Чи можливі подорожі в часі: фізик каже, що математика дає однозначну відповідь

Чи можна повернутися назад у часі?

Роботу поки що опублікували на сервері препринтів arXiv, тож вона ще не пройшла рецензування. Чжан узяв давнє "нуль-ейкональне рівняння", яким описують поширення світла, і використав його по-новому. За словами вченого, доказ спирається лише на один факт про напрямки. Світлоподібний напрямок ніколи не буває перпендикулярним до напрямку руху мандрівника в часі, повідомляє ScienceAlert.

Перше – це те, як мало потрібно теоремі. Доказ вміщається в три рядки й використовує лише один факт про напрямки: світлоподібний напрямок ніколи не може бути перпендикулярним до напрямку руху мандрівника в часі,
– прокоментував фізик Хуншен Чжан з Університету Цзінані.

З цього випливає, що певна величина обов'язково зростає вздовж будь-якої можливої подорожі, тому повернутися до початкової події неможливо. Промінь світла ніколи не стоїть під кутом 90 градусів до шляху будь-якого об'єкта в часі, чи це частинка, чи мандрівник із записником виграшних лотерейних номерів. 

Тож у таких всесвітах можливий лише рух уперед. Це схоже на нескінченну вулицю з одностороннім рухом, де немає ні об'їздів, ні розворотів, ні навіть узбіччя, щоб непомітно розвернутися.

Чим цей підхід відрізняється від попередніх?

Нова модель доповнює три відомі групи критеріїв, які забороняють замкнені часові петлі:

• Перша група стосується функції часу. Петлі неможливі, якщо можна задати універсальний годинник, що завжди йде вперед уздовж кожного шляху.
• Друга група – умови на енергію. Вони вимагають, щоб енергія й гравітація діяли невід'ємним чином. Подорож у часі потребувала б негативної енергії або екзотичної матерії, тож її це виключає.
• Третя група – топологічні критерії. Вони пов'язують часові петлі з формою і зв'язністю простору-часу та з будовою межі, з якої починалася б область подорожі в часі.

Чжан наголошує, що доказ не потребує складного обладнання.

Люди очікують, що результат про подорожі в часі вимагатиме важкої техніки, енергетичних умов, квантових ефектів, можливо, сингулярності. Йому не потрібно нічого з цього. Весь зміст – це бухгалтерія напрямків, 
– додав він.

Для теоретиків це ще один інструмент. Він дає відносно простий алгебраїчний спосіб виключати сценарії подорожей у часі без громіздких обчислень, які враховують увесь Всесвіт із його хаосом.

Де залишаються лазівки для часових петель?

Автор виділяє два шляхи, якими петлі все ж могли б існувати. Обидва спираються на те, що простір-час загинається сам на себе й утворює петлю. Це може статися локально, наприклад поблизу масивної чорної діри, що обертається і перетворює простір-час на крендель. Або ж сама будова Всесвіту могла б топологічно замикатися на собі.

Дослідник пояснює, що причина не в обертанні, а в закрученні простору-часу: питання про причинну структуру всього Всесвіту зводиться до одного скалярного рівняння. Він також зазначає, що простого достатнього критерію замало. Потрібно знати, як він може не спрацювати.

Фактично наукова робота ділить Всесвіт за світлом, а не за моментами простору-часу, і тому обходить саме поняття часу. Звичайний зріз простору вимагає вибрати момент, момент вимагає годинника, а годинник вимагає спостерігача. Зріз за світлом не потребує жодного з цих елементів, адже його повністю задає геометрія.

Чи дозволяє природа подорожі в часі?

Чжан визнає, що теорема не дає відповіді на головне питання.

Вона не каже, чи дозволяє природа щось із цього. Це лишається відкритим, і саме на це питання я найбільше хотів би побачити відповідь, 
– сказав фізик.

Утім, кроком уперед це все ж є. Як підсумовує автор, хто хоче створити машину часу, тепер точно знає, що саме йому потрібно зламати.