¿Se puede realmente construir una "máquina del tiempo" que permita a los humanos viajar a través del tiempo y el espacio?
Pero ¿qué es el tiempo? Es difícil responder a esta pregunta, pero ¿podemos medirla? ¿él? ¿Porque la forma más fácil de estudiar algo es ir? ¿Medición? Entonces la gente pensó en una forma de medir el tiempo: los ciclos. Podemos utilizar algún movimiento periódico como estándar de tiempo y marcar el tiempo con el número de ciclos. Por ejemplo, un péndulo mide el tiempo usando su oscilación en segundos.
Pero todas las herramientas que miden el tiempo utilizan números de ciclo para medir el tiempo. ¿Qué debo hacer si el tiempo del primer ciclo es diferente al tiempo del segundo ciclo? No podemos descubrir si el segundo anterior y el siguiente son el mismo intervalo de tiempo, por lo que en este momento intentamos elegir un objeto que esté dentro del alcance de la intuición diaria y que pueda moverse varias veces en un corto período de tiempo. ¿Así que lo que? ¿Reloj atómico de cesio? El átomo de cesio que nació puede vibrar 9,19?10 9 veces por segundo, que es un número astronómico, por lo que, naturalmente, se ha convertido en la herramienta de sincronización más precisa para la humanidad.
Con herramientas de medición del tiempo podemos estudiar las máquinas del tiempo. ¿Qué teorías físicas actuales están estrechamente relacionadas con el tiempo? Obviamente, la teoría de la relatividad de Einstein resulta útil en este momento. Específicamente, existen muchas soluciones a las ecuaciones de campo de la teoría general de la relatividad de Einstein. Hablé antes sobre ecuaciones de campo en el número especial. Si no ha leído las sugerencias, puede consultarlas primero.
A través de las ecuaciones de campo de Einstein, podemos obtener una solución, llamada solución de Gödel, que corresponde a un extraño diagrama espacio-temporal. ¿Qué es un diagrama espacio-temporal? De hecho, se trata de dibujar una gráfica de función con el espacio como abscisa y el tiempo como ordenada, como se muestra a continuación.
Se puede observar que aunque el diagrama espacio-tiempo en el universo convencional (es decir, nuestro universo) es una curva (por supuesto, también puede ser una línea recta), en general, el espacio-tiempo es desarrollándose hacia adelante, y Gödel ¿Se permite que el diagrama espacio-tiempo en el universo forme uno? circuito cerrado? ¿este? circuito cerrado? ¿Cómo entender? Podemos ver que el diagrama espacio-temporal del universo de Gödel comienza a avanzar en el espacio y el tiempo, pero en cierto punto, el espacio comienza a retroceder. Por supuesto, nuestro espacio también se puede mover hacia atrás. Por ejemplo, comencé en x=0, luego estaba en x=10 y luego estaba en x=6, lo que equivale a volver de 10 a 6. No es nada. Pero si observa detenidamente el diagrama de espacio-tiempo en el universo de Gödel, encontrará que no solo el espacio ha retrocedido, sino que también el tiempo ha retrocedido y se cruzará con la trayectoria anterior, como se muestra en la siguiente figura. .
La intersección es muy mágica, porque muestra que no solo el espacio ha retrocedido, sino que el tiempo también ha retrocedido, por lo que al universo de Gödel se le permite viajar a través del tiempo y el espacio, pero según los datos del universo que tenemos Como observamos actualmente, no se ajusta al modelo de Gödel, por lo que si hay universos paralelos, entonces otros universos pueden ajustarse al modelo de Gödel.
Aunque el modelo del universo de Gödel no se ajusta a nuestro modelo del universo, también se ajusta a las ecuaciones de campo de la relatividad general, por lo que es correcto en cierto sentido y sienta las bases para nuestra exploración del viaje en el tiempo.
Pero esto por sí solo no es suficiente. Necesitamos seguir explorando la teoría del viaje a través del espacio y el tiempo, lo que significa que tenemos que mencionar otra solución a las ecuaciones de campo de la relatividad general: los agujeros negros. Mi artículo anterior sobre los agujeros negros también tiene una introducción especial. Si no lo has visto, puedes comprobarlo primero.
