Возможность путешествий во времени на протяжении веков завораживала человечество, вдохновляя как литературные произведения, так и научные исследования. В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Classical and Quantum Gravity, физик Лоренцо Гавассино глубоко анализирует термодинамические и квантовые основы, которые могли бы обеспечить поддержание жизни и физических процессов во Вселенной с замкнутыми времениподобными кривыми (ЗВК).
Проведя всесторонний анализ, Гавассино предлагает уникальный сценарий, объединяющий идеи квантовой механики и общей теории относительности, чтобы показать, что путешествия во времени, хотя и теоретически возможны, существенно отличаются от привычных фантастических представлений.
Замкнутые времениподобные кривые — это траектории в пространстве-времени, позволяющие объекту вернуться в свою собственную прошлую точку на временной шкале. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, такие кривые возникают в определённых моделях Вселенной, например, в пространстве-времени вселенной Гёделя. В этих моделях геометрия пространства-времени обладает необычными свойствами, которые позволяют время воспринимать как цикличное, замкнутое на себя измерение. Гавассино использует подобную структуру для изучения поведения физических систем — например, космического корабля — во время перемещений по ЗВК.
Автор выделяет ряд необычных последствий, связанных с термодинамикой и квантовой механикой. Среди них — спонтанная инверсия стрелы времени, выражающаяся в обращении направления увеличения энтропии, а также невозможность классических временных парадоксов, таких как встреча с более молодыми версиями самого себя.
Ключевую роль в работе играет принцип самосогласованности, согласно которому в пространстве-времени с ЗВК все события должны протекать так, чтобы исключить любые логические противоречия. Это позволяет устранить известные парадоксы, например «парадокс дедушки», когда путешественник во времени мог бы предотвратить собственное рождение. Гавассино аргументирует, что законы квантовой механики автоматически обеспечивают исполнение этого принципа, исключая невозможные конфликты.
Математически в статье доказано, что любая квантовая система, проходящая через ЗВК, после завершения цикла возвращается в первоначальное квантовое состояние. Этот вывод следует из фундаментальных теорем, таких как теорема Вигнера, и означает, что энергетические уровни систем в условиях ЗВК дискретизированы. Иными словами, возможные энергии принимают строго определённые кванты, связанные с длительностью замкнутого временного цикла.
Термодинамика и особенно концепция энтропии занимают центральное место в исследовании. Энтропия, представляющая собой меру беспорядка, обычно возрастает с течением времени, определяя направление стрелы времени. Однако в условиях замкнутого времениподобного пути энтропия должна возвращаться к исходному уровню, что вызывает спонтанную инверсию стрелы времени. Гавассино иллюстрирует этот эффект на модельной задаче: нестабильная частица распадается на более лёгкие при прохождении через ЗВК, но при завершении цикла эти лёгкие частицы спонтанно рекомбинируют в исходную частицу, полностью обращая термодинамический процесс вспять.
Особое внимание уделяется влиянию ЗВК на биологические и психические процессы, например на формирование и хранение воспоминаний. Согласно Гавассино, любые записи или память, образовавшиеся в ходе путешествия по замкнутой кривой времени, должны быть стерты до завершения цикла, поскольку система обязана вернуться к исходному состоянию. Это исключает возможность сохранения информации о путешествии в прошлом и предотвращает временные парадоксы.
Данный процесс не только защищает от логических коллизий, но и поднимает глубокие вопросы о природе причинности и идентичности в подобных Вселенных. В статье также вводится понятие «события минимальной энтропии» — особой точки на ЗВК, где энтропия достигает минимума, и упорядоченность в системе возникает спонтанно, без очевидных внешних причин. Это бросает вызов традиционным макроскопическим представлениям о причинно-следственных связях, ведь сложные структуры, такие как мозг или текстовые документы, могут появляться «из ниоткуда» вследствие статистических флуктуаций в таких точках.
Научная фантастика часто задаёт вопрос о возможности встретить свою более молодую версию во время путешествия во времени. Гавассино утверждает, что с точки зрения квантовой и термодинамической физики, такой сценарий почти невозможен. Любое «воплощение» путешественника из будущего скорее будет иллюзорной копией или статистически вызванным клоном, не имеющим причинно-следственной связи с оригиналом.
Хотя работа Гавассино не даёт прямого подтверждения существованию замкнутых времениподобных кривых, она предлагает любопытный теоретический взгляд на их возможное функционирование в гипотетической вселенной. Его исследование демонстрирует, что современные физические теории способны решать вопросы, которые ранее принадлежали исключительно философской или художественной сфере.
Главный посыл автора ясен: если путешествия во времени возможны, они будут радикально отличаться от образов, популярных в литературе и кино. Они будут подчиняться строгим квантовым и термодинамическим законам, а их последствия окажутся столь же необычными, сколь и удивительными.
В конечном счёте время — это не просто линейное и податливое измерение, управляемое по воле человека, а глубокая и неизменная сущность, неразрывно связанная с фундаментальными законами Вселенной, общее понимание которой продолжают расширять современные науки.
Свежие комментарии