Ko lasīt: Īsas atbildes uz lieliem jautājumiem ir Stīvena Hokinga jaunākā grāmata

2024 Autors: Malcolm Clapton | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 04:04

Izvilkums no izcilā zinātnieka darba par to, vai ir iespējama ceļošana laikā.

Ar ceļošanu laikā cieši saistīta ir spēja ātri pārvietoties no viena telpas punkta uz citu. Kā jau teicu iepriekš, Einšteins parādīja, ka, lai kosmosa kuģis paātrinātu līdz gandrīz gaismas ātrumam, būs nepieciešama bezgala spēcīga strūklas vilce. Tātad vienīgais veids, kā saprātīgā laika periodā pārvietoties no vienas Galaktikas daļas uz otru, ir spēja salocīt telpu-laiku tā, lai veidojas maza caurule jeb "tārpa caurums". Tas var savienot divas Galaktikas daļas un darboties kā īsākais ceļš starp tām; jūs varat lidot uz priekšu un atpakaļ un joprojām noķert visus savus draugus dzīvus. Šādas "tārpu bedres" tika nopietni apsvērtas kā iespēja, kas pieejama nākotnes civilizācijai. Ja pāris nedēļu laikā izdodas pārvietoties no vienas Galaktikas daļas uz otru, tad var atgriezties pa citu "bedri" – tajā pašā laikā pirms došanās ceļā. Tāpat nekas netraucēs ceļot uz priekšu un atgriezties pagātnē caur vienu "tārpu caurumu", ja abi tās gali kustas viens pret otru.

Mēs varam teikt, ka, lai izveidotu "tārpu caurumu", ir nepieciešams saliekt telpu-laiku pretējā virzienā tam, kurā parastā matērija to saliec. Parastā matērija liec telpu-laiku pret sevi, tāpat kā Zemes virsma. Bet, lai izveidotu "tārpu caurumu", ir nepieciešama matērija, kas liec telpas laiku pretējā virzienā, piemēram, seglu virsma. Tas pats attiecas uz jebkuru citu telpas laika izliekumu, lai ceļotu pagātnē, ja vien Visums nav tik izliekts, ka tam jau ir iespējas ceļot laikā. Tikai šajā gadījumā jums būs nepieciešama matērija ar negatīvu masu un negatīvu enerģijas blīvumu.

Enerģija ir kā nauda. Ja jums ir pozitīvs atlikums bankā, jūs varat izmantot naudu, kā vēlaties. Taču saskaņā ar klasiskajiem likumiem, kas vēl nesen tika uzskatīti par nemainīgiem, overdrafts, izmantojot enerģiju, nav pieļaujams.

Klasiskie likumi neļauj mums saliekt Visumu tā, lai būtu iespējams ceļot laikā. Taču klasiskos likumus atspēko kvantu teorija – otrā pēc vispārējās relativitātes teorijas, lielā intelektuālā revolūcija mūsu izpratnē par Visumu. Kvantu teorija ir elastīgāka un dažos gadījumos pieļauj overdraftu. Tomēr bankai vajadzētu būt pret mums laipni. Citiem vārdiem sakot, kvantu teorija dažās vietās pieļauj negatīvu enerģijas blīvumu, ja citās nodrošina pozitīvu blīvumu.

