Фізик пояснив, чому подорожі у часі неможливі

Фізик Хуншен Чжан з Університету Цзінань у Китаї запропонував математичне доведення того, що в широкому класі гіпотетичних Всесвітів повернутися в минуле неможливо. Доведення займає лише три рядки й показує, що за певних умов рух у часі можливий тільки вперед, хоча автор описує й два винятки.

Про дослідження йдеться в препринті, опублікованому на сервері arXiv, пише редакція Новини.LIVE.

Як фізик обґрунтував неможливість подорожей у минуле

Чжан використав рівняння нульового ейконалу, яке давно застосовують для вивчення поширення світла. Цей інструмент допоміг сформулювати додаткову умову, за якої замкнені часові петлі не можуть існувати.

Як пояснює науковець, робота спирається на одну властивість напрямків: світлоподібний напрямок не може бути перпендикулярним до напрямку руху об'єкта в часі. Звідси випливає, що певна математична величина неминуче зростає під час будь-якої можливої подорожі.

Щоб повернутися до початкової події, мандрівнику довелося б знову отримати початкове значення цієї величини, а це неможливо. Тому у Всесвітах, які відповідають таким математичним умовам, рух у часі схожий на дорогу з одностороннім рухом, де немає ні розворотів, ні об'їздів.

Дослідник звертає увагу, що для такого висновку не потрібні складні розрахунки з урахуванням квантових ефектів, екзотичної матерії, енергетичних умов чи гравітаційних сингулярностей. Достатньо простежити, як змінюється величина, що залежить від напрямків руху.

Як новий аргумент доповнює відомі критерії

Фізики вже мають три групи критеріїв, за допомогою яких намагаються виключити існування замкнених часових петель. Перша ґрунтується на універсальному годиннику, що завжди йде вперед уздовж будь-якої траєкторії.

Друга група пов'язана з енергетичними умовами, адже для створення часових петель можуть знадобитися від'ємна енергія або незвичні форми матерії. Третя враховує топологію простору-часу: його геометрію, зв'язність і структуру меж областей, де могли б виникати такі петлі. Аргумент Чжана доповнює ці підходи.

У праці названо два випадки, коли математична умова Чжана може не виконуватися. Перший пов'язаний із локальним викривленням простору-часу, наприклад поблизу масивної чорної діри, що обертається.

Другий виняток передбачає особливу топологію Всесвіту, за якої простір-час може замикатися сам на собі.

Замість звичних зрізів простору-часу, прив'язаних до певного моменту, Чжан пропонує використовувати поверхні, які визначає геометрія світла. Такий опис не потребує вибору конкретного моменту часу, а отже, і прив'язки до годинника чи спостерігача.

Раніше Новини.LIVE писали, що науковці навчилися отримувати справжні алмази з пластику ПЕТ. З цього матеріалу виготовляють пляшки й харчову тару, і він є однією з найбільших світових проблем через забруднення природи.

Також Новини.LIVE розповідали, що під час експерименту NASA на орбіті близько 2500 медуз розвивалися в невагомості. Після повернення на Землю вони значно частіше мали порушення рухів, хоча зовні майже не відрізнялися від звичайних особин.