Почему для перемещения во времени недостаточно просто создать машину

Взгляд из космоса: проблема путешествий во времени

Почему для перемещения во времени недостаточно просто создать машину

Путешествия во времени — краеугольный камень научной фантастики: одна из центральных и захватывающих тем в литературе и кино. Благодаря некоторым механизмам и технологиям из будущего, люди могут перемещаться во временном пространстве, исчезая из настоящего и оказываясь на том же самом месте, но несколькими десятками или даже сотнями лет ранее.

 

В книгах и фильмах все звучит довольно красиво и интересно, но возможна ли такая пространственная точность с точки зрения физики? Бесчисленное количество фильмов, начиная с «Терминатора» и «Назад в будущее» и заканчивая кинокартиной «Люди Х. Дни минувшего будущего» — в основе сюжета возвращение главных героев в предыдущие эпохи с целью изменить ход истории и создать новое будущее (или, скорее, новое настоящее).

 

 

Но, как правило, такие манипуляции неизбежно приводят к парадоксальным ситуациям. Например, путешественник во времени сталкивается с более молодой версией себя или злодеем, который намеревается убить родителей героя до его зачатия, что ставит жизнь персонажа в настоящем под угрозой. Однако существует еще одна большая теоретическая трудность, которая ставит под сомнение изобретение и функционирование машин времени, которые нам показывают в фильмах. Это то, о чем редко задумываются сценаристы — проблема пространственной точности. Калеб Шарф, известный британский астроном и научный писатель, директор Колумбийского астробиологического центра в Нью-Йорке, впервые рассказал об этом в статье журнала «Scientific American».

Почему для перемещения во времени недостаточно просто создать машину

 Калеб А. Шарф, директор Колумбийского центра астробиологии

Для начала примем как должное факт, что кто-то в далеком будущем действительно изобрел машину, позволяющую путешествовать во времени. По словам Шарфа, движение во времени — это только малая часть сложной задачи, и помимо этого есть еще множество нюансов. Начнем с того, что для каждого такого перемещения существует сдвиг в пространстве, который гипотетическая машина времени должна рассчитывать с абсолютной точностью. Только в этом случае устройство будет гарантировать путешественнику возможность обнаружить себя на выходе из кабины в том же месте, где машина стояла в настоящем. Конечно, в научно-фантастических фильмах все гораздо проще.

 

Обычно мы видим, как путешественник во времени устанавливает на футуристической приборной панели дату, в которую он должен попасть — будто это единственное, что имеет значение. Главная сложность намеренно оставлена ​​в тени.

Почему для перемещения во времени недостаточно просто создать машину

 Кадр из фильма «Назад в будущее», Universal Pictures

На заднем плане так и мелькает невысказанная идея, что путешествие во времени и космическое путешествие — это две отдельные и независимые вещи. Зритель, таким образом, остается с верой в то, что машина времени имеет единственную функцию — совершать прыжок во времени без физического перемещения в пространстве. Пассажир выходит из машины и чудесным образом оказывается в том же самом месте, но в другой эпохе.

 

В действительности, даже путешествие во времени на один месяц назад может быть неразрешимой проблемой в отношении пространственных координат, которые должны быть установлены перед запуском.

 

По сути, каждая точка в космосе находится в постоянном движении во Вселенной. Чтобы установить, где эта точка была месяцем ранее, нужно учитывать, как она двигалась по отношению к различным системам отсчета. Во-первых, Земля вращается вокруг своей оси и тем самым «передвигает» вслед за собой все точки на земной поверхности со скоростью, пропорциональной широте. Максимальная скорость на экваторе составляет более 1 600 км/ч.

Почему для перемещения во времени недостаточно просто создать машину

Это означает, что если бы кто-то активировал машину времени в месте на экваторе, то за час до вылета это же место было бы на 1 600 км западнее. Поэтому чтобы потенциальному путешественнику обнаружить себя на том же месте при перемещении на месяц назад, нужно произвести сложный расчет, который должен учитывать даже самые незначительные колебания продолжительности дня. Фактически, если оставить это без внимания или ошибиться на несколько километров, герой может очутиться на вершине горы, посреди открытого моря или вовсе оказаться в воздухе (не очень приятная ситуация).

 

Но вращение Земли вокруг своей оси — это только первая из пространственных проблем. Вторая — вращение планеты вокруг Солнца. Земля движется по своей орбите со средней скоростью 110 000 км/ч. За 1 месяц она проходит расстояние, равное примерно 78 млн км. Нужно также учитывать этот сдвиг, если мы хотим быть уверенными, что герой, вернувшись на месяц назад, по крайней мере останется на Земле.

