¿Qué es el viaje en el tiempo?
El concepto de viaje en el tiempo apareció por primera vez en obras de ciencia ficción. Es una de las ideas más interesantes. Al subir a una máquina del tiempo, una persona puede utilizar el sistema de control para determinar cualquier fecha (pasada o futura). y luego la máquina del tiempo podrá llevarlo a esa época en un instante. El problema es que una máquina del tiempo crearía la aparente paradoja de que un hombre podría matar a su padre antes de que él naciera, impidiéndose así nacer. Algunos científicos creen que la naturaleza siempre es más astuta que las personas que viajan en el tiempo, impidiéndoles realizar cualquier comportamiento paradójico, es decir, no puedes matar a tu padre ni a ti mismo. Pero esta explicación es demasiado descabellada.
De hecho, el concepto de viaje en el tiempo en sí es todavía vago. El gran interés de la gente en él probablemente se deba a su gran curiosidad por el pasado y el futuro del tiempo. Describamos una situación de retroceder en el tiempo. Por ejemplo, tomas una máquina del tiempo, retrocedes en el tiempo y te ves a ti mismo. Esto significa que debes haberte visto a ti mismo en la infancia. De lo contrario, no se puede justificar y no se puede llamar volver al pasado. En el mejor de los casos, es ver un mundo similar al mundo pasado. Puesto que volvemos al pasado, no hay lugar para la desviación. Y del mismo modo, la persona que veas en el futuro también cogerá una máquina del tiempo y regresará al pasado. Y "su" futuro parece haber sido realizado por ti. De manera similar, tu futuro también ya tiene un "tú", que es el "tú" que viste en tu infancia. Y esto parece significar que todo ha sido determinado y que todos simplemente están interpretando la historia determinada. Sin embargo, obviamente podemos intervenir en esta "historia". La existencia de una máquina del tiempo significa que conocerás el resultado y podrás cambiarlo. Esto es una paradoja. Tanto el tiempo como el universo son únicos en conceptos simples. Es decir, si hay otro universo fuera del universo, la gente naturalmente llamará a los dos universos juntos como un solo universo. Pero bajo un razonamiento lógico puro, de hecho puede haber otro universo (incluso universos múltiples). Ambos universos se desarrollan de forma independiente y de acuerdo con sus propias leyes. El viaje en el tiempo es entrar en otro universo, y es posible que veas otro universo. Por supuesto, bajo un razonamiento estricto, esta explicación también tiene muchas lagunas. Si los dos Yuyi están conectados, habrá muchos problemas que deberán coordinarse para su influencia mutua.
De hecho, el tiempo no tiene dirección. El tiempo y el espacio son conceptos abstractos que introducimos al describir el mundo material real. No son entidades objetivas como las partículas materiales y están diseñadas para analizar el mundo real. concepto de medición introducido en la descripción matemática. El estado del tiempo y el espacio en estas fórmulas matemáticas es muy similar, pero hay una diferencia. El tiempo no puede quedarse quieto. Siempre da a la gente la sensación de "pasar" continuamente. Pero en realidad esto se debe a que el mundo cambia constantemente, y esta es la razón fundamental por la que pensamos que el tiempo "pasa". Si el concepto de tiempo le confunde, es mejor decir que el tiempo no existe en absoluto. Lo que existe es sólo un universo en constante evolución. El concepto de tiempo se creó al describir este universo en evolución, pero ahora realmente esperamos usar un concepto en nuestra propia conciencia para dominar las leyes cambiantes del universo, con la esperanza de ver la inversión del tiempo o los viajes en el tiempo. Puedes utilizar cualquier medio técnico para detectar información pasada y futura, o para construir la realidad pasada o futura. Incluso se puede construir teóricamente un multiverso y producir todo tipo de teorías sorprendentes, siempre que no violen las leyes de la física y tengan un razonamiento matemático estricto. Pero nada de esto es un viaje en el tiempo, no intentes saltar al futuro en el tiempo.
De hecho, el tiempo se puede dividir en rápido y lento. El reloj bajo una fuerte gravedad se ralentizará. Si una persona no se descompone bajo una gravedad tan fuerte, lo será cuando regrese a la tierra. otros. Pero el tiempo nunca retrocederá, a diferencia del espacio, que puede viajar en dirección opuesta. En la relatividad especial, cuanto más rápido te mueves, más lento pasa el tiempo, por lo que la gente diría que cuando superas la velocidad de la luz, el tiempo se revierte. Pero deberías descubrir que para un movimiento que excede la velocidad de la luz, ese factor de transformación se convierte en un número imaginario, y sólo los números negativos deben considerarse una inversión del tiempo.
