פיזיקאי מאמין שייתכן שהוא פתר את "פרדוקס הסבא" הידוע לשמצה, מה שמרמז על כך שענף הפיסיקה המסוים הזה אינו פוסל מסע בזמן לעבר.
ראשית, מהו פרדוקס הסבא? בניגוד ל, שנעשה קצת מבולגן, פרדוקס הסבא די פשוט להסבר. נגיד שהייתה לך מכונת זמן וטעם לרצח משפחתי, אתה יכול ללכת לעבר ולנסות להרוג את סבא שלך לפני שיולידו ילדים. אם היית מצליח, ההורה שלך לא היה נולד, ולכן לא היית נולד כדי לחזור אחורה בזמן כדי להרוג את סבא שלך.
זהו ניסוי מחשבתי, כמובן, אך ניסוי שנראה כי מסע בזמן אל העבר עשוי להיות בלתי אפשרי, מכיוון שהוא יוביל לחוסר עקביות ביקום. בגלל זה, סטיבן הוקינג הציע את השערת ההגנה הכרונולוגית, או את הרעיון שיהיו חוקי הפיזיקה שעדיין לא התגלו שימנעו מסע בזמן.
אף על פי כן, לפי הפיזיקה המוכרת לנו עד כה, עדיין לא נשלל מסע בזמן לעבר. רעיון אחד שיוצא מעבודתו של איינשטיין הוא ש"עקומות סגורות דמויות זמן" יכולות להיות אפשריים, כאשר המרחב הזמן מעוות כל כך (במכוון או מטבעו, נניח סביב חור שחור סופר מסיבי) עד שעצם או צופה שחוצה אותו יוחזרו להתחלה שלהם. נְקוּדָה.
"לעתים קרובות מניחים שביקום עם עקומות דמויות זמן סגורות (CTCs), אנשים יכולים 'לטייל לעבר'. על פני השטח, נראה שזו השלכה ברורה, שכן (בקנה מידה גדול מספיק) אפשר לראות עקומה דמוית זמן כקו עולמי של חללית היפותטית שנוסעת על פני חלל הזמן", כתב לורנצו גבאסינו, פיזיקאי מאוניברסיטת ונדרבילט, במאמרו החדש.
"אם עקומה כזו יוצרת לולאה, החללית חוזרת לנקודת ההתחלה שלה, בעברה שלה. עם זאת, כדי לאשר שמדובר במסע ממשי לעבר, עלינו קודם כל לדון במה שקורה לנוסעים (כלומר למערכות מקרוסקופיות של חלקיקים) כשהם משלימים את ההליכה הלוך ושוב."
חוקי הפיזיקה הם בדרך כלל סימטריים של היפוך זמן, כלומר בערך שהם היו נראים אותו הדבר אם הם היו משחקים הפוך. זה לא נכון לגבי החוק השני של התרמודינמיקה, חוק סטטיסטי נצפה של היקום. במילים פשוטות, הכל נוטה לאי-סדר. חום זורם מאזורים חמים לאזורים קרים, ובמערכת מבודדת, האנטרופיה - המדד לאי-סדר בתוך מערכת - יכולה רק לגדול. החוק השני של התרמודינמיקה מראה לנו חץ של זמן. אם אתה רואה מערכת הולכת לקראת אי סדר, אתה יכול להתערב בדולר התחתון שלך שהיא מתקדמת בזמן. אי אפשר לבטל ביצה.
בעבודה החדשה, גבאסינו ניסה לתאר מה קורה מבחינה תרמודינמית אם חללית הייתה חוצה עקומה דמוית זמן סגורה, ותגיח כשהיא יוצאת לדרך או לפני כן. במהלך הטיול הזה, האנטרופיה חייבת לגדול לקראת שיווי משקל תרמודינמי על פי החוק השני של התרמודינמיקה, אך עבור יקום עקבי, היא חייבת לחזור גם למצב לא שיווי משקל לפני הכניסה לעקומה דמוית הזמן. אם לוקחים את הדוגמה של חלקיק יחיד לא יציב המקפץ סביב ספינת חלל, הוא אומר שחוקי הפיזיקה כפי שאנו מבינים אותם דורשים שהחלקיק יחזור למצבו ההתחלתי.
"כפי שניתן היה לצפות, החלקיק מתפורר באופן ספונטני קרוב ל-τ = 0, והוא נשאר מתכלה כמעט לאורך כל המסע. עם זאת, כאשר τ מתקרב [לתחילת הלולאה], החלקיק נבנה מחדש באופן ספונטני, באותו זמן ש זה לקח עד שהוא ירקב", מסביר גבאסינו. "מנגנון זה הוא תוצאה ישירה של הדיסקרטיזציה של רמות האנרגיה, והוא אינו מחייב אותנו לכוונן עדין את התנאים ההתחלתיים".
בעבודה, הוא מציע שיש נקודה שבה האנטרופיה הופכת למקסימום, "והחוק השני של התרמודינמיקה מתחיל לחזור אחורה". כל זה נשמע כיף, אבל הנה הקאץ'; לפי העבודה, תאבד את כל הזיכרון של כל מה שקרה במהלך הלופ.
"זיכרון עשוי להיות מודל סכמטי כתוצאה מאינטראקציה, שבה אובייקט משאיר עקבות של מצבו הראשוני במצב מאוחר יותר של 'שומר זיכרון', שעשוי להיות מכשיר מדידה או יצור חי", הוא כותב.
במודל של תהליך איסוף הזיכרון, הוא מגלה ש"כל זיכרון שנאסף לאורך CTC [עקומת דומה לזמן סגור] יימחק על ידי הישנות של Poincaré לפני סוף הלולאה". אתה יכול לחצות את הלולאה, אבל לא תאסוף שום מידע חדש, ביקום עקבי, והיקום יחזיר אותך לעמדת ההתחלה הראשונית שלך עם האנטרופיה עדיין בתוקף. במונחים של פרדוקס הסבא, היקום יתפתח באופן שישאיר אותו עקבי בעצמו, ויחזיר את הנוסעים בזמן לתנאים ההתחלתיים שלהם.
"רוב הפיזיקאים והפילוסופים בעבר טענו שאם קיים מסע בזמן, הטבע תמיד ימצא דרך למנוע מצבים סותרים", אמר גבאסינומדע חי. "הוצג 'עקרון עקביות עצמית', המציע שהכל צריך להתיישר כדי ליצור סיפור קוהרנטי מבחינה לוגית. העבודה שלי מספקת את הגזירה הקפדנית הראשונה של עקרון העקביות העצמית הזה ישירות מהפיסיקה המבוססת. באופן ספציפי, יישמתי את המסגרת הסטנדרטית של הקוונטים מכניקה - ללא הנחות נוספות או הנחות שנויות במחלוקת - והוכיחה שהעקביות העצמית של ההיסטוריה נובעת באופן טבעי מחוקי קוונטים."
אמנם רעיון מהנה, אבל הוא לא רואה בו שום הוכחה לקיומם האפשרי של עקומות דמויות זמן סגורות.
"ליתר דיוק, המסר לקחת הביתה הוא שביקום היפותטי עם CTCs, מסע בזמן לא יתקיים בצורה שמתוארת בדרך כלל במדע בדיוני. למעשה, על CTCs, תנודות תרמיות הורסות סיבתיות מקרוסקופית, ומוחקות את כל זיכרונות", הוא מסכם. "כמו שזה קורה לעתים קרובות, הטבע יצירתי יותר מאיתנו."
העיתון מתפרסם בכבידה קלאסית וקוואנטית.
[H/T:מדע חי]
