Физик: Пътуването във времето може да е само напред

Ако някога бъде изобретена машина на времето, първата дестинация може да се окаже не вчера, а утре. Физикът Хонгшенг Джан от Университета в Дзинан, Китай, представя теорема, според която в широк клас теоретични вселени пътуването към собственото минало е невъзможно. Изследването все още не е преминало рецензиране.

Аргументът е свързан с начина, по който светлината оформя структурата на пространство-времето. В теорията на относителността светлинната посока не може да бъде под прав ъгъл спрямо посоката, в която се движи обектът през времето. Това позволява пространство-времето да бъде представено като последователност от „слоеве“, през които обектите преминават само в една посока.

Сравнението на Джан е със стълба, по която може да се върви нагоре, но няма как да се слезе обратно на същото стъпало. Според него доказателството не изисква екзотична материя, квантови ефекти или предположения за това какво изпълва Вселената. „Цялото съдържание се свежда до отчитане на посоките“, казва физикът пред ScienceAlert.

Двата възможни пробива

Пътуванията към миналото във физиката се описват чрез т.нар. затворени времеподобни криви — траектории през пространство-времето, които се връщат до мястото и момента, от които са започнали. Уравненията на Айнщайн допускат такива решения в ограничен брой сценарии.

Теоремата на Джан посочва два начина, по които ограничението може да бъде заобиколено. Първият е усукване на светлинните траектории. Близо до центъра на въртяща се черна дупка въртенето на масата увлича пространство-времето. При достатъчно силен ефект движението напред във времето може математически да се огъне в кръг.

Физикът Брандън Картър показва през 1968 г., че подобни затворени криви съществуват в математическите модели на въртящи се черни дупки. Това обаче не означава, че човек може да влезе в такава област и да се върне невредим — теорията описва математическа възможност, а не съществуваща технология.

Вторият начин е свързан с глобалната форма на Вселената. Ако пространство-времето има специфична топология, движението само напред може в крайна сметка да доведе обратно до началната точка — подобно на обикалянето около затворена повърхност. Част от моделите на хипотетични машини на времето, включително тези с проходи през червееви дупки, разчитат именно на такава геометрия.

Бъдещето е друга физическа възможност

Изследването не решава дали нашата Вселена позволява пътуване към миналото. Самият Джан подчертава: „Това, което теоремата не казва, е дали природата допуска някое от тези явления. Това остава открит въпрос.“

Пътуването към бъдещето обаче е потвърдено следствие от теорията на относителността. При движение с много висока скорост или в силно гравитационно поле часовникът на пътуващия изостава спрямо часовниците на други наблюдатели. Астронавтите на Международната космическа станция се връщат на Земята с няколко хилядни от секундата по-млади, отколкото биха били без този ефект, посочва Европейската космическа агенция.

Засега математиката допуска различни сценарии, но експериментално потвърдената посока остава една: напред.