Bajo el sistema científico actual, el tiempo es estrictamente unidireccional. Entre todas las leyes de la física, sólo la segunda ley de la termodinámica tiene una flecha en la dirección del tiempo, lo que da a la gente la sensación de que el tiempo fluye y desaparece. Por lo tanto, mirar hacia atrás y revisar el pasado, o mirar hacia el futuro, se ha convertido en un sueño eterno de la humanidad.
Teoría de la Relatividad
Actualmente, la comprensión más completa del tiempo por parte de las personas proviene de la teoría de la relatividad de Einstein.
En 1905, cuando salió la teoría de la relatividad, Einstein dijo en su teoría de la relatividad: Cuando nos acercamos o superamos la velocidad de la luz, el tiempo será muy lento o estacionario. una persona se acerca o supera la velocidad de la luz. Si una persona viaja a la velocidad de la luz, el tiempo se detendrá para ella. Esto es muy emocionante. Cuando una persona viaja en una nave espacial cerca de la velocidad de la luz, el tiempo se ralentizará. Por lo tanto, cuando regrese a la tierra, puede que ya haya pasado un siglo. Para él, sólo le lleva un poco de tiempo entrar al mundo futuro. Anteriormente, se consideraba que el tiempo era absoluto y universal, igual para todos, independientemente de su estado de movimiento. Sin embargo, la teoría especial de la relatividad de Einstein en 1905 señalaba que no se puede superar la velocidad de la luz y es imposible retroceder en el tiempo.
La posibilidad de viajar en el tiempo
La posibilidad de viajar en el tiempo ha sido seriamente discutida en el campo de la investigación en física teórica.
H?6?1G?6?1Wells explora estas posibilidades en "La máquina del tiempo", al igual que muchos otros escritores de ciencia ficción. La ciencia ha realizado muchos conceptos de ciencia ficción, como los submarinos y los vuelos a la luna. Entonces, ¿cuáles son las perspectivas para los viajes en el tiempo?
En 1949 Kurt Gödel descubrió un nuevo espacio-tiempo permitido por la relatividad general. Este es el primer indicio de que las leyes de la física permiten a las personas viajar en el tiempo. Gödel fue un matemático que se hizo famoso por demostrar el teorema de incompletitud. El teorema dice que es imposible probar todos los enunciados verdaderos, incluso si te limitas a demostrar todos los enunciados verdaderos en una materia tan obvia y aburrida como la aritmética. Este teorema puede ser un límite fundamental a nuestra capacidad para comprender y predecir el universo, pero hasta ahora no se ha convertido en un obstáculo para nuestra búsqueda de una teoría unificada completa.
Gödel se familiarizó con la relatividad general mientras él y Einstein pasaban sus últimos años en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton. Su espacio-tiempo tiene una propiedad extraña: el universo entero gira. Uno podría preguntarse: "¿Con respecto a qué gira?" La respuesta es que el objeto distante gira en la dirección de una pequeña peonza o giroscopio.
Esto tiene el efecto añadido de que un astronauta puede regresar a la Tierra antes de partir. Esta propiedad frustró a Einstein, quien alguna vez pensó que la relatividad general no permitía viajar en el tiempo. Sin embargo, dadas las objeciones infundadas de Einstein al colapso gravitacional y al principio de incertidumbre, esto puede ser una señal alentadora. Como podemos demostrar que el universo en el que vivimos no gira, la solución encontrada por Gödel no le corresponde. También tiene una constante cosmológica distinta de cero. La constante cosmológica fue introducida por Einstein cuando pensaba que el universo no cambiaba. Después de que Hubble descubrió la expansión del universo, la constante cosmológica ya no era necesaria y ahora se acepta generalmente que debería ser cero. Sin embargo, posteriormente se descubrieron otros espaciotiempos más razonables a partir de la relatividad general que permitieron viajar al pasado. Uno de ellos es el interior de un agujero negro que gira. El otro es un espacio-tiempo que contiene dos cuerdas cósmicas que atraviesan rápidamente. Como sugiere el nombre, las cuerdas cósmicas son objetos parecidos a cuerdas que tienen longitud pero una sección transversal muy pequeña. De hecho, se parecen más a bandas elásticas sometidas a una enorme tensión, unas 100.000.000.000.000.000 de toneladas. Ate una cuerda cósmica a la Tierra y acelerará la Tierra desde cero millas por hora (1 milla = 1,609 kilómetros) a 60 millas por hora en 1/3O segundo. Las cuerdas cósmicas pueden parecer ciencia ficción al principio, pero hay razones para creer que podrían haber sido creadas mediante un mecanismo de ruptura de la simetría en el universo primitivo. Debido a que las cuerdas cósmicas tienen una tensión enorme y pueden comenzar con cualquier forma, una vez que se estiran, aceleran a velocidades muy altas.