Kvantu teorija pieļauj negatīvas enerģijas blīvumu, jo tā balstās uz nenoteiktības principu. Un viņš apgalvo, ka dažiem raksturlielumiem, piemēram, daļiņas novietojumam un ātrumam, nevar vienlaikus būt precīzi izmērītas vērtības. Jo precīzāk tiek noteikta daļiņas pozīcija, jo lielāka ir nenoteiktība par tās ātrumu un otrādi. Nenoteiktības princips attiecas arī uz laukiem – piemēram, uz elektromagnētisko vai gravitācijas lauku. Viņš apgalvo, ka šiem laukiem nevar būt nulles vērtība pat tad, ja mēs domājam, ka ir tukša vieta. Fakts ir tāds, ka, ja to vērtības ir vienādas ar nulli, tas nozīmē, ka tām ir jābūt precīzi noteiktai pozīcijai, kas vienāda ar nulli, un precīzi definētam ātrumam, kas vienāds ar nulli. Un tas ir pretrunā ar nenoteiktības principu. Tas nozīmē, ka laukiem ir jābūt minimālām svārstībām. Var iedomāties tā sauktās vakuuma fluktuācijas daļiņu un antidaļiņu pāru veidā, kas pēkšņi rodas, atdalās, tad atkal saplūst un iznīcina, savstarpēji iznīcinot.

Šādi daļiņu pāri - antidaļiņas tiek uzskatīti par virtuāliem, jo tos nevar tieši noteikt, izmantojot daļiņu detektoru. Bet var novērot netiešu efektu. Šim nolūkam tiek izmantots tā sauktais Kazimira efekts. Mēģiniet iedomāties divas paralēlas metāla plāksnes, kas atrodas nelielā attālumā viena no otras. Plāksnes darbojas kā virtuālo daļiņu un antidaļiņu spoguļi. Tas nozīmē, ka telpa starp plāksnēm izskatās kā ērģeļu caurule, tikai tā pārraida noteiktas rezonanses frekvences gaismas viļņus. Rezultātā izrādās, ka starp plāksnēm notiek noteikts kvantu svārstību daudzums, kas atšķiras no tā, kas notiek aiz tām, kur šīm svārstībām var būt jebkurš viļņa garums. Virtuālo daļiņu skaita atšķirība starp plāksnēm un ārpusi nozīmē, ka uz plāksnēm vienā pusē ir lielāks spiediens nekā otrā pusē. Rodas neliels spēks, kas tuvina plāksnes vienu otrai. Šo spēku var izmērīt eksperimentāli. Tātad virtuālās daļiņas pastāv patiesībā un tām ir reāla ietekme.

Tā kā starp plāksnēm ir mazāk virtuālo daļiņu jeb kvantu svārstību vakuumā, arī enerģijas blīvums šeit ir mazāks nekā apkārtējā telpā. Bet tukšās vietas enerģijas blīvumam lielā attālumā no plāksnēm jābūt vienādam ar nulli. Pretējā gadījumā telpa-laiks būs izliekts un Visums nebūs pilnīgi plakans. Tas nozīmē, ka enerģijas blīvumam zonā starp plāksnēm jābūt negatīvam.

Eksperimentāli pierādīta gaismas novirze norāda, ka telpas laiks ir izliekts, un Kazimira efekts apstiprina, ka izliekums var būt negatīvs. Un var šķist, ka, attīstoties zinātnei un tehnoloģijām, mēs spēsim izveidot "tārpu caurumus" vai kā citādi saliekt telpu un laiku, lai varētu ceļot pagātnē. Taču šajā gadījumā neizbēgami rodas virkne jautājumu un problēmu.

Piemēram: ja ceļošana laikā kļūst iespējama nākotnē, kāpēc neviens nav atgriezies pie mums no nākotnes un pastāstījis, kā to izdarīt.

Pat ja ir pamatoti iemesli mūs turēt neziņā, cilvēkiem pēc būtības ir grūti noticēt, ka neviens nevēlas parādīties un atklāt mums, nabaga atpalikušajiem zemniekiem, ceļošanas laikā noslēpumu. Protams, daži iebilst, ka pie mums jau viesojas viesi no nākotnes – viņi lido ar NLO, un valdības iesaistās milzu sazvērestībā, lai šos faktus slēptu, lai izmantotu zinātniskās atziņas, ko viesi nes sev līdzi. Es varu teikt tikai vienu: ja valdības kaut ko slēpj, tās joprojām nevar izmantot no citplanētiešiem saņemto noderīgo informāciju. Es esmu ļoti skeptisks pret "sazvērestības teoriju" un man šķiet ticamāka "barožu teorija". Ziņojumi par NLO nevar būt saistīti tikai ar citplanētiešiem, jo tie ir savstarpēji pretrunīgi. Bet, ja mēs atzīstam, ka daži no šiem novērojumiem ir tikai kļūdas vai halucinācijas, vai nav loģiskāk atzīt, ka tās ir, nekā uzskatīt, ka mūs apciemo viesi no nākotnes vai no citas Galaktikas daļas? Ja šie viesi patiešām vēlas kolonizēt Zemi vai brīdina mūs par kaut kādām briesmām, tad tie ir ārkārtīgi neefektīvi.

