ma poi sorgono tutti i tipi di violazioni della teoria.
"Ciò significa che le macchine del tempo sono molto probabilmente proibite, il che, a proposito, ha detto Stephen Hawking", ricorda il fisico.
Tatiana Pichugina