¿Por qué los agujeros negros pueden viajar a través del tiempo y el espacio? Debido a que la relatividad general integra el tiempo y el espacio, la relatividad general básicamente no tiene un concepto separado de tiempo, ni un concepto separado de espacio, ¿solo un concepto integrado? ¿Tiempo y espacio? Entonces, la relatividad general no necesita realizar un análisis de fuerza para describir el movimiento de un objeto. Solo necesita usar un lenguaje geométrico para describir el espacio-tiempo donde se encuentra el objeto. ¿Entonces el objeto seguirá el movimiento? ¿Geodésicas? Realizando únicamente el movimiento inercial sin tensión más simple (se han escrito varios artículos en detalle sobre este proceso equivalente), ¿qué es la geodésica? De hecho, la geodésica es una línea recta entre dos puntos en el espacio-tiempo recto, pero Einstein creía que el espacio-tiempo es curvo, por lo que la geodésica es una curva entre dos puntos A y B. Si A y B están directamente conectados, Aparecerá El fenómeno del espacio-tiempo se está rompiendo, pero solo podemos caminar sobre la superficie del espacio-tiempo y no podemos atravesarlo directamente, como se muestra en la figura siguiente, por lo que los objetos en el espacio-tiempo curvo básicamente se mueven a lo largo de trayectorias curvas.
Con los conocimientos teóricos anteriores, continuemos con el análisis. Debido a que la masa hace que los objetos circundantes distorsionen el espacio-tiempo, si un objeto está en un lugar donde el espacio-tiempo está muy distorsionado, ralentizará el tiempo, tal como cada uno de nosotros que pasa por el río del tiempo. La visión de Newton sobre el tiempo y el espacio cree que el tiempo pasa a la misma velocidad para cada uno de nosotros, es decir, uno al lado del otro. ¿Carrera de botes dragón? Todos siempre caminarán sobre el río del tiempo a la misma velocidad, por lo que el resultado del juego debe ser el mismo para todos.
Pero Einstein unificó el tiempo y el espacio, por lo que habrá lugares donde el tiempo y el espacio estarán muy distorsionados. ¿Carrera de botes dragón? Habrá un ganador y un ganador, como se muestra en la imagen a continuación.
Viajar a través del tiempo se vuelve factible cuando el tiempo mismo se divide en velocidades y velocidades. De hecho, hablé de ello antes cuando escribí sobre la teoría especial de la relatividad. Podemos hacer que una persona camine en un tren de alta velocidad y luego regrese al suelo. De esta manera, el tiempo de viaje a alta velocidad de la persona se ralentizó, por lo que se bajó del tren y descubrió que la tecnología en la tierra era más avanzada. Sus compañeros anteriores se habían vuelto canosos y sus hijos eran mayores que él. En otras palabras, esta persona viajó al futuro.
Entonces, si quieres ir al futuro, ¿solo necesitas generar tiempo con otra persona según la teoría de la relatividad? ¿Diferencia de velocidad? Sí, todavía tenemos un camino hacia el futuro, que es tener a este tipo en una nave espacial acercándose a un agujero negro. Debido a que la masa alrededor del agujero negro distorsiona el espacio-tiempo y ralentiza el tiempo, la velocidad del tiempo de esta persona definitivamente no es tan rápida como la de la gente en la Tierra. Entonces, cuando permaneció en el agujero negro durante 1 hora, podría ser equivalente a permanecer en la Tierra durante 7 años. Tres horas después de su regreso a la Tierra, descubrió que, en otras palabras, habían pasado 21 años.
De hecho, la escena de arriba es una escena de la película "Interstellar". Para hacer esta película, el director consultó a varios físicos que estudiaban la relatividad general en ese momento. No creas que las escenas anteriores solo pueden aparecer en películas. Ésta es una conclusión deducida de la teoría científica real, pero nuestra tecnología actual no puede acelerar un tren a la velocidad de la luz, ni podemos conseguir que una persona en una nave espacial juegue alrededor de un agujero negro.