Die meisten Wissenschaftler sind sich einig, dass die Möglichkeit einer Zeitreise direkt von den Gleichungen bestimmt wird, die für die Physik unserer Welt von grundlegender Bedeutung sind. Aber schon der Gedanke an die Möglichkeit eines solchen Abenteuers wirft viele Fragen auf. Lassen Sie uns in unserem Material nach Antworten suchen.
Und es gibt viele Fragen. Wird der Reisende in eines der Paralleluniversen des Multiversums reisen oder in seinem eigenen bleiben? Wird der Gast rechtzeitig die gleichen Möglichkeiten nutzen wie die "Gastgeber" seines Zeitrahmens?
Unsere Kolumnistin, Physikerin Daria Zaremba, spricht über die Paradoxien, die auf dem Weg eines Zeitreisenden entstehen. Ihr früheres Material, das in Form eines Wörterbuchs erstellt wurde, widmet sich den theoretischen Möglichkeiten solcher Reisen. Dabei werden "Hindernisse" betrachtet.
Ich - Everetts Interpretation
Everetts Interpretation ist eine Interpretation der Quantenmechanik, nach der wir in einem Multiversum leben - einer Welt mit vielen Welten, in der ständig neue Paralleluniversen mit denselben Gesetzen, aber unterschiedlichen Zuständen geboren werden.
Nach Everetts Interpretation erscheint jedes Mal, wenn Sie eine Wahl treffen - zum Beispiel Borschtsch kochen, nicht Suppe mit Nudeln, ein schwarzes Hemd anstelle eines weißen -, ein Paralleluniversum in der Welt, in dem Sie die entgegengesetzte Wahl getroffen und Suppe in einem weißen Hemd gekocht haben.
Das heißt, jedes Werfen einer Münze wird das Universum in zwei Welten mit entsprechenden Ergebnissen oder mit anderen Worten Zuständen „teilen“. Sie werden miteinander identisch sein, aber in jedem von ihnen wird aufgrund eines unterschiedlichen Ausgangszustands (Kopf / Zahl) der Verlauf der Geschichte unterschiedlich sein.
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Everetts Vielweltinterpretation.
Dieses Modell des Vielweltuniversums wird häufig von Wissenschaftlern verwendet, um die Paradoxien der Zeitreise zu vermeiden. Einige theoretische Physiker glauben, dass das Reisen in die Vergangenheit nichts anderes ist als das Reisen in ein solches Paralleluniversum und keinesfalls das Zurückreisen entlang der eigenen Zeitachse des Reisenden.
P - Paradoxe
Das Zeitreise-Paradoxon ist eine Situation, in der sich ein System aufgrund der Existenz einer Zeitmaschine in einem Zustand befindet, der mit den Gesetzen, die die Entwicklung dieses Systems regeln, nicht kompatibel ist.
Trotz der vielen Möglichkeiten, die durch die etablierten Gesetze der Physik und Mathematik gerechtfertigt sind, ist die Haltung gegenüber Zeitreisen in wissenschaftlichen Kreisen skeptisch. Der Hauptgrund sind die Paradoxien, die sich aus solchen Reisen ergeben.
Hierbei ist zu beachten, dass Paradoxien ausschließlich für Reisen in die Vergangenheit charakteristisch sind. Im Allgemeinen tritt ein Paradoxon auf, wenn die Verwendung einer Zeitmaschine gegen die Gesetze der Physik und / oder Logik verstößt.
Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie haben einen leistungsstarken Laserstrahl, den Sie in ein Zeitmaschinenportal lenken. Beim Verlassen richten Sie ein Spiegelsystem ein, damit der ausgehende Strahl reflektiert und zur Zeitmaschine zurückgeführt wird.
Am Ausgang erhalten Sie also einen Strahl mit der doppelten Intensität (doppelt so stark). Wenn ein solcher Strahl zurückgeworfen wird und zurückkommt, kommt ein Laser mit einer viermal höheren Intensität als der ursprüngliche aus dem Portal.
Durch solche Manipulationen stellt sich heraus, dass es möglich ist, sofort eine Quelle zur Erzeugung unendlicher Energie zu schaffen. Die Verletzung der Grundgesetze der Physik ist offensichtlich.
