La maggior parte degli scienziati concorda sul fatto che la possibilità di viaggiare nel tempo è direttamente dettata dalle equazioni fondamentali per la fisica del nostro mondo. Ma anche il solo pensiero della possibilità di una simile avventura solleva molte domande. Cerchiamo risposte nel nostro materiale.
E ci sono molte domande. Il viaggiatore viaggerà verso uno degli universi paralleli del multiverso o rimarrà nel suo? L'ospite nel tempo utilizzerà le stesse opportunità degli "ospiti" del suo lasso di tempo?
La nostra editorialista, la fisica Daria Zaremba, parla dei paradossi che sorgono sul cammino di un viaggiatore del tempo. Il suo materiale passato, realizzato sotto forma di dizionario, è dedicato alle possibilità teoriche di tali viaggi, in questo - verranno considerati gli "ostacoli".
I - L'interpretazione di Everett
L'interpretazione di Everett è un'interpretazione della meccanica quantistica, secondo la quale viviamo in un multiverso - un mondo a molti mondi, dove nascono costantemente nuovi universi paralleli con le stesse leggi, ma stati diversi.
Secondo l'interpretazione di Everett, ogni volta che fai una scelta - ad esempio, cucinare il borscht, non la zuppa con le tagliatelle, indossare una camicia nera invece di una bianca - appare un universo parallelo nel mondo in cui hai fatto la scelta opposta e cucini la zuppa con una camicia bianca.
Cioè, ogni lancio di una moneta "dividerà" l'universo in due mondi con risultati corrispondenti o, in altre parole, stati. Saranno identici tra loro, ma in ognuno di essi, a causa di uno stato iniziale diverso (testa / croce), il corso della storia sarà diverso.
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L'interpretazione multi-mondo di Everett.
Questo modello dell'universo dei molti mondi viene spesso utilizzato dagli scienziati per evitare i paradossi del viaggio nel tempo. Alcuni fisici teorici credono che il viaggio nel passato non sia altro che viaggiare in un universo così parallelo, e non viaggiare affatto indietro lungo la linea temporale del viaggiatore.
P - Paradossi
Il paradosso del viaggio nel tempo è una situazione in cui, a causa dell'esistenza di una macchina del tempo, un sistema si trova in uno stato incompatibile con le leggi che governano l'evoluzione di questo sistema.
Nonostante i molti modi giustificati dalle leggi consolidate della fisica e della matematica, l'atteggiamento nei confronti del viaggio nel tempo nei circoli scientifici è scettico. Il motivo principale sono i paradossi che derivano da tale viaggio.
Va notato qui che i paradossi sono caratteristici esclusivamente del viaggio nel passato. In termini generali, si verifica un paradosso quando l'uso di una macchina del tempo viola le leggi della fisica e / o della logica.
Immagina, ad esempio, di avere un potente raggio laser che dirigi in un portale della macchina del tempo. Quando esci, crei un sistema di specchi in modo che il raggio in uscita venga riflesso e restituito alla macchina del tempo.
Pertanto, all'uscita otterrai un raggio con il doppio dell'intensità (due volte più potente). Quando un tale raggio viene rimbalzato e torna indietro, un laser con un'intensità quattro volte maggiore di quella iniziale uscirà dal portale.
Attraverso tali manipolazioni, risulta che è possibile creare istantaneamente una fonte di generazione di energia infinita. La violazione delle leggi fondamentali della fisica è evidente.
Ci sono molti di questi paradossi, ma il più famoso e discusso è il cosiddetto "paradosso del nonno". Consiste principalmente nel fatto che il viaggiatore, cambiando il suo passato, viola il principio di causalità.
Immagina di vivere a lungo con un sentimento di odio verso tuo nonno, la cui tirannia ha quasi raggiunto il livello di Hitler. E qui ti viene data un'opportunità unica: usare la macchina del tempo, tornare al passato e uccidere questa persona mostruosa.
Ora immagina di finire con il tuo parente al momento della sua nascita. Cosa succede in questo caso? I tuoi genitori non nasceranno, così come te stesso, e quindi tu … non puoi uccidere tuo nonno alla nascita. È così che nasce il paradosso della causalità.
C - Sovrapposizione
La sovrapposizione quantistica è un fenomeno della meccanica quantistica in cui ogni particella può trovarsi simultaneamente in stati alternativi (mutuamente esclusivi).
Ad esempio, un elettrone può ruotare simultaneamente a destra e a sinistra, un bit quantistico ("qubit" è un'unità di informazione in un computer quantistico) può avere simultaneamente valori 0 e 1.
