En 1949, el matemático alemán Kurt Gödel, habiendo resuelto las ecuaciones del campo gravitacional obtenidas por Einstein, probó teóricamente la posibilidad de viajar en el tiempo. Casi setenta años después, científicos estadounidenses y canadienses han construido un modelo matemático para esto. Y la primavera pasada, la computadora cuántica regresó una fracción de segundo.
Nueva dimensión, nuevas oportunidades
A principios del siglo XX, los físicos empezaron a considerar el tiempo como una dimensión igual a las tres ya conocidas: arriba y abajo, derecha e izquierda, y ida y vuelta. Como resultado, apareció en la ciencia un concepto del continuo espacio-tiempo y se formó una visión diferente de las leyes de la naturaleza: la teoría de la relatividad especial y general (SRT y GRT). SRT consideró solo objetos rectos y en movimiento uniforme, GR: situaciones en las que los cuerpos se aceleraron o se giraron hacia un lado.
norte
Fue por la relatividad general que en 1915 Einstein, junto con el matemático alemán Hilbert, derivó un sistema de ecuaciones para el campo gravitacional que conecta el espacio-tiempo con las propiedades de la materia que lo llena. Treinta años más tarde, Gödel resolvió estas ecuaciones al representar la materia como partículas de polvo giratorias distribuidas uniformemente. Cuando propuso considerar las galaxias como estas partículas, obtuvo un modelo de un Universo en rotación.
En él, la luz está involucrada en un movimiento de rotación, lo que significa que los objetos pueden moverse a lo largo de trayectorias cerradas no solo en el espacio, sino también en el tiempo. En otras palabras, viajando por el universo, puedes regresar al pasado. La probabilidad de la existencia de tales trayectorias (se denominan curvas cerradas en forma de tiempo) está determinada por otras versiones de soluciones a las ecuaciones del campo gravitacional: el "cilindro de Tipler" obtenido en 1974 y los "agujeros de gusano atravesables".
A través del espacio y el tiempo
Video promocional:
El físico británico Roger Penrose asumió que las curvas cerradas en forma de tiempo deben cruzar el horizonte de eventos, un límite imaginario en el espacio-tiempo. En un lado de la frontera hay puntos del espacio-tiempo sobre los que se puede aprender algo, en el otro, no se sabe nada. La persona está fuera de este horizonte de eventos. Por lo tanto, es incapaz de notar la violación del principio de causalidad en curvas cerradas en forma de tiempo.
Según Stephen Hawking, un intento de crear tales curvas debe terminar necesariamente con un agujero negro. Como resultado, para el observador, una singularidad desnuda, un punto en el que un futuro o pasado infinitamente distante es visible, resulta estar cerrado por los eventos de los agujeros negros. Incluso si una persona llega a este punto, no podrá contárselo a nadie. Para hacer esto, necesitas salir del agujero negro, lo cual está completamente fuera de discusión.
Sin embargo, los científicos han encontrado una manera, aunque teórica, de sortear estas limitaciones. Físicos estadounidenses y canadienses han desarrollado un modelo matemático de una máquina del tiempo que le permite moverse a lo largo de curvas cerradas similares al tiempo a una velocidad superluminal. Además, en la búsqueda de estas curvas, no es necesario adentrarse en los agujeros negros, señalan los autores del trabajo.
norte
La dirección del tiempo en la superficie del espacio-tiempo parece una curvatura que se intensifica cuando se acerca a un agujero negro; hay evidencia de que el tiempo se ralentiza en sus inmediaciones. Los científicos han descrito la posibilidad de una curvatura circular para los pasajeros de una máquina del tiempo fuera del agujero negro. Este círculo los envía al pasado.
La propia máquina del tiempo es una burbuja. Las personas que se encuentran dentro de él se mueven hacia el pasado y el futuro a lo largo de la curva cerrada resultante y luego regresan a su punto de partida. Al mismo tiempo, un observador externo verá dos versiones de pasajeros: por una, el tiempo fluye normalmente, y por la otra, en la dirección opuesta.
Es cierto que esa máquina del tiempo sigue siendo una construcción puramente especulativa. Aún no se ha inventado el material del que podría fabricarse.
Hace una fracción de segundo
En marzo de este año, científicos de Rusia, Estados Unidos y Suiza demostraron que el viaje en el tiempo es posible en la práctica, pero solo a nivel cuántico. Crearon tal estado del sistema, que a su vez se desarrolló en la dirección opuesta: del caos al orden, es decir, violó la segunda ley de la termodinámica, que establece que con el tiempo el caos del Universo (en términos científicos, la entropía) crece constantemente, lo que significa que el tiempo se mueve solo en uno. dirección: del pasado al futuro.
Primero, los físicos demostraron teóricamente que un electrón en el espacio vacío es capaz de moverse espontáneamente hacia el pasado, es decir, regresar al estado en el que estaba hace unos momentos. Sin embargo, tal evento, según los cálculos, puede ocurrir solo una vez durante toda la existencia del Universo. En este caso, será posible retroceder solo 0.06 nanosegundos.
Luego intentaron realizar esta operación en un experimento utilizando una computadora cuántica en la nube. En un caso, se combinaron dos, en el otro, tres qubits: módulos computacionales elementales y celdas de memoria de máquinas cuánticas. Los llenamos con un conjunto de números y comenzamos a manipular el contenido para que el nivel de caos en este sistema cuántico creciera rápidamente. Cuando la entropía alcanzó un cierto nivel, otro programa tomó el control de los qubits y los transfirió a un estado tal que la evolución fue hacia el orden en lugar del caos. Como resultado, los qubits estuvieron momentáneamente en su estado original. En otras palabras, volvieron al pasado.
Sin embargo, este truco no siempre tuvo éxito: en aproximadamente el 80 por ciento de los casos con dos qubits, y solo en la mitad con tres. Según los autores del estudio, las fallas están asociadas con errores en el funcionamiento de la computadora cuántica en sí, y no con algunas razones inexplicables. Esto significa que se pueden crear algoritmos más eficientes para viajar al pasado.
Alfiya Enikeeva
