Egal was Science-Fiction-Autoren schreiben, die moderne Wissenschaft erlaubt nicht die Möglichkeit, in die Vergangenheit zu reisen. Aber Wissenschaftler sind weit davon entfernt, so einig zu sein, in die Zukunft zu reisen …
Der britische Popularisator der Wissenschaft Brian Clegg veröffentlichte kürzlich ein Buch mit dem kühnen Titel Wie man eine Zeitmaschine baut: die wahre Wissenschaft des Zeitreisens (Wie man eine Zeitmaschine baut: Die wahre Wissenschaft des Zeitreisens).
Das Buch diskutiert Wege zur praktischen Umsetzung des jahrhundertealten Traums des Menschen von zeitlichen Wanderungen. Clegg ist ein seriöser Pädagoge mit internationalem Ruf, daher spricht er nur über Projekte, die wissenschaftlich belegt werden können, wenn auch nicht zu 100% bewiesen sind.
Isolation von der Zeit
Eine solche Möglichkeit wurde wiederholt von Science-Fiction-Autoren beschrieben. Machen Sie einen Weltraumspaziergang zu interstellaren Entfernungen, für die mindestens zwei Beschleunigungen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit erforderlich sind. Nach der Abreise können Sie Hunderte oder Tausende von Jahren zu Ihrem Heimatplaneten zurückkehren, und Sie selbst werden leicht altern.
Die grundsätzliche Möglichkeit einer solchen zeitlichen Reise wird durch die Formeln der speziellen Relativitätstheorie garantiert. Die Beschleunigung auf relativistische Geschwindigkeiten muss zwar auch mit Hilfe von superenergieintensivem Kraftstoff (am besten aus Antimaterie) erfolgen, aber dies sind Details.
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Nach der speziellen Relativitätstheorie konvergierte das Licht jedoch nicht wie ein Keil, schließlich können Sie die allgemeine anwenden. Gemäß ihren Gleichungen verlangsamt die Schwerkraft die Zeitgeschwindigkeit (Korrekturen für diesen Effekt sind in der Software der Satellitennavigationssysteme GPS und GLONASS enthalten und übertreffen numerisch ähnliche Korrekturen, die die spezielle Relativitätstheorie im Zusammenhang mit der Orbitalbewegung von Satelliten vorschreibt).
Der Grad dieser Verzögerung nimmt mit der Stärke des Gravitationsfeldes zu. Hier ist eine weitere Zeitmaschine für Sie: Finden Sie einen Raum mit extrem starker Gravitation, bleiben Sie eine Weile dort und nach Ihrer Rückkehr werden Sie sich in der Zukunft wiederfinden.
Natürliche Superschwergewichte
Gravitationsgeneratoren sind grundsätzlich möglich, aber es ist noch zu früh, um darüber zu sprechen. Die Natur hat jedoch im Weltraum solche natürlichen Schwerkraftklumpen wie Neutronensterne erzeugt. Ein Kubikzentimeter entarteter Materie im Zentrum eines Neutronensterns zieht Hunderte Millionen Tonnen, während sein Durchmesser 20 bis 30 km nicht überschreitet.
Könnte es möglich sein, in der Nähe eines solchen Weltraummonsters in die Umlaufbahn zu gelangen und von dort aus in die Zukunft zu katapultieren? Es wird nicht empfohlen, auf seiner Oberfläche zu sitzen, es ist dort hundertmal heißer als in der Atmosphäre der Sonne.
Diese Option ist jedoch auch sehr unsicher. Jedes Objekt, das einen Neutronenstern umkreist, wird durch Gezeitenkräfte deformiert und auseinandergerissen. Das gleiche würde natürlich passieren, wenn ein Schiff mit Chrono-Reisenden nicht zu einem Neutronenstern, sondern zu einem Schwarzen Loch geschickt würde.
"Zeit undurchdringliche" Shell
Clegg ist zuversichtlich, dass es einen Ausweg gibt. Isaac Newton zeigte, dass die resultierende Gravitationskraft, die auf ein Objekt innerhalb einer massiven kugelförmigen isotropen Hülle wirkt, streng Null ist. Diese Schlussfolgerung ist in der allgemeinen Relativitätstheorie voll gültig.
Stellen Sie sich nun einen Neutronenstern mit einem Hohlraum in der Mitte vor. Dort wird es keine Gezeitenkräfte geben, und der Zeitfluss in Bezug auf die Außenwelt wird immer noch verlangsamt.
So ist es bereits jetzt möglich, ein Ingenieurprojekt für eine zukünftige Superzivilisation zu formulieren. Es ist notwendig, einen Neutronenstern in viele Teile zu zerbrechen und daraus eine Kugelschale um ein Schiff mit Zeitreisenden zu bauen.
Um sie vor Gezeitenkräften zu schützen, muss die Hülle zusammengebaut werden, ohne die Isotropie zu brechen. Jedes Mal werden zwei Blöcke gleicher Masse von gegenüberliegenden Seiten hinzugefügt, die gleich weit vom Schiff entfernt sind. Die Demontage muss auf die gleiche Weise erfolgen, sonst werden die Chrononauten in Zukunft durch die Schwerkraft zerstört.
Die Aufgabe der Superzivilisation
Wie effektiv ist eine solche Zeitmaschine? Wenn Sie reine Neutronenmaterie als Baumaterial verwenden, können Sie eine fünffache Verlangsamung der Zeit erreichen - auf jeden Fall gibt Brian Clegg eine solche Schätzung ab.
Das Ergebnis ist eher bescheiden, so dass Sie immer noch darüber nachdenken müssen, ob das Spiel die Kerze wert ist. Es kann jedoch davon ausgegangen werden, dass der Superzivilisation Technologien zur Verfügung stehen, die zusätzlich Neutronenmaterie auf noch höhere Dichten komprimieren.
Dies muss jedoch mit Vorsicht geschehen, da sonst die gesamte Struktur in ein Schwarzes Loch zusammenbricht und unangenehme Folgen für das Schiff und seine Besatzung hat. Die Kosten eines solchen Experiments werden also - zumindest aus unserer Sicht - seinen praktischen Wert unermesslich übersteigen. Superzivilisation kann jedoch völlig andere Kriterien haben.
Wie ein Neutronenstern funktioniert
Nachdem der Kernbrennstoff im Kern des Sterns ausgebrannt ist, wartet der unvermeidliche Gravitationskollaps darauf. Wenn der Druck eines entarteten Elektronengases der Schwerkraft nicht widerstehen kann, werden Elektronen buchstäblich in die Protonen der Kerne "gedrückt" und bilden Neutronen. Das Endprodukt dieses Prozesses ist ein Neutronenstern aus superdichtem Material (bis zu 1015 g / cm3 im Kern) mit einem Durchmesser von 10 bis 20 km.
Die Struktur eines Neutronensterns ist ziemlich komplex - seine Atmosphäre besteht aus gewöhnlichen Kernen, unter denen die Kerne in einem Neutronensuperfluid suspendiert sind, sogar unterhalb der Neutronen, die sich fadenförmige Strukturen oder Schichten bilden. Der äußere Kern besteht aus kontinuierlicher Neutronenmaterie, während der innere Kern noch exotischere Materiezustände wie Pionkondensat, Lambda-Hyperonen oder Quark-Gluon-Plasma enthalten kann.