Ir veids, kā ideju par ceļojumu laikā saskaņot ar faktu, ka mēs nekad neesam satikuši viesus no nākotnes. Var teikt, ka šāda ceļošana kļūs iespējama tikai nākotnē. Mūsu pagātnes laiks ir fiksēts, jo mēs to novērojām un redzējām, ka tas nav pietiekami izliekts, lai mēs varētu ceļot laikā. Un nākotne ir atvērta, tāpēc kādreiz mēs iemācīsimies saliekt telpu-laiku un iegūsim iespēju ceļot laikā. Bet, tā kā telpa-laiku mēs varēsim saliekt tikai nākotnē, tad no tā nevarēsim atgriezties savā tagadnē vai pat agrāk.

Šāda aina var labi izskaidrot, kāpēc mēs nepieredzam tūristu pieplūdumu no nākotnes. Bet tas joprojām atstāj vietu daudziem paradoksiem. Pieņemsim, ka ir iespēja lidot ar kosmosa kuģi un atgriezties pirms lidojuma sākuma. Kas neļaus jums uzspridzināt raķeti palaišanas vietā un tādējādi izslēgt sev šāda lidojuma iespēju? Ir arī citas ne mazāk paradoksālas versijas: piemēram, atgriezties laikā un nogalināt savus vecākus pirms dzimšanas. Tam ir divi iespējamie risinājumi.

Vienu lietu es sauktu par konsekventu vēsturisku pieeju. Šajā gadījumā var atrast konsekventu risinājumu fizikālajiem vienādojumiem - lai gan telpas laiks ir izliekts tādā mērā, ka ir iespējams ceļot pagātnē. No šī viedokļa jūs nevarat sagatavot raķeti ceļojumam pagātnē, ja neesat tajā atgriezies un neesat spējis uzspridzināt palaišanas platformu. Šis ir secīgs attēls, bet tas saka, ka mēs esam pilnībā apņēmušies: mēs nespējam mainīt savas domas. Tas ir par daudz brīvai gribai.

Vēl viens risinājums, ko es saucu par alternatīvās vēstures pieeju. To aizstāvēja fiziķis Deivids Deičs, un, iespējams, to domāja Atpakaļ uz nākotni veidotāji. Ar šo pieeju vienā alternatīvajā vēsturē nebūs atgriešanās no nākotnes pirms raķetes palaišanas un attiecīgi nebūs iespējas to uzspridzināt. Bet, kad ceļotājs atgriežas no nākotnes, viņš nonāk citā alternatīvā vēsturē. Tajā cilvēku rase pieliek neticamas pūles, lai uzbūvētu kosmosa kuģi, taču pirms starta no citas Galaktikas daļas parādās līdzīgs kuģis un iznīcina uzbūvēto.

Deivids Deičs dod priekšroku alternatīvai vēsturiskai pieejai vēstures daudzveidības jēdzienam, ko izvirzīja fiziķis Ričards Feinmens. Viņa ideja ir tāda, ka saskaņā ar kvantu teoriju Visumam nav unikālas un unikālas vēstures.

Visumā ir visi iespējamie stāsti, katrs ar savu varbūtības pakāpi.

