Sve nije tako jednostavno
Zamislite da imate slomljeno jaje na licu, a ovo nije lik govora. Pokušaj žongliranja jajima rezultirao je padom i lomljenjem glave na glavu, a sada morate otići do tuša i presvući se.
No, ne bi li bilo lakše vratiti vrijeme na minutu? Napokon, jaje se razbilo u samo nekoliko sekundi - zašto ne možete učiniti istu stvar, upravo suprotno? Jednostavno stavite školjku, bacite je u bijelo i žumance - i to je to. Imali biste čisto lice, čistu odjeću i bez žumanjka u kosi.
Zvuči smiješno - ali zašto? Zašto ne mogu poništiti ovu radnju? Zapravo, u ovome ništa nije nemoguće. Ne postoji prirodni zakon koji bi to zabranio.
Štoviše, fizičari izvještavaju da se svaki trenutak koji se dogodi u svakodnevnom životu može dogoditi u suprotnom redoslijedu u bilo kojem trenutku u vremenu. Pa zašto ne "razbiti" jaja, "spaliti" šibicu ili čak "dislocirati" nogu natrag?
Zašto se takve stvari ne događaju svaki dan? Zašto se budućnost uopće razlikuje od prošlosti? Ovo pitanje izgleda prilično jednostavno, ali da biste odgovorili na njega, morate se vratiti rođenju Svemira, okrenuti se atomskom svijetu i doći do granica fizike.
Kao i mnoge priče iz svijeta fizike, i ova seže u doba velikog fizičara Isaaca Newtona. Bubonska kuga zahvatila je Britaniju 1666. i upravo je ona prisilila Newtona da napusti Sveučilište Cambridge i vrati se kući svojoj majci, koja je živjela u ruralnom Lincolnshireu. Tamo je Newton dosadio i, izoliran od vanjskog svijeta, bavio se fizikom.
Otkrio je tri zakona pokreta, uključujući čuvenu maksimu da svaka radnja ima svoje protivljenje. Također je došao do objašnjenja zašto gravitacija djeluje.
Promotivni video:
Newtonovi zakoni su nevjerojatno učinkoviti u opisivanju svijeta oko nas. Oni mogu objasniti mnoge pojave, od zašto jabuke padaju s drveća do zašto se zemlja vrti oko sunca.
Ali imaju čudno svojstvo - rade na isti način i obrnuto. Ako se jaje pokvari, Newtonovi zakoni kažu da se ono može vratiti u prvobitno stanje. Očito je to pogrešno, ali gotovo svaka teorija koju su naučnici razvili od Newtona ima potpuno isti problem.
Zakoni fizike jednostavno ne uzimaju u obzir kako vrijeme teče - naprijed ili natrag. Brinu ih toliko koliko i informacija o tome pišete li desnom rukom ili lijevom. Ali vas definitivno zanima!
Koliko znate, vrijeme ima strelicu koja pokazuje njegov smjer i ona je uvijek okrenuta budućnosti. Možete miješati istok i zapad, ali nikad se neće miješati jučer i sutra. Međutim, temeljni zakoni fizike ne razlikuju prošlost od budućnosti.
Prva osoba koja se ozbiljno suočila s tim problemom bio je austrijski fizičar Ludwig Boltzmann, koji je živio u drugoj polovici 19. stoljeća. U one dane bile su kontroverzne sve ideje koje su danas prihvaćene kao aksiom.
Konkretno, fizičari nisu bili toliko uvjereni kao danas da je sve na svijetu načinjeno od čestica koje se nazivaju atomi. Prema mišljenju većine fizičara, ideja atoma nije se mogla dokazati, nije se mogla provjeriti praktičnim metodama.
Boltzmann je bio uvjeren da atomi zapravo postoje, pa je tu ideju iskoristio da objasni sve svakodnevne stvari, poput plamena vatre, rada pluća, ali i zašto se čaj hladi kad pušete na njega. Mislio je da može razumjeti sve te stvari pomoću tako bliskog koncepta - teorije atoma.