Es gibt viele solcher Paradoxien, aber das bekannteste und am meisten diskutierte ist das sogenannte „Paradoxon des Großvaters“. Es besteht hauptsächlich darin, dass der Reisende, der seine Vergangenheit ändert, gegen das Prinzip der Kausalität verstößt.
Stellen Sie sich vor, Sie lebten lange Zeit mit einem Gefühl des Hasses gegen Ihren Großvater, dessen Tyrannei fast das Niveau Hitlers erreichte. Und hier haben Sie die einmalige Gelegenheit: Mit der Zeitmaschine kehren Sie in die Vergangenheit zurück und töten diese monströse Person.
Stellen Sie sich nun vor, Sie landen im Moment seiner Geburt bei Ihrem Verwandten. Was passiert in diesem Fall? Deine Eltern werden nicht so gut geboren wie du selbst, und deshalb kannst du … deinen Großvater bei der Geburt nicht töten. So entsteht das Paradox der Kausalität.
C - Überlagerung
Die Quantenüberlagerung ist ein Phänomen in der Quantenmechanik, bei dem sich jedes Teilchen gleichzeitig in alternativen (sich gegenseitig ausschließenden) Zuständen befinden kann.
Beispielsweise kann sich ein Elektron gleichzeitig nach rechts und links drehen, ein Quantenbit ("Qubit" ist eine Informationseinheit in einem Quantencomputer) kann gleichzeitig Werte von 0 und 1 haben.
Der britische theoretische Physiker David Deutsch entdeckte 1991, dass es durch Übertragung des Quantenprinzips der Überlagerung auf den Makrokosmos möglich ist, die Paradoxien der Zeitreise zu vermeiden.
Überlagerung im Multiversum.
Erstens stellte der Wissenschaftler fest, dass ein Reisender, wenn er in die Vergangenheit zurückkehrt, sich tatsächlich nicht entlang seiner eigenen Zeitachse bewegt, sondern zu einer alternativen Zeitachse oder mit anderen Worten zu einem Paralleluniversum.
Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie gingen die Straße entlang und bemerkten plötzlich Ihren Lieblingsschauspieler, der friedlich am Straßenrand stand. Die Unerwartetheit des Augenblicks wirft dich von der Strecke und du frierst wie ein Idol.
Zu diesem Zeitpunkt fährt ein Auto einer renommierten Marke an den Straßenrand und nimmt den Schauspieler, den Sie lieben, in eine unbekannte Richtung mit. Um diese Situation zu ändern, bewegen Sie sich 20 Minuten in der Zeit zurück, und diesmal gewinnen Sie immer noch Mut und beschließen, mit dem Stern zu sprechen.
Aber der Schauspieler verhält sich ganz anders als er sich erinnert. Sie können seine Handlungen nicht vorhersagen, das Gespräch wird zufällig fortgesetzt, und er möchte möglicherweise nicht ins Auto steigen, beschließt jedoch, diesen Abend seinem eingefleischten Fan zu geben.
Das heißt, es wird nicht länger die Vergangenheit sein, die in Ihrem Gedächtnis eingeprägt ist - es ist nicht Ihre Vergangenheit. Ihre Vergangenheit blieb in Ihrem Heimatuniversum (sie konnte nirgendwo verschwinden, weil das Gesetz der Erhaltung von Energie und Informationen in der Welt gilt).
Diese Theorie steht im Einklang mit der Vielweltinterpretation der Quantenmechanik von Hugh Everett, die die Existenz eines Multiversums mit ständig verzweigten parallelen Universen voraussetzt.
Zweitens, so Deutsch, befindet sich ein Reisender, wenn er in die Vergangenheit geht, in einem Überlagerungszustand, da er sich gleichzeitig in zwei parallele Universen mit alternativen Zuständen bewegt: In einem von ihnen tötet er seinen Großvater und verliert dementsprechend die Möglichkeit zu sein im zweiten bleibt er unversehrt.
Alternative Zeitleisten.
