No importa lo que escriban los escritores de ciencia ficción, la ciencia moderna no permite la posibilidad de viajar al pasado. Pero los científicos están lejos de estar tan unidos por viajar al futuro …
El divulgador británico de la ciencia Brian Clegg publicó recientemente un libro con el título en negrita Cómo construir una máquina del tiempo: la ciencia real del viaje en el tiempo (Cómo construir una máquina del tiempo: La ciencia real del viaje en el tiempo).
El libro analiza formas de implementación práctica del antiguo sueño del hombre de divagaciones temporales. Clegg es un educador serio con reputación internacional, por lo que solo habla de proyectos que pueden estar científicamente fundamentados, aunque no 100% probados.
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Aislamiento del tiempo
Una de esas posibilidades ha sido descrita repetidamente por escritores de ciencia ficción. Realice una caminata espacial a distancias interestelares, que requerirá al menos dos aceleraciones a velocidades cercanas a la de la luz, y podrá regresar a su planeta de origen cientos o miles de años después de la partida, y usted mismo envejecerá un poco.
La posibilidad fundamental de tal viaje temporal está garantizada por las fórmulas de la teoría especial de la relatividad. Es cierto que la aceleración a velocidades relativistas también debe proporcionarse con la ayuda de un combustible súper intensivo en energía (lo mejor de todo de la antimateria), pero estos son detalles.
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Sin embargo, en la teoría especial de la relatividad, la luz no convergió como una cuña, se puede aplicar la general. Según sus ecuaciones, la gravedad ralentiza la velocidad del tiempo (las correcciones para este efecto están incluidas en el software de los sistemas de navegación por satélite GPS y GLONASS, y superan numéricamente correcciones similares que la teoría especial de la relatividad prescribe introducir en relación con el movimiento orbital de los satélites).
El grado de esta desaceleración aumenta con la fuerza del campo gravitacional. Aquí hay otra máquina del tiempo para ti: encuentra un área del espacio con una gravitación extremadamente fuerte, quédate allí por un tiempo y, a tu regreso, te encontrarás en el futuro.
Pesos superpesados naturales
Los generadores gravitacionales son en principio posibles, pero es demasiado pronto para hablar de ellos. Sin embargo, la naturaleza ha creado en el espacio masas de gravedad naturales como las estrellas de neutrones. Un centímetro cúbico de materia degenerada en el centro de una estrella de neutrones arrastra cientos de millones de toneladas, mientras que su diámetro no supera los 20-30 km.
¿Podría ser posible entrar en órbita cerca de tal monstruo espacial y desde allí catapultar hacia el futuro? No se recomienda sentarse en su superficie, hace cien veces más calor que en la atmósfera del Sol.
Sin embargo, esta opción también es muy insegura. Cualquier objeto que orbite una estrella de neutrones será deformado y destrozado por las fuerzas de las mareas. Lo mismo sucedería, por supuesto, si un barco con cronoviajeros fuera enviado no a una estrella de neutrones, sino a un agujero negro.
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Caparazón "impenetrable en el tiempo"
Clegg confía en que hay una salida. Isaac Newton demostró que la fuerza gravitacional resultante que actúa sobre cualquier objeto dentro de una capa isotrópica esférica masiva es estrictamente cero. Esta conclusión es plenamente válida en la teoría general de la relatividad.
Ahora imagina una estrella de neutrones con una cavidad en el centro. Allí no habrá fuerzas de marea, y el flujo del tiempo en relación con el mundo exterior seguirá ralentizándose.
Así, ya ahora es posible formular un proyecto de ingeniería para una futura supercivilización. Es necesario romper una estrella de neutrones en muchos pedazos y construir con ellos una capa esférica alrededor de una nave con viajeros en el tiempo.
Para protegerlos de las fuerzas de las mareas, el caparazón deberá ensamblarse sin romper la isotropía, agregando cada vez dos bloques de igual masa desde lados opuestos, igualmente distantes del barco. El desmantelamiento tendrá que realizarse de la misma forma, de lo contrario la gravedad destruirá a los crononautas en el futuro.
La tarea de la supercivilización
¿Qué tan efectiva es una máquina del tiempo así? Si usa materia neutrónica pura como material de construcción, puede lograr una desaceleración cinco veces mayor en el tiempo; en cualquier caso, Brian Clegg da esa estimación.
El resultado es bastante modesto, por lo que todavía tienes que pensar si el juego vale la pena. Sin embargo, se puede suponer que la supercivilización tendrá a su disposición tecnologías que comprimirán adicionalmente la materia de neutrones a densidades aún mayores.
Sin embargo, esto debe hacerse con precaución, de lo contrario toda la estructura colapsará en un agujero negro con consecuencias desagradables para el barco y su tripulación. Por tanto, el coste de tal experimento superará inconmensurablemente su valor práctico, al menos desde nuestro punto de vista. Sin embargo, la supercivilización puede tener criterios completamente diferentes.
Cómo funciona una estrella de neutrones
Después de que el combustible nuclear en el núcleo de la estrella se queme, el inevitable colapso gravitacional lo aguarda. Si la presión de un gas de electrones degenerados no puede resistir la gravedad, los electrones son literalmente "presionados" en los protones de los núcleos, formando neutrones. El producto final de este proceso es una estrella de neutrones hecha de materia superdensa (hasta 1015 g / cm3 en el núcleo) de 10 a 20 km de diámetro.
La estructura de una estrella de neutrones es bastante compleja: su atmósfera consiste en núcleos ordinarios, debajo de los núcleos están suspendidos en un superfluido de neutrones, incluso debajo de él, los neutrones se combinan para formar estructuras u hojas en forma de hilos. El núcleo externo consiste en materia de neutrones continua, mientras que el núcleo interno puede contener estados de materia aún más exóticos, como condensado de piones, hiperones lambda o plasma de quark-gluones.