Neki fizičari bili su impresionirani Boltzmannovim radom, ali većina ih je odbila. Znanstvenu zajednicu ubrzo je ostracila zbog svojih ideja.
Međutim, upravo je on pokazao povezanost atoma s prirodom vremena. Tih se dana pojavila teorija termodinamike koja opisuje kako se ponaša toplina. Boltzmannovi protivnici inzistirali su na tome da se priroda vrućine ne može opisati; rekli su da je toplina samo toplina.
Boltzmann je odlučio dokazati da nisu u pravu, a vrućinu uzrokuje kaotično kretanje atoma. Bio je u pravu, ali morao je provesti ostatak svog života braneći svoje stajalište.
Boltzmann je počeo pokušavajući objasniti nešto neobično - "entropiju". Prema zakonima termodinamike, sve na svijetu ima određenu količinu entropije, a kad se s tim objektom nešto dogodi, entropija se povećava.
Na primjer, ako kockice leda stavite u čašu vode, one će se rastopiti i entropija u čaši će porasti. A rast entropije razlikuje se od svega u fizici - proces se kreće u jednom smjeru. Fizičari se dugo pitaju je li način protoka vremena određen povećanjem entropije.
Kao što možda pretpostavljate, Boltzmann je bio prvi koji je pokrenuo to pitanje, ali tada su mnogi drugi znanstvenici počeli proučavati to pitanje. Kao rezultat toga, postalo je jasno da vrijeme potencijalno može teći u suprotnom smjeru - ali samo ako se entropija smanji, što je jednostavno nemoguće.
Međutim, ako vrijeme može teći u suprotnom smjeru, moguće je izgraditi vremenski stroj. 2009. godine britanski fizičar S. Hawking priredio je zabavu putnicima koji su bili privremeni - trik je bio u tome što je godinu dana kasnije poslao pozivnice za zabavu (nitko se od gostiju nije pojavio).
Stoga je putovanje unatrag u vrijeme najvjerojatnije nemoguće. Čak i ako je postojala ta mogućnost, Hawking i drugi tvrde da nikad ne možete doći do točke do trenutka kada je sagrađen vaš vremenski stroj.
Ali putovanje u budućnost? Ovo je drugačija priča. Naravno, svi putnici koji putuju u utrci s vremenom iz prošlosti u budućnost brzinom od jednog sata na sat. Ali poput rijeke, protok vremena teče različitim brzinama na različitim mjestima. Moderna znanost nudi nekoliko načina za približavanje budućnosti. Evo sažetka njihove suštine.
Najlakši i najpraktičniji način da se dođe do daleke budućnosti je vrlo brzo kretanje. Prema Einsteinovoj teoriji relativnosti, kada putujete brzinom bliskom brzini svjetlosti, vrijeme vam usporava u odnosu na vanjski svijet.
To nije samo hipoteza ili misaoni eksperiment - to je rezultat mjerenja. Uz pomoć dva identična atomska sata (neki su leteli u mlaznom zrakoplovu, a drugi su ostali nepomični na Zemlji), fizičari su dokazali da leteći satovi krstare zbog brzine.
U slučaju zrakoplova, učinak je minimalan. Ali da ste se ukrcali u svemirsku letjelicu koja putuje brzinom svjetlosti od 90%, vrijeme bi za vas prošlo 2,6 puta sporije nego na Zemlji. I što se bliži brzini svjetlosti, to ekstremnije putovanje vremenom postaje.
Najveća brzina postignuta zahvaljujući ljudskoj tehnologiji može se nazvati brzinom kojom se protoni pometaju oko Velikog hadronskog sudarača - 99,9999991% brzine svjetlosti. Koristeći teoriju relativnosti, može se izračunati da je jedna sekunda za proton ekvivalentna 27,777,778 sekundi ili, u praksi, 11 mjeseci za nas.
Začudo, fizičari čestica uzimaju u obzir usporavanje kada se bave raspadajućim česticama. U laboratoriju čestice muona obično propadnu u 2,2 mikrosekunde. Ali brzorastući muoni, koji nastaju kada kozmičke zrake dođu do gornje atmosfere, propadaju 10 puta duže.
