Big F - Fysik
Innehållsförteckning:
Begreppet tidsresor har alltid fångat både fysikernas och laypersons fantasi. Men är det verkligen möjligt? Så klart det är. Vi gör det just nu, är vi inte? Vi reser alla in i framtiden en sekund i taget.
Men det var inte vad du tänkte. Kan vi resa mycket längre in i framtiden? Absolut. Om vi kunde resa nära ljusets hastighet, eller i närheten av ett svart hål, skulle tiden sakta ner, så att vi kunde gå med godtyckligt långt in i framtiden. Den riktigt intressanta frågan är om vi kan resa tillbaka till det förflutna.
Se också: "Framtida man" gör doktorn, vilken tid reser ser svag AF
Jag är en fysikprofessor vid University of Massachusetts, Dartmouth och hörde först om begreppet tidsresor när jag var 7, från en 1980-episod av Carl Sagans klassiska tv-serie, Kosmos. Jag bestämde mig rätt då att jag en dag skulle driva en djup studie av teorin som ligger till grund för sådana kreativa och anmärkningsvärda idéer: Einsteins relativitet. Tjugo år senare kom jag fram med en Ph.D. i fältet och har varit en aktiv forskare i teorin sen dess.
Nu har en av min doktorand just publicerat ett papper i tidningen Klassisk och Quantum Gravity som beskriver hur man bygger en tidsmaskin med en mycket enkel konstruktion.
Closed Time-Like Curves
Einsteins generella relativitetsteori möjliggör möjligheten att varva tiden i en sådan hög grad att den faktiskt viks på sig, vilket resulterar i en tidsslinga. Tänk dig att du reser längs denna slinga; Det betyder att du någon gång skulle hamna i ett ögonblick tidigare och börja uppleva samma stunder sedan, om igen - lite som deja vu, förutom att du inte skulle inser det. Sådana konstruktioner kallas ofta "slutna tidliknande kurvor" eller CTC i forskningslitteraturen, och kallas i allmänhet "tidsmaskiner". Tidsmaskiner är en biprodukt av effektiva, snabbare än lätta reseplaner och förstå dem kan förbättra vår förståelse för hur universum fungerar.
Under de senaste decennierna har kända fysiker som Kip Thorne och Stephen Hawking producerat ett betydande arbete med modeller relaterade till tidsmaskiner.
Den allmänna slutsatsen som har uppstått av tidigare forskning, inklusive Thornes och Hawking s, är att naturen förbjuder tidsslingor. Detta är kanske bäst förklarat i Hawkings "Chronology Protection Conjecture", som i huvudsak säger att naturen inte tillåter förändringar i sin tidigare historia, vilket sparar oss från de paradoxer som kan uppstå om tidsresor var möjliga.
Kanske är den mest kända bland dessa paradoxer som uppstår på grund av tiden resa in i det förflutna den så kallade "farfar paradoxen" där en resenär går tillbaka till det förflutna och mordar sin egen farfar. Detta ändrar historiens gång på ett sätt som en motsägelse framträder: Resanden föddes aldrig och kan därför inte existera. Det har funnits många film- och noveller på grundval av de paradoxer som är resultatet av tidsresor - kanske några av de mest populära som är de Tillbaka till framtiden filmer och Groundhog Day.
Exotisk materia
Beroende på detaljer kan olika fysiska fenomen ingripa för att förhindra att stängda tidliknande kurvor utvecklas i fysiska system. Det vanligaste är kravet på en viss typ av "exotisk" materia som måste vara närvarande för att en tidsling ska kunna existera. Löst taget är exotisk materia en sak som har negativ massa. Problemet är negativ massa är inte känd för att existera i naturen.
Caroline Mallary, doktorand vid University of Massachusetts Dartmouth har publicerat en ny modell för en tidsmaskin i tidningen Klassisk och Quantum Gravity. Den här nya modellen kräver ingen negativ massexotisk material och erbjuder en mycket enkel design.
Se också: Hur en rynk i tidens femte dimension förklaras med superstringsteori
Mallarys modell består av två superlånga bilar - byggda av material som inte är exotiskt och har positiv massa - parkeras parallellt. En bil går snabbt framåt och lämnar den andra parkerade. Mallary kunde visa att i en sådan inställning kan en tidsling hittas i utrymmet mellan bilarna.
Så kan du bygga detta på din bakgård?
Om du misstänker att det finns en fångst, är du rätt. Mallarys modell kräver att mitten av varje bil har oändlig densitet. Det betyder att de innehåller föremål - kallad singulariteter - med oändlig densitet, temperatur och tryck. Dessutom, till skillnad från singulariteter som är närvarande i svart hål, vilket gör dem helt otillgängliga från utsidan, är singulariteterna i Mallarys modell helt nakna och observerbara och har därför verkliga fysiska effekter.
Fysiker förväntar sig inte att sådana egendomliga föremål finns i naturen heller. Så, tyvärr kommer en tidsmaskin inte att vara tillgänglig när som helst snart. Men det här arbetet visar att fysikerna kanske måste förfina sina idéer om varför stängda tidskurvor är förbjudna.
Den här artikeln publicerades ursprungligen på The Conversation by Guarav Khanna. Läs den ursprungliga artikeln här.
Vit Mars: Varför Snö på Röda Planet kan vara mer möjligt än du tror
Det finns fortfarande en överraskande mängd saker vi inte vet om den röda planeten, som vädret. Vi vet att det finns vilda fluktuationer i Mars klimat och att det är väldigt blåsigt och ibland molnigt, men snöar det? En geovetenskapsman väger in på ett vinterunderland på Mars.
Vad influensan gör för din hjärna, enligt en sjukforskare, enligt en sjukforskare
Shannon Odell, en neurovetenskap Ph..D. kandidat på Weill Cornell Medical College, kämpar genom sin egen sjukdom för att försöka förklara influensens effekt på din hjärna.
Varför råttköttdieten för hundar kan vara för riskabelt, enligt vetenskapen
Precis som många försöker äta mindre bearbetad mat för att förbättra sin hälsa, vänder vissa hundägare sig från konventionell sällskapsdjur genom att överföra hundar till en "slaktarens hund" -diett av rå kött. En ny studie i "Veterinary Record" väger in på fördelarna och nackdelarna med en rå köttbaserad diet för husdjur.