Nel 1991, il fisico teorico britannico David Deutsch scoprì che trasferendo il principio quantistico di sovrapposizione al macrocosmo, è possibile evitare i paradossi del viaggio nel tempo.
Sovrapposizione nel multiverso.
In primo luogo, lo scienziato ha scoperto che quando un viaggiatore ritorna al passato, in realtà non si muove lungo la propria linea temporale, ma si sposta su una linea temporale alternativa, o, in altre parole, su un universo parallelo.
Immagina, ad esempio, di camminare per strada e improvvisamente hai notato il tuo attore preferito, in piedi pacificamente sul ciglio della strada. L'imprevisto del momento ti porta fuori strada e ti congeli come un idolo.
In questo momento, un'auto di un marchio prestigioso si avvicina al ciglio della strada e porta via l'attore che adori in una direzione sconosciuta. Volendo cambiare questa situazione, torni indietro nel tempo di 20 minuti, e questa volta prendi ancora coraggio e decidi di parlare con la star.
Ma l'attore si comporta in modo molto diverso dal modo in cui, ricordi, si è comportato. Non puoi prevedere le sue azioni, la conversazione va avanti per caso, e lui potrebbe non voler salire in macchina, ma questa sera decide di presentarsi al suo fan incallito.
Cioè, non sarà più il passato a essere impresso nella tua memoria - non è il tuo passato. Il tuo passato è rimasto nell'universo di casa (non potrebbe scomparire da nessuna parte, perché la legge di conservazione dell'energia e dell'informazione opera nel mondo).
Questa teoria è coerente con l'interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica di Hugh Everett, che presuppone l'esistenza di un multiverso con universi paralleli costantemente ramificati.
In secondo luogo, secondo Deutsch, quando un viaggiatore va nel passato, è in uno stato di sovrapposizione, poiché si sposta simultaneamente in due universi paralleli con stati alternativi: in uno di essi uccide il nonno e, di conseguenza, perde l'opportunità di nascere, e nella seconda rimane illeso.
Linee temporali alternative.
La probabilità di ciascuno di questi eventi è. In questo caso, il viaggiatore rimarrà cosciente solo nell'universo dove non ha creato un paradosso.
U - Possibilità ristrette
Possibilità ristrette - secondo una delle teorie, sono le uniche possibilità di cui può disporre un viaggiatore in passato.
C'è una teoria secondo la quale viaggiando nel passato, il viaggiatore non avrà piena libertà di scelta. A sua disposizione ci saranno solo opportunità, ad esempio, per determinare il posizionamento di parti del proprio corpo nello spazio nel prossimo futuro.
Quindi, può grattarsi il naso, camminare per strada o salutare un amico. Tuttavia, non sarà in grado di cogliere opportunità più ampie, ad esempio vendere un appartamento, commettere un omicidio o annullare il matrimonio dei suoi genitori.
Cosa significa? Quando agiti la mano per salutare un amico è una manifestazione di un'opportunità limitata, ma se agiti la mano in un'asta, piazzando una scommessa su un dipinto di Van Gogh, allora ci sarà già un'ampia capacità.
Allo stesso tempo, la divisione in opportunità ristrette e ampie si verifica a seconda che la loro attuazione necessiti del "supporto" di circostanze esterne, azioni di "risposta" dal "mondo esterno".
Lo scrive, in particolare, il professore di filosofia Kadri Wichwellin - ricercatore nel campo dell'etica, della metafisica e del libero arbitrio, nonché il fisico teorico Bradford Skow - nel contesto della risoluzione del paradosso del nonno assassinato.
X - La festa di Hawking
Hawking's Party è un esperimento del famoso fisico e cosmologo Stephen Hawking per dimostrare la possibilità o l'impossibilità di viaggiare nel tempo.
Nel 2009, Stephen Hawking ha condotto un incredibile esperimento. Ha organizzato una vera festa per i viaggiatori del tempo! Tutto sembrava tradizionale: musica, palloncini, snack. Tranne un dettaglio: nessuno tranne lo stesso Hawking era alla festa.
E tutto perché il fisico ha inviato l'invito a partecipare a questa festa dopo la "celebrazione" stessa. Secondo la logica di Stephen, se il viaggio nel tempo è davvero possibile, allora un giorno qualcuno che arriva dal futuro troverà questo invito e tornerà al momento della festa.
L'invito alla festa di Hawking.