Sljedeća metoda također je inspirirana radom Einsteina. Prema njegovoj teoriji opće relativnosti, što više osjećate gravitaciju, teče se sporije vrijeme. Na primjer, kako se približavate središtu Zemlje, sila gravitacije se povećava. Vrijeme prolazi polako za vaše noge nego za glavu.
Opet je izmjeren taj učinak. Godine 2010. fizičari američkog Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju postavili su dva atomska sata na police, jedan 33 cm veći od drugog, i izmjerili razliku u njihovoj brzini otkucavanja. Sat na polici ispod otkucavao je sporije jer je bio malo podložniji gravitaciji.
Da bismo bili u dalekoj budućnosti, sve što trebamo je mjesto izuzetno jake gravitacije, poput crne rupe. Što se više približavate granici, to se sporije vrijeme pomiče - ali to je rizično, jer prelaska linije ne možete se više vratiti. U svakom slučaju, učinak nije tako jak, pa putovanje vjerojatno ne vrijedi.
Recimo da imate tehnologiju da prijeđete velike udaljenosti kako biste došli do crne rupe (najbliža je udaljena oko 3000 svjetlosnih godina). Tijekom samog putovanja vrijeme će se usporiti puno više nego tijekom putovanja kroz samu crnu rupu.
(Situacija u Interstellaru, gdje je jedan sat na planeti blizu crne rupe ekvivalent sedam godina na Zemlji, previše je ekstremna i potpuno nemoguća za naš svemir, kaže Kip Thorne, znanstveni savjetnik filma.)
Možda je najneverovatnije da GPS sustavi moraju u svom radu uzeti u obzir učinke vremenske dilatacije (kako zbog brzine satelita, tako i zbog gravitacije koja djeluje na njih). Bez ovih ispravki, GPS na telefonu neće moći odrediti vašu poziciju na Zemlji, čak ni u radijusu od nekoliko kilometara.
Druga mogućnost putovanja u budućnost je usporavanje vaše percepcije vremena usporavanjem ili zaustavljanjem životnih procesa vašeg tijela, a zatim ih ponovo pokrenite.
Spore bakterija mogu živjeti milijunima godina u suspendiranoj animaciji dok prave temperature, vlaga i hrana ne ponove svoj metabolizam. Neki sisavci, poput medvjeda i vjeverica, mogu usporiti metabolizam tijekom hibernacije, što uvelike smanjuje potrebu njihovih stanica za kisikom i hranom. Hoće li ljudi ikada moći isto?
Iako potpuno zaustavljanje metabolizma u tijelu još nije podložno modernoj znanosti, neki znanstvenici rade na postizanju učinka kratkotrajne „hibernacije“koja traje nekoliko sati. Ovo može biti dovoljno vremena da se osobi pomogne preživjeti, na primjer, tijekom zatajenja srca, prije nego što može biti odvedena u bolnicu.
Druga tehnika koja tjera tijelo u hipotermičku "hibernaciju" - zamjena krvi hladnom fiziološkom otopinom - djelovala je na svinjama i trenutno prolazi kroz klinička ispitivanja na ljudima u Pittsburghu.
Opća relativnost također omogućava mogućnost brzog putovanja kroz vremensko-svemirske tunele, što bi moglo pomoći prevladavanju udaljenosti od milijardi svjetlosnih godina ili jednostavno različitih vremena.
Mnogi fizičari, uključujući S. Hawkinga, vjeruju da su prostorno-vremenski tuneli, koji se neprestano pojavljuju na različitim mjestima kvantne ljuske, mnogo manje veličine od atoma.
Trik je zgrabiti jedno i povećati ga na ljudske razmjere - podvig koji će zahtijevati ogromnu količinu energije, ali to je moguće samo u teoriji.
Pokušaji dokazivanja takve metode su propali, na kraju zbog neusklađenosti opće relativnosti i kvantne mehanike.
Na osnovu materijala iz časopisa "Nepoznato"