Die Wahrscheinlichkeit für jedes dieser Ereignisse ist. In diesem Fall bleibt der Reisende nur in dem Universum bei Bewusstsein, in dem er kein Paradox geschaffen hat.
U - Enge Möglichkeiten
Enge Möglichkeiten - nach einer der Theorien sind die einzigen Möglichkeiten, über die ein Reisender in der Vergangenheit verfügen kann.
Es gibt eine Theorie, dass der Reisende auf Reisen in der Vergangenheit keinen freien Willen haben wird. Zu seiner Verfügung stehen beispielsweise nur Möglichkeiten, in naher Zukunft die Platzierung von Körperteilen im Weltraum zu bestimmen.
So kann er sich die Nase kratzen, die Straße entlang gehen oder einem Freund zuwinken. Er wird jedoch nicht in der Lage sein, umfassendere Möglichkeiten zu realisieren - zum Beispiel eine Wohnung zu verkaufen, einen Mord zu begehen oder die Hochzeit seiner Eltern abzusagen.
Was bedeutet das? Wenn Sie mit der Hand winken, um einen Freund zu begrüßen, ist dies eine Manifestation einer engen Gelegenheit. Wenn Sie jedoch bei einer Auktion mit der Hand winken und ein Gebot für ein Van-Gogh-Gemälde abgeben, gibt es bereits eine breite Fähigkeit.
Gleichzeitig erfolgt die Aufteilung in enge und breite Möglichkeiten in Abhängigkeit davon, ob ihre Umsetzung die "Unterstützung" externer Umstände und "Reaktions" -Aktionen der "Außenwelt" erfordert.
Dies schreibt insbesondere der Professor für Philosophie Kadri Vihwellin - ein Forscher auf dem Gebiet der Ethik, Metaphysik und des freien Willens sowie der theoretische Physiker Bradford Skow - im Zusammenhang mit der Lösung des Paradoxons des ermordeten Großvaters.
X - Hawkings Party
Hawking's Party ist ein Experiment des berühmten Physikers und Kosmologen Stephen Hawking, um die Möglichkeit oder Unmöglichkeit von Zeitreisen zu beweisen.
Im Jahr 2009 führte Stephen Hawking ein erstaunliches Experiment durch. Er organisierte eine echte Party für die Zeitreisenden! Alles sah traditionell aus: Musik, Luftballons, Snacks. Bis auf ein Detail: Niemand außer Hawking selbst war auf der Party.
Und das alles, weil der Physiker die Einladung zur Teilnahme an dieser Party nach der "Feier" selbst gesendet hat. Wenn Zeitreisen tatsächlich möglich sind, wird nach Stephens Logik eines Tages jemand, der aus der Zukunft ankommt, diese Einladung finden und zum Zeitpunkt der Party zurückkommen.
Hawkings Partyeinladung.
Andere Wissenschaftler wie David Deutsch kommen jedoch zu dem Schluss, dass dies niemals passieren wird. Denn wenn der Reisende zu anderen Zeiten reist, reist er tatsächlich zu anderen Universen, die auf besondere Weise miteinander verbunden sind.
Diejenigen, in denen der Reisende eine Zeitmaschine hat, sind miteinander verbunden, während diejenigen, in denen er sie noch nicht geschaffen hat, isoliert bleiben.
Der Physiker beschrieb seine Schlussfolgerungen in der grundlegenden Arbeit "Die Struktur des Universums". Das heißt, wenn Deutsch Recht hat, werden Sie und ich nie das Glück haben, Touristen aus der Zukunft zu sehen, bis wir unsere Zeitmaschine bauen.
C - Zensurverletzung der Kausalität
Die Zensur der Verletzung der Kausalität ist das Prinzip des Verbots der Verletzung der Kausalität auf Reisen in die Vergangenheit, das von verschiedenen Theorien angenommen wird.
Der Autor einer der Theorien, die das Prinzip der Kausalität auf Reisen in die Vergangenheit „verteidigen“, ist der Meister der Quantencomputer, der amerikanische Physiker Seth Lloyd.