 

И этот расчет не может быть основан на средней скорости перемещения планеты, он должен быть намного более точным. Для этого нужно учитывать второй закон Кеплера, согласно которому орбитальная скорость Земли является переменной: она выше, когда наша планета близка к перигелию (ближайшей к Солнцу точке орбиты), и ниже, когда Земля приближается к апогелию (наиболее удаленной от Солнца точки орбиты).

Почему для перемещения во времени недостаточно просто создать машину

 Графическое представление эволюции Вселенной после Большого взрыва [ Н. Р. Фуллер, Национальный научный фонд, США]

Дальше вычисления осложняются еще больше по причине того, что эксцентриситет земной орбиты несколько изменяется во времени. Это влияет на форму орбиты и орбитальную скорость. Если мы вернемся только на месяц назад, изменение эксцентриситета будет незначительным.

 

Но если бы мы захотели переместиться во времени к эпохе динозавров, это стало бы практически неразрешимой проблемой. В течение миллионов лет орбита Земли подвергалась комплексу гравитационных воздействий, которые невозможно восстановить в обратном направлении с необходимой точностью.

Таким образом, машина времени рискует полностью упустить положение Земли, обрекая неосторожного путешественника, возвращающегося в прошлое на десятки или сотни миллионов лет, на верную смерть в межпланетном пространстве. (Примите это во внимание, если хотите совершить скачок на 85 миллионов лет назад, подобно героям сериала «Терра Нова», 2011).

 

Но это еще не конец. Существуют и другие более серьезные проблемы с пространственными координатами. Земля движется не только вокруг себя и вокруг Солнца, но и вместе со всей солнечной системой вокруг галактического центра. Это происходит со скоростью около 828000 км/ч, что означает, что за месяц наша планета и вся солнечная система продвигаются почти на 600 млн. км относительно центра Млечного пути.

Почему для перемещения во времени недостаточно просто создать машину

 Фото: C. Scharf 2018

Поэтому перемещение в прошлый месяц с помощью машины времени требует учета и этого сдвига, принимая во внимание факт, что ошибки в самой малой доле будет достаточно, чтобы промахнуться мимо Земли на сотни тысяч километров. Причем эта наиболее вероятная ошибка, потому что ученые не знают точного расстояния вокруг галактического центра.

 

Кроме того, движется и Млечный Путь со скоростью 2,4 млн. км/ч, вместе с нашей планетой и вместе с остальными галактиками местной группы. Также необходимо учитывать и микроволновое фоновое излучение около 3 градусов Кельвина, наполняющее Вселенную во всех ее направлениях. Реликтовое излучение является абсолютной системой отсчета для различных наблюдателей, которая позволяет наблюдателям понять, что движется, а что остается стационарным во Вселенной.

 

В этом случае, перемещаясь на месяц назад, мы переместимся вместе с нашей галактикой на расстояние порядка 1,7 млрд. км. Ну, и напоследок, давайте не будем забывать, что наша Вселенная постоянно расширяется. Пространство между галактиками растет со скоростью около 70 км/с на мегапарсек в каждом направлении.

 

Короче говоря, для того, чтобы машина времени могла вернуть своего пассажира на месяц назад, и оказаться вместе с ним в том же месте на Земле, с которого он начал свое путешествие, требуется невероятная точность вычисления пространственных координат: порядка 1 части на триллион! Это просто поразительный и фактически недостижимый уровень.

 

Такие проблемы пространственных координат, вероятно, одна из причин, по которой мы не видим путешественников во времени в процессе перемещения. По крайней мере, так думает Калеб Шарф:

«Интересно на мгновение задуматься: если в будущем изобрели машину времени, почему нас до сих пор не посетили пришельцы из будущего (допустим, прямо перед президентскими выборами или другими ключевыми моментами международной жизни)? Возможно, причина в том, что никому так и не удалось решить пространственную проблему, и космос усеян путешественниками, летающими между звездами и галактиками».

 

Обложка: Сцена из сериала «Вне времени»

Gif: кадр из фильма «Назад в будущее»

Источник статьи: The Space Problem of Time Travel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оцените новость:
14.02.20 (16:49)
29 163
Источник — © 1gai.ru
Автор — 1gai
Будете ли вы прививаться от коронавируса?

Новостная рассылка


Рассылка анонсов статей производится каждый понедельник