Подорожі в часі: у космосі є "шрами", що дозволяють це робити, вважають фізики

Космічні струни — це своєрідні "шрами", що залишилися після того, як Всесвіт на самому початку різко змінився з високоенергетичного середовища на низькоенергетичне. Фізики вважають, що космічні струни можуть викривляти простір-час, створюючи замкнуту часоподібну криву. З її допомогою теоретично можна переміщатися в часі. Але вчені точно не знають, як подорожувати в часі за допомогою космічних струн. Але майбутні спостереження можуть розповісти більше про те, як це може відбуватися, пише Popular Mechanics.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

"Шрами" в тканині простору-часу

Вважається, що до Великого вибуху, наш Всесвіт був дуже гарячим, дуже щільним і надзвичайно високоенергетичним місцем. Усе змінилося, коли стався Великий вибух 13,8 мільярда років тому. Дуже швидке початкове розширення Всесвіту призвело до появи чотирьох головних сил природи: гравітації, електромагнітної взаємодії, слабкої взаємодії (відповідає за радіоактивний розпад) і сильної взаємодії (утримує атомні ядра разом). Також у цей час було створено елементарні частинки. І, зрештою, ця різка зміна Всесвіту залишила "шрами" в тканині простору-часу. Фізики називають їх космічними струнами.

Космічні струни — це артефакти того, який вигляд мав Всесвіт у моменти перед тим, як він швидко перейшов із високоенергетичного середовища в низькоенергетичне. Ці струни приблизно такої ж товщини, як протон, надзвичайно щільні та довжиною у світлові роки.

Фізики вважають, що космічні струни пасивно дрейфують у Всесвіті, але їхнє активне вивчення може стати ключем до свого роду подорожей у часі.

Машина часу в космосі

Кен Олум, фізик і астроном в Університеті Тафтса, каже, що дві нескінченні паралельні космічні струни, що проходять повз одна одну, створять машину часу, викрививши простір-час. У результаті, якщо ви рухатиметеся траєкторією вздовж цих струн, ви повернетеся у вихідну точку раніше, ніж покинули її.

Хоча математичні розрахунки, що пояснюють цю подорож у часі за допомогою космічних струн, вірні, Олум каже, що не варто занадто радіти. Проблема полягає в тому, що вчені ще ніколи не спостерігали космічні струни.

Теорія про подорож у часі за допомогою космічних струн

У 1991 році фізик Джон Річард Готт запропонував найбільш популярну ідею подорожі в часі за допомогою космічних струн. Він припустив, що дві нескінченні паралельні космічні струни, що проходять повз одна одну, можуть спотворювати простір-час, створюючи петлю часу, відому як замкнута часоподібна крива. Це петля часу, яка повертає мандрівника в часі в його точку відліку до моменту, коли він її покинув.

Наявність такої петлі часу передбачає загальна теорія відносності Ейнштейна. Згідно з цією теорією, об'єкти з масою можуть викривляти простір-час, що допускає можливість скорочення шляху в часі за допомогою стиснення простору. Замкнуті часоподібні криві також пояснюють, як теоретично працюють червоточини. Це гіпотетичні тунелі, за допомогою яких можна швидко переміщатися в часі та просторі.

Подорожі в часі малоймовірні, але не можна сказати, що вони неможливі

Математична основа теоретичної супермагістралі з космічних струн правильна, але це не обов'язково означає, що ми наблизилися до подорожей у часі. По-перше, переміщення зі швидкістю, близькою до швидкості світла, необхідне для такої подорожі, дуже складно досягти, якщо взагалі можливо. По-друге, згідно із загальною теорією відносності Ейнштейна, що швидше рухається об'єкт, то більше енергії йому потрібно для подальшого прискорення. Але поки що немає способу виробити величезну кількість енергії, необхідної для розгону космічного корабля до майже швидкості світла.

Генрі Тай, фізик із Корнельського університету каже, що порівняно з іншими теоретичними способами подорожі в часі, такими як червоточини, він більше переконаний у можливостях космічних струн. Вчений каже, що подорожі в часі малоймовірні, але не можна сказати, що вони неможливі. Але перед тим як створювати машину часу, вченим потрібно виявити космічні струни.

На щастя, це відкриття може бути ближче, ніж будь-коли, завдяки проєкту NANOGrav. Астрономи з цього проєкту шукають низькочастотні гравітаційні хвилі, і у 2020 році вони вже виявили сигнал, який відрізняється від усіх інших сигналів гравітаційних хвиль. Вчені вважають, що це може бути сигнал, який виходить від космічних суперструн.

На відміну від космічних струн, що залишилися від раннього Всесвіту, космічні суперструни беруть свій початок у теорії струн. Вона передбачає, що Всесвіт складається з десяти вимірів, де тільки чотири складають простір і час, як ми їх знаємо. Інші виміри являють собою свого роду невидимий каркас. У цій моделі Всесвіту дуже маленькі об'єкти, звані струнами, замінюють елементарні частинки.

За словами Олума, струни з теорії струн могли бути сильно розтягнуті якимось механізмом на ранніх етапах існування Всесвіту, перетворившись на космічні суперструни і їх легше виявити.

Щоб підтвердити, чи справді ці сигнали виходили від космічних струн, вченим знадобиться більше даних, які, як очікується, надійдуть у найближчі кілька років.

Тай каже, що якщо нові дані підтвердять існування космічних струн, особливо космічних суперструн, то це змінить усе, що ми знаємо про фізику. Якщо космічні струни одного разу змінять фізику, то, можливо, вчені зможуть зрозуміти, яким чином за допомогою космічних струн можна переміщатися в часі.

Як уже писав Фокус, фізики вважають, що подорожі в часі можливі, адже вони вирішили знаменитий "парадокс убитого дідуся".

Також Фокус писав про те, що астрономи з'ясували, чому більшість прилеглих галактик віддаляються від нас і, схоже, не піддаються впливу маси і гравітації Місцевої групи галактик.