הרעיון של מכונת זמן מעלה בדרך כלל תמונות של מכשיר עלילה בלתי סביר המשמש בכמה יותר מדי עלילות מדע בדיוני. אבל לפי תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין, שמסבירה כיצד פועל כוח הכבידה ביקום,מסע בזמן אמתזה לא רק פנטזיה מעורפלת.
נסיעה קדימה בזמן היא אפשרות בלתי שנויה במחלוקת, לפי התיאוריה של איינשטיין. למעשה, פיזיקאים הצליחו לשלוח זעיריםחלקיקים הנקראים מיואונים, אשר דומים לאלקטרונים, קדימה בזמן על ידי מניפולציה של כוח המשיכה סביבם. זה לא אומר שהטכנולוגיה לשליחת בני אדם 100 שנים לעתיד תהיה זמינה בקרוב.
מסע בזמן אל העבר, לעומת זאת, מובן עוד פחות. ובכל זאת, האסטרופיזיקאי אריק וו. דייויס, מהמכון הבינלאומי למחקרים מתקדמים EarthTech באוסטין, טוען שזה אפשרי. כל מה שאתה צריך, הוא אומר, זה אחור תולעת, שהוא מעבר תיאורטי במרחב-זמן שנחזה על ידי תורת היחסות.
"אתה יכול להיכנס לעתיד או לעבר באמצעות חורי תולעת הניתנים למעבר", אמר דייוויס ל-LiveScience.
איפה חור התולעת שלי?
אף פעם לא הוכח שקיימים חורי תולעת, ואם אי פעם יימצאו, סביר להניח שהם יהיו כל כך זעירים שאדם לא יכול להיכנס פנימה, לא משנה ספינת חלל.
למרות זאת, מאמרו של דייוויס, שפורסם ביולי בכתב העת של המכון האמריקאי לאווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה, מתייחסמכונות זמןוהאפשרות שחור תולעת יכול להפוך, או לשמש, כאמצעי לנסיעה אחורה בזמן.
נראה שגם תורת היחסות הכללית וגם תורת הקוונטים מציעות מספר אפשרויות לנוע לאורך מה שהפיזיקאים מכנים "עקומה סגורה דמוית זמן", או נתיב שחותך דרך זמן ומרחב - בעצם, מכונת זמן.
למעשה, אמר דייוויס, ההבנה הנוכחית של מדענים את חוקי הפיזיקה "שורצת במכונות זמן לפיהן ישנן פתרונות גיאומטריית מרחב-זמן רבים המציגים מסע בזמן ו/או בעלי תכונות של מכונות זמן".
חור תולעת יאפשר לספינה, למשל, לנוע מנקודה אחת לאחרת מהר יותרמהירות האור- סוג של. הסיבה לכך היא שהספינה תגיע ליעדה מוקדם יותר מאשר אלומת אור תגיע, על ידי קיצור דרך במרחב-זמן דרך חור התולעת. כך, הרכב למעשה לא שובר את הכלל של מגבלת המהירות האוניברסלית - מהירות האור - מכיוון שהספינה לעולם לא נוסעת במהירות גבוהה מהאור.
תיאורטית, חור תולעת יכול לשמש כדי לחתוך לא רק בחלל, אלא גם בזמן.
"מכונות זמןהם בלתי נמנעים במרחב-זמן המימדיים הפיזיים שלנו", כתב דיוויד במאמרו. "חורי תולעת הניתנים למעבר מרמזים על מכונות זמן, ו[התחזית של חורי תולעת] הולידה מספר מאמצי מחקר המשך על מכונות זמן".
עם זאת, הוסיף דייוויס, להפוך חור תולעת למכונת זמן לא יהיה קל. "זה ייקח מאמץ הרקולאי להפוך חור תולעת למכונת זמן. זה יהיה קשה מספיק כדי להוציא חור תולעת", אמר ל- LiveScience.
הסיבה לכך היא שברגע שנוצר חור תולעת, יהיה צורך להאיץ את אחד או את שני הקצוות שלו לאורך זמן עד למיקום הרצוי, על פי תורת היחסות הכללית.
אתגרים לפנינו
ישנן מספר תיאוריות כיצד חוקי הפיזיקה עשויים לעבודכדי למנוע מסע בזמן דרך חורי תולעת.
