Физик объяснил, почему путешествия во времени невозможны

Физик Хуншен Чжан из Университета Цзинань в Китае предложил математическое доказательство того, что в широком классе гипотетических Вселенных вернуться в прошлое невозможно. Доказательство занимает всего три строчки и показывает, что при определенных условиях движение во времени возможно только вперед, хотя автор описывает и два исключения.

Об исследовании говорится в препринте, опубликованном на сервере arXiv, пишет редакция Новини.LIVE.

Как физик обосновал невозможность путешествий в прошлое

Чжан использовал уравнение нулевого эйконала, которое давно применяется для изучения распространения света. Этот инструмент помог сформулировать дополнительное условие, при котором замкнутые временные петли не могут существовать.

Как объясняет ученый, работа опирается на одно свойство направлений: светоподобное направление не может быть перпендикулярным направлению движения объекта во времени. Отсюда следует, что определённая математическая величина неизбежно возрастает во время любого возможного путешествия.

Чтобы вернуться к исходному событию, путешественнику пришлось бы вновь получить начальное значение этой величины, а это невозможно. Поэтому во Вселенных, соответствующих таким математическим условиям, движение во времени похоже на дорогу с односторонним движением, где нет ни разворотов, ни объездов.

Исследователь обращает внимание на то, что для такого вывода не требуются сложные расчёты с учётом квантовых эффектов, экзотической материи, энергетических условий или гравитационных сингулярностей. Достаточно проследить, как изменяется величина, зависящая от направлений движения.

Как новый аргумент дополняет известные критерии

У физиков уже есть три группы критериев, с помощью которых они пытаются исключить существование замкнутых временных петель. Первая основана на универсальных часах, которые всегда идут вперёд вдоль любой траектории.

Вторая группа связана с энергетическими условиями, ведь для создания временных петель могут потребоваться отрицательная энергия или необычные формы материи. Третья учитывает топологию пространства-времени: его геометрию, связность и структуру границ областей, где могли бы возникать такие петли. Аргумент Чжана дополняет эти подходы.

В работе названы два случая, когда математическое условие Чжана может не выполняться. Первый связан с локальным искривлением пространства-времени, например вблизи вращающейся массивной чёрной дыры.

Второе исключение предполагает особую топологию Вселенной, при которой пространство-время может замыкаться само на себе.

Вместо привычных срезов пространства-времени, привязанных к определенному моменту, Чжан предлагает использовать поверхности, определяемые геометрией света. Такое описание не требует выбора конкретного момента времени, а значит, и привязки к часам или наблюдателю.

Ранее Новини.LIVE сообщали, что ученые научились получать настоящие алмазы из пластика ПЭТ. Из этого материала изготавливают бутылки и пищевую тару, и он является одной из крупнейших мировых проблем из-за загрязнения природы.

Также Новини.LIVE рассказывали, что во время эксперимента NASA на орбите около 2500 медуз развивались в невесомости. После возвращения на Землю у них значительно чаще наблюдались нарушения движений, хотя внешне они почти не отличались от обычных особей.