Nach Lloyds Theorie werden einige von ihm geplante Aktionen (wie das Töten seines Großvaters oder eine Kopie von sich selbst) aus von seinem Willen unabhängigen Gründen nicht abgeschlossen, wenn ein Reisender in die Vergangenheit reist.
In diesem Fall wurde das Prinzip der Nachselektion oder nachfolgenden Wahl, das in der Quantenmechanik funktioniert, zum „Arbeitsprinzip“der Physik.
Seine Essenz liegt in der Tatsache, dass Elementarteilchen in der Quantenwelt sofort die "richtige" Lösung aus mehreren möglichen auswählen können (dies ist übrigens das "Erfolgsgeheimnis" von Quantencomputern).
Hier ist ein Beispiel, das Seth Lloyd und sein Team experimentell gezeigt haben. Forscher haben ein Photon teleportiert (in der Quantenwelt wird das Phänomen der Teleportation in vollem Gange verwendet).
Darüber hinaus erfolgt nach Ansicht des Wissenschaftlers die Rematerialisierung (Erscheinung) des Photons zeitlich früher als seine Entmaterialisierung (Verschwindenlassen). Mit anderen Worten, Rematerialisierung findet in der Vergangenheit statt.
Somit erhalten wir ein Zeitintervall, in dem beide Kopien des Photons zusammen existieren. Dies kann vernünftigerweise als Simulation der Zeitreise eines Photons angesehen werden.
Jetzt provozieren wir ein Paradoxon - wir schieben beide Kopien des Photons zusammen. Was wird passieren? Absolut gar nichts. Wie Seth in einem Interview mit The New Mexican betonte, ändert einer von ihnen im letzten Moment immer den Kurs aufgrund plötzlicher Quantenschwankungen, egal wie oft Sie Photonen näher zusammenbringen.
Dies liegt daran, dass eine Kollision mit seiner Kopie zu einem Paradoxon führt und eine solche "Entscheidung" für ein Photon "falsch" ist.
Laut dem Wissenschaftler kann dies auch mit den Handlungen eines Reisenden in der Vergangenheit geschehen: Die Kette von Ursache-Wirkungs-Beziehungen wird sicherlich irgendwo abbrechen, und der heimtückische Plan, den Großvater zu töten, wird nicht abgeschlossen. Vielleicht führen dieselben Quantenschwankungen zum Beispiel dazu, dass die Kugel verfehlt.
Wissenschaftler haben lange bemerkt, dass das Universum nach dem Prinzip eines Quantencomputers arbeitet und selbst seinen Zustand auf Quantenebene "berechnet". Vielleicht kann es nach dem gleichen Prinzip die Handlungen des Reisenden in der Vergangenheit "stören", um Paradoxien zu vermeiden.
Das Paradox der Verletzung der Kausalität wurde auf ähnliche Weise vom russischen theoretischen Physiker Igor Novikov gelöst. Er wählte das Polchinsky-Paradoxon als Grundlage - eine weitere Formulierung des Paradoxons des Großvaters.
Das Paradox der Verletzung von Ursache-Wirkungs-Beziehungen am Beispiel des Polchinsky-Paradoxons.
In diesem Paradoxon rollt der Ball und trifft auf das Portal der Zeitmaschine, wird für einige Sekunden in die Vergangenheit transportiert und trifft auf seine Kopie, so dass er nicht mehr in die Zeitmaschine fällt.
Nach Novikovs Entscheidung rollt der Ball immer in einem solchen Winkel aus der Zeitmaschine, dass er definitiv eine Kopie von sich in Richtung Portal schiebt.
So formulierte Novikov sein Prinzip der Selbstkonsistenz, das besagt: Wenn man sich in die Vergangenheit bewegt, geht die Wahrscheinlichkeit einer Handlung, die ein Ereignis verändert, das dem Reisenden bereits passiert ist, gegen Null.
Wir werden jedoch wahrscheinlich nicht in der Lage sein, detaillierter über die Lösung des "Schutzes der Chronologie" zu sprechen, wenn wir in die Vergangenheit reisen, bis wir ein viel besseres Verständnis für die Art der Beziehung zwischen Schwerkraft und Quantenmechanik erhalten.
Daria Zaremba