La solución de Gödel y la cuerda cósmica el espacio-tiempo se distorsiona desde el principio, posibilitando viajar siempre al pasado. Dios podría haber creado un universo tan acurrucado, pero no tenemos ninguna razón para creer que Dios lo haría. Las observaciones del fondo de microondas y la abundancia de elementos ligeros indican que el universo primitivo no tenía la curvatura que permitiera viajar en el tiempo. Si la suposición sin límites es correcta, esta conclusión también puede derivarse sobre una base teórica. La pregunta entonces es: si el universo inicialmente no tiene la curvatura necesaria para viajar en el tiempo, ¿podemos posteriormente curvar regiones locales del espacio-tiempo hasta tal punto que se permita el viaje en el tiempo?
Los viajes rápidos interestelares o intergalácticos son un problema estrechamente relacionado y una preocupación para los escritores de ciencia ficción. Según la teoría de la relatividad, nada se mueve más rápido que la luz.
Entonces, si enviáramos una nave espacial a nuestra estrella vecina más cercana, Alfa Centauri, que está a unos 4 años luz de distancia, esperaríamos al menos 8 años hasta que los viajeros regresaran para informar sus hallazgos. Si quieres explorar el centro de la Vía Láctea, tardarás al menos 100.000 años en regresar. La teoría de la relatividad nos brinda cierto alivio.
Porque no existe un estándar único para el tiempo, y cada observador tiene su propio tiempo. Este tiempo se medía con el reloj que llevaba, de modo que el viaje podía parecer más corto para el viajero espacial que para los que permanecían en la Tierra. Sin embargo, esto no es nada de qué alegrarse para aquellos viajeros espaciales que regresan y que son sólo unos pocos años mayores, porque descubren que sus familiares y amigos que quedaron en la Tierra llevan muertos miles de años. Por lo tanto, para que la gente se interese en sus historias, los escritores de ciencia ficción deben imaginar el día en que podamos movernos más rápido que la luz. Lo que la mayoría de estos escritores no parecen darse cuenta es que si puedes moverte más rápido que la luz, la teoría de la relatividad significa que puedes viajar al pasado en el tiempo, como se describe en la siguiente quintilla:
Había una joven llamada White.
Podía caminar más rápido que la luz.
De manera relativa,
ella acababa de partir ese día, pero
había llegado la noche anterior.
La clave es que la teoría de la relatividad sostiene que no existe una única medida del tiempo en la que todos los observadores puedan estar de acuerdo. En cambio, cada observador tiene su propia medida de tiempo. Si un cohete pudiera viajar a menos de la velocidad de la luz desde el evento A (como la final de los 100 metros en la Olimpíada de 2012) al evento B (como la ceremonia de apertura de la sesión número 100.004 del Consejo de Alfa Centauri), entonces, según En todas las observaciones, todas coinciden en que el evento A ocurre antes que el evento B. Sin embargo, suponiendo que la nave espacial debe viajar más rápido que la velocidad de la luz para poder enviar la noticia de la carrera al parlamento, entonces los observadores que se mueven a diferentes velocidades tendrán opiniones diferentes sobre cuál es el evento A y el evento B antes y después. Según un observador estacionario con respecto a la Tierra, la apertura del Parlamento pudo haber seguido a la contienda. De esta forma, el observador pensará que si ignora el límite de velocidad de la luz, la nave espacial podrá llegar de A a B en el tiempo. Sin embargo, un observador en Alpha Centauri que se aleje de la Tierra a casi la velocidad de la luz sentiría que el evento B, la apertura del parlamento, ocurrió antes del evento A, la final de los 100 metros. La teoría de la relatividad nos lo dice. Las leyes de la física son exactamente las mismas para observadores que se mueven a diferentes velocidades.
Esto ha sido bien probado experimentalmente. Se cree que incluso si la relatividad es reemplazada por una teoría superior, seguirá siendo una característica. Así, si fuera posible viajar más rápido que la luz, un observador del movimiento diría que sería posible pasar del evento B, la apertura del Parlamento, al evento A, la carrera de 100 metros. Si se movía más rápido, incluso podría regresar antes del evento y hacer su apuesta sabiendo quién fue el ganador.
Existen algunos problemas al romper la barrera de velocidad de la luz. La teoría de la relatividad nos dice que cuanto más cerca esté la velocidad de una nave espacial de la velocidad de la luz, más potente debe ser el cohete utilizado para acelerarla. Disponemos de pruebas experimentales de ello, no de la experiencia con naves espaciales, sino de la experiencia con partículas elementales en aceleradores de partículas como el Fermilab o el CERN. Podemos acelerar partículas al 99,99% de la velocidad de la luz, pero no importa cuánta potencia inyectemos, no podemos acelerarlas más allá de la velocidad de la barrera de la luz. La situación es similar para las naves espaciales: por muy potente que sea el cohete, no puede acelerar por encima de la velocidad de la luz.