Ir jābūt tādam stāstam, kurā Tuvajos Austrumos valda stabils miers, taču šāda stāsta iespējamība, visticamāk, ir zema.

Dažos stāstos telpas laiks ir deformēts, lai tādi objekti kā raķetes varētu atgriezties savā pagātnē. Taču katrs stāsts ir neatņemams un pašpietiekams, aprakstot ne tikai izliekto telpu-laiku, bet arī visus tajā esošos objektus. Tāpēc raķete, atgriežoties, nevar iekļūt citā alternatīvā vēsturē. Tas paliek tajā pašā stāstā, kam jābūt pašsaskaņotam. Un es, atšķirībā no Deutsch, uzskatu, ka ideja par stāstu daudzveidību darbojas par labu konsekventai vēsturiskai, nevis alternatīvai vēsturiskai pieejai.

Acīmredzot mēs neesam spējīgi atteikties no konsekventās vēsturiskās ainas. Tomēr tas var neatrisināt determinisma un brīvās gribas jautājumus, ja ir ļoti maza iespējamība, ka stāsti, kuros telpa laiks ir izliekts tā, ka ceļošana laikā ir iespējama ārpus makroskopiskā mēroga. Es to saucu par hronoloģijas drošības hipotēzi: fizikas likumi ir paredzēti, lai novērstu ceļošanu laikā makroskopiskā līmenī.

Izskatās, ka, ja telpa-laiks ir gandrīz pietiekami izliekts, lai ļautu ceļot pagātnē, tad virtuālās daļiņas var kļūt par gandrīz reālām daļiņām, kas pārvietojas pa slēgtām trajektorijām. Virtuālo daļiņu blīvums un to enerģija ievērojami palielinās, kas nozīmē, ka šādu stāstu iespējamība ir ļoti maza. Lai gan tas kļūst līdzīgs hronoloģiskās aizsardzības aģentūras darbībai, kas cenšas saglabāt pasauli vēsturniekiem. Taču telpas un laika izliekuma tēma vēl ir sākuma stadijā. Saskaņā ar vienojošo stīgu teorijas formu, kas pazīstama kā M-teorija, ar kuru mēs ļoti ceram apvienot vispārējo relativitātes teoriju un kvantu teoriju, telpas laikam jābūt vienpadsmit dimensijām, nevis četrām, ko mēs piedzīvojam.

Būtība ir tāda, ka septiņi no šiem vienpadsmit izmēriem ir saritināti tik mazā telpā, ka mēs to nepamanām. No otras puses, atlikušās četras dimensijas ir praktiski plakanas un atspoguļo to, ko mēs saucam par telpu-laiku. Ja šis attēls ir pareizs, tad vajadzētu būt iespējai kaut kādā veidā savienot četrus plakanos izmērus ar atlikušajiem septiņiem ļoti izliektiem vai izkropļotiem izmēriem. Kas no tā iznāks, mēs vēl nezinām. Taču iespējas ir aizraujošas.

Nobeigumā es teikšu sekojošo.

Mūsu mūsdienu koncepcijas neizslēdz iespēju ātri ceļot kosmosā un atgriezties pagātnē. Tas var radīt milzīgas loģiskas problēmas, tāpēc cerēsim, ka pastāv kāds hronoloģijas drošības likums, kas neļaus cilvēkiem atgriezties laikā un nogalināt savus vecākus.

Taču zinātniskās fantastikas cienītājiem nevajadzētu satraukties. M-teorija dod cerību.

Pēdējais pasaulslavenā fiziķa Stīvena Hokinga darbs, grāmata-testaments, kurā viņš apkopo un izsakās par svarīgākajām tēmām, kas interesē ikvienu.

Vai cilvēce izdzīvos? Vai mums vajadzētu būt tik aktīviem kosmosā? Vai ir Dievs? Šie ir tikai daži no jautājumiem, uz kuriem savā pēdējā grāmatā atbildēja viens no lielākajiem prātiem vēsturē.