Дупки в пространството и пътуване във времето

 

 
    До началото на 20 век хората вярвали в абсолютното време. Това означава, че на всяко събитие може да бъде еднозначно приписано число, наречено “време”, и всички изправни часовници трябвало да показват един и същи интервал между две събития. Обаче откритието, че скоростта на светлината е еднаква за всеки наблюдател независимо от неговото движение, довело до създаването на теорията на относителността и отхвърлянето на идеята, че съществува абсолютно време. Станало ясно, че е невъзможно да се определи еднозначно моментът от време за настъпване на дадено събитие. Оказало се, че всеки наблюдател има собствена мярка за време, определяна от часовника, който носи със себе си, и че не е задължително показанията на часовниците на двама наблюдатели да са еднакви. По този начин времето се превърнало в субективно понятие, тъй като било свързано с наблюдателя който го измервал.
    Пътуването във времето е възможно. Теорията на относителността показва, че може да се създаде машина на времето, която да ви пренесе в бъдещето. С други думи, можете да влезете в машина на времето, да почакате в нея, да излезете и да установите, че на Земята е минало много повече време отколкото за вас. Днес все още не разполагаме с технологията да го направим, но става дума само за ниво на технологията, защото знаем, че става дума за нещо, което е принципно възможно. Докато си седите в машината на времето тя се изстрелва, ускорява се до скорост, близка до тази на светлината, продължава да се движи с нея известно време, след което се връща. Не бива да ни изненадва, че машината на времето е също и космически кораб, защото според теорията на относителността времето и пространството са неразделно свързани.
     Първият намек, че физическите закони може би позволяват на хората да пътуват назад във времето, датира от 1949 година, когато Курт Гьодел открил съществуването на ново решение на уравненията на Айнщайн, т.е. нова структура на пространство-времето, допускана от Общата теория на относителността. Гьодел бил математик , прославил се с доказателството, че не е възможно да се докажат всички верни твърдения дори да се ограничим до това да се опитаме да докажем всички верни твърдения в една толкова добре отъпкана област като аритметиката. Пространство-времето на Гьодел има любопитното свойство, че цялата Вселена се върти. Но какво означава твърдението, че цялата Вселена се върти? Отговорът има малко технически характер, но се свежда до това, че отделената материя се върти по отношение на посоките, в които сочат осите на жироскопи, намиращи се във Вселената. В пространство-времето на Гьодел въртенето има страничен математически ефект, състоящ се в това, че ако се отдалечите достатъчно от Земята и след това се върнете, е възможно да попаднете на нея в момент, предхождащ вашето заминаване.
 
 
    Фактът, че уравненията му допускали подобна възможност, силно разстроил Айнщайн, който смятал, че Общата теория на относителността не бива да допуска пътуване във времето. Но макар да удовлетворява уравненията на Айнщайн, решението на Гьодел не съответства на Вселената, в която живеем, защото според нашите наблюдения тя не се върти, поне не забележимо. Освен това Вселената на Гьодел не се разширява, докато за нашата това е факт. Все пак през изтеклите години учените, изследвали уравненията на Айнщайн, открили други структури на пространство-време, позволени от Общата теория на относителността, които допускат връщане във времето. Само че наблюденията на микровълновия фонов шум- реликтното лъчение- и количествата елементи като водород и хелий дават основания да се смята, че ранната Вселена не е имала кривина, изисквана според тези модели, за да е възможно пътуването във времето. Също така съществува и проблем с преодоляването на светлинната бариера. Теорията на относителността казва, че с приближаване на скоростта до тази на светлината за ускоряването на космическия кораб ще е нужна все повече и повече енергия.
    Ситуацията обаче не е безизходна. Може например да се окаже, че е възможно да се огъне пространство- времето така, че между точките А и Б да се получи пряк път. Един от начините да се постигне това е дасе създаде тунел в пространството между А и Б. Както подсказва името, тунелът е тънка тръба в пространство- времето, която свързва две почти плоски области, намиращи се далече една от друга. Това е като да се намираш в основата на висока планина. За да стигнеш от другата страна, нормално трябва да се изкатериш на голяма височина, после да се спуснеш на също такова разстояние надолу… но това е ненужно, ако през планината е прокопан хоризонтален тунел.
    Идеята за тунелите в пространството между различни области на пространство- времето не е измислица на фантастите- дължим я на съвсем реномиран източник. През 1935г. Айнщайн и Натан Розен написали научна публикация, в която показвали, че Общата теория на относителността допуска онова, което тогава те нарекли мостове и което днес е известно като “тунели в пространството”. Мостовете на Айнщайн-Розен не съществуват достатъчно дълго, за да премине през тях космически кораб- корабът ще се натъкне на сингуларност в мига на откъсване/отприщване на моста.
 
 
Тунелът на Айнщайн-Розен 
 
 
    Изказана бе идеята обаче, че една достатъчно развита цивилизация може да поддържа мостовете отворени. За да стане това-  и изобщо , за да се огъне пространство-времето по друг начин, позволяващ пътуване във времето, е необходима област в пространство-времето с отрицателна кривина- подобно на повърхността на седло. Обикновената материя, притежаваща положителна плътност на енергията, придава на пространство-времето положителна кривина, като тази на сферата. Така, че за да се огъне пространство-времето по начин, позволяващ пътуване в миналото, е нужна материя с отрицателна плътност на енергията. Но какво означава съществуването на отрицателна плътност на енергията ? Енергията е донякъде като парите: ако имате положителен баланс, може да ги разпределите по различни начини, но съгласно класическите закони, в които вярвали преди 1 век, не ви позволява да имате отрицателен баланс по банковата си сметка. Така че тези класически закони изключват отрицателната плътност на енергията, а оттук и връщането във времето. Но класическите закони са заменени с тези на квантовата механика, в основата на които стои принципът на неопределеността. Квантовите закони са по-либерални и ви позволяват да бъдете на “червено” по една или две от сметките си, при положение че общия ви баланс е положителен. Квантовата теория позволява отрицателна плътност на енергията в някои области, стига това да се компенсира от положителна плътност на енергията в други области, така че общата енергия да остава положителна. Това ни дава основания да смятаме, че пространство-времето може да бъде деформирано и при това да бъде огънато по начин, необходим за пътуване във времето.