Tuttavia, altri scienziati come David Deutsch concludono che questo non accadrà mai. Perché quando viaggia in altri tempi, il viaggiatore viaggia effettivamente in altri universi, che sono collegati in un modo speciale.
Quelle in cui il viaggiatore ha una macchina del tempo sono interconnesse, mentre quelle in cui non l'ha ancora creata rimangono isolate.
Il fisico ha descritto le sue conclusioni nell'opera fondamentale "La struttura dell'universo". Ciò significa che se Deutsch ha ragione, tu ed io non saremo mai abbastanza fortunati da vedere turisti dal futuro fino a quando non costruiremo la nostra macchina del tempo.
C - Censura violazione della causalità
La censura della violazione della causalità è il principio del divieto di violazione della causalità nel viaggio nel passato assunto da varie teorie.
L'autore di una delle teorie che “difende” il principio di causalità quando si viaggia nel passato è il maestro dei computer quantistici, il fisico americano Seth Lloyd.
Secondo la teoria di Lloyd, quando un viaggiatore viaggia indietro nel tempo, alcune azioni pianificate da lui (come uccidere suo nonno o una copia di se stesso) non saranno completate da lui per motivi indipendenti dalla sua volontà.
In questo caso, il principio della post-selezione o scelta successiva, che opera nella meccanica quantistica, è diventato il "principio di funzionamento" della fisica.
La sua essenza sta nel fatto che nel mondo quantistico, le particelle elementari sono in grado di scegliere istantaneamente la soluzione "corretta" tra diverse possibili (questo, a proposito, è il "segreto del successo" dei computer quantistici).
Ecco un esempio che Seth Lloyd e il suo team hanno mostrato sperimentalmente. I ricercatori hanno teletrasportato un fotone (nel mondo quantistico, il fenomeno del teletrasporto è utilizzato in pieno svolgimento).
Inoltre, secondo lo scienziato, la rimaterializzazione (comparsa) del fotone avviene in tempo prima della sua smaterializzazione (scomparsa). In altre parole, la rimaterializzazione avviene nel passato.
Quindi, otteniamo un intervallo di tempo in cui entrambe le copie del fotone coesistono insieme. Questo può essere ragionevolmente considerato una simulazione del viaggio nel tempo di un fotone.
Ora provochiamo un paradosso: mettiamo insieme entrambe le copie del fotone. Cosa accadrà? Assolutamente niente. Come ha notato Seth in un'intervista a The New Mexican, non importa quante volte avvicinate i fotoni l'uno all'altro, all'ultimo momento uno di loro mancherà sempre, cambierà rotta a causa di improvvise fluttuazioni quantistiche.
Questo perché una collisione con la sua copia darà luogo a un paradosso e una tale "decisione" sarà "sbagliata" per un fotone.
Secondo lo scienziato, questo può accadere anche con le azioni di un viaggiatore in passato: la catena di relazioni causa-effetto si interromperà sicuramente da qualche parte e il piano insidioso per uccidere il nonno non sarà completato. Forse le stesse fluttuazioni quantistiche, ad esempio, faranno mancare il proiettile.
Gli scienziati hanno notato da tempo che l'universo funziona in base al principio di un computer quantistico e esso stesso "calcola" il suo stato a livello quantistico. Forse, secondo lo stesso principio, potrà "interferire" con le azioni del viaggiatore in passato per evitare paradossi.
Il paradosso della violazione della causalità è stato risolto in modo simile dal fisico teorico russo Igor Novikov. Ha scelto il paradosso di Polchinsky come base, un'altra formulazione del paradosso del nonno.
Il paradosso della violazione dei rapporti di causa ed effetto sull'esempio del paradosso di Polchinsky.
In questo paradosso, la pallina rotola e colpisce il portale della macchina del tempo, viene trasportata per alcuni secondi nel passato e colpisce la sua copia in modo che non cada più nella macchina del tempo.
Secondo la decisione di Novikov, la palla rotolerà sempre fuori dalla macchina del tempo con un angolo tale da spingere sicuramente una copia di se stessa nella direzione del portale.
Così Novikov ha formulato il suo principio di autoconsistenza, che dice: quando ci si sposta nel passato, la probabilità di un'azione che cambia un evento che è già accaduto al viaggiatore tende a zero.
Tuttavia, probabilmente non saremo in grado di parlare più dettagliatamente della soluzione alla "protezione della cronologia" quando si viaggia nel passato fino a quando non avremo una migliore comprensione della natura della relazione tra gravità e meccanica quantistica.
Daria Zaremba