"לא רק שאנו מניחים ש[מסעות בזמן לעבר] לא יהיו אפשריים במהלך חיינו, אלא שאנו מניחים שחוקי הפיזיקה, כשהם מובנים במלואם, ישלולו זאת לחלוטין", אמר רוברט אוון, אסטרופיזיקאי במכללת אוברלין. באוהיו שמתמחה בחורים שחורים ובתורת הכבידה.
על פי ההבנה הנוכחית של המדענים, שמירה על חור תולעת יציב מספיק כדי לעבור אותו דורשת כמויות גדולות של חומר אקזוטי, חומר שעדיין לא מובן מאוד.
תורת היחסות הכללית לא יכולה להסביר חומר אקזוטי - לפי תורת היחסות הכללית, חומר אקזוטי לא יכול להתקיים. אֲבָלחומר אקזוטי אכן קיים. זה המקום שבו תורת הקוונטים נכנסת לתמונה. כמו תורת היחסות הכללית, תורת הקוונטים היא מערכת להסבר היקום, בערך כמו עדשה שדרכה מדענים צופים ביקום.
עם זאת, חומר אקזוטי נצפה רק בכמויות קטנות מאוד - לא מספיק כדי להחזיק חור תולעת פתוח. פיזיקאים יצטרכו למצוא דרך ליצור ולרתום כמויות גדולות של חומר אקזוטי אם הם מקווים להשיג את המסע הזה כמעט מהיר מהאור, ובהמשך גם מסע בזמן.
יתר על כן, פיזיקאים אחרים השתמשו במכניקת הקוונטים כדי להניח שניסיון לעבור דרך חור תולעת יוצר משהו שנקרא תגובת גב קוונטית.
בתגובה קוונטית חזרה, פעולת הפיכת חור תולעת למכונת זמן תגרום להצטברות מסיבית של אנרגיה, ובסופו של דבר תהרוס את חור התולעת רגע לפני שניתן היה להשתמש בו כמכונת זמן.
עם זאת, המודל המתמטי המשמש לחישוב תגובת חזרה קוונטית לוקח בחשבון רק מימד אחד של מרחב-זמן.
"אני בטוח שמכיוון שתורת היחסות הכללית עדיין לא נכשלה, שהתחזיות שלה עבור מכונות זמן, כונני עיוות וחורי תולעת נשארות תקפות וניתנות לבדיקה, ללא קשר למה שיש לתורת הקוונטים לומר על אותם נושאים", הוסיף דייוויס.
זה ממחיש את אחת הבעיות המרכזיות בתיאוריות של מסע בזמן: פיזיקאים צריכים לבסס את הטיעונים שלהם בתורת היחסות הכללית או בתורת הקוונטים, שתיהן אינן שלמות ואינן מסוגלות להקיף את כל היקום המורכב והמסתורי שלנו.
לפני שהם יכולים להבין מסע בזמן, פיזיקאים צריכים למצוא דרך ליישב את תורת היחסות הכללית ותורת הקוונטים לתורת קוונטים של כוח הכבידה. התיאוריה הזו תשמש בסיס למחקר נוסף של מסע בזמן.
לכן, אוון טוען שאי אפשר להיות בטוח אם מסע בזמן אפשרי עדיין. "רעיון מכונת הזמן המבוסס על חור תולעת לוקח בחשבון את תורת היחסות הכללית, אבל הוא משאיר בחוץ את מכניקת הקוונטים", הוסיף אוון. "אבל נראה שכוללת מכניקת הקוונטים בחישובים מראה לנו שמכונת הזמן למעשה לא יכלה לעבוד כמו שאנחנו מקווים."
דייוויס, לעומת זאת, מאמין שמדענים גילו כל מה שהם יכולים על מכונות זמן מהתיאוריה בלבד, וקורא לפיזיקאים להתמקד תחילה בנסיעה מהירה מהאור.
"עד שמישהו יעשה אחור תולעת או כונן עיוות, אין טעם להתלהב ממכונת זמן", אמר דייוויס ל-LiveScience.
כדי להשיג זאת תדרוש תיאוריית כבידה קוונטית מקובלת אוניברסלית - אתגר עצום - אז אל תזמינו עדיין את תוכניות המסע בזמן.
ניוזלטרים אלה עשויים להכיל פרסומות, עסקאות או קישורי שותפים. בלחיצה על הירשם, אתה מאשר שאתה בן 16+ ומסכים לנותנאי שימושומדיניות פרטיות.
