Путешествия во времени часто демонстрируют в различных художественных фильмах, но это явление вызывает много вопросов. Один ученый считает, что ему, вероятно, удалось решить исключающий их известный временной парадокс, пишет IFLScience.

«Парадокс убитого дедушки» является одним из самых распространенных временных парадоксов, относящийся к путешествию во времени. Этот парадокс объясняется так: если путешественник во времени отправится в прошлое и убьет своего дедушку до того, как у него появились дети, он не сможет родиться.

Этот мысленный эксперимент предполагает, что путешествие во времени в прошлое может быть невозможным, поскольку это приведет к несоответствиям во вселенной. В издании напомнили, что физик-теоретик и космолог Стивен Гокинг предлагал идею о том, что будут законы физики, которые еще не открыты и которые не дадут возможности путешествиям во времени состояться.

Однако физика не исключает путешествия во времени полностью. Например, в некоторых работах физика-теоретика Альберта Эйнштейна говорилось о том, что возможны «замкнутые временные кривые», в которых пространство-время настолько искривлено, что объект или наблюдатель, пересекающий его, вернется в исходную точку.

В своей новой статье физик из Университета Вандербильта Лоренцо Гавассино рассмотрел часообразную кривую как мировую линию путешествующего через пространство время гипотетического космического корабля.

«Если такая кривая образует петлю, космический корабль возвращается в исходную точку, в свое собственное прошлое. Однако чтобы подтвердить, что это действительно путешествие в прошлое, мы должны сначала обсудить, что происходит с пассажирами (т.е. с макроскопическими системами частиц), когда они совершают круговой полет», — написал он.

В своей новой работе Гавассино попытался описать, что происходит термодинамически, если космический корабль пересекает замкнутую кривую и выходит, когда он отправляется в путь или раньше. Он подчеркнул, что во время такого путешествия энтропия должна увеличиваться в направлении термодинамического равновесия в соответствии со вторым законом термодинамики, но для согласованной Вселенной она также должна вернуться к неравновесному состоянию до введения временной кривой.

Ученый привел в пример одиночную нестабильную частицу, которая подпрыгивает вокруг космического корабля, чтобы подчеркнуть то, что законы физики требуют возвращения частицы в свое исходное состояние.

Как и следовало ожидать, частица спонтанно распадается вблизи τ = 0 и остается распавшейся почти на всем пути. Однако по мере приближения τ к началу петли частица спонтанно восстанавливается за то самое время, которое понадобилось для ее распада. Этот механизм является прямым следствием дискретизации уровней энергии и не требует от нас точной настройки начальных условий», — пояснил Гавассино.

Физик предположил, что существует точка, в которой энтропия становится максимальной и второй закон термодинамики начинает возвращать назад. Проблема в том, что человек потеряет все воспоминания о том, что произошло во время цикла.

Гавассино во время моделирования процесса сбора памяти обнаружил, что любая память, собранная вдоль замкнутой кривой, будет стерта повторением Пуанкаре до конца цикла. Поэтому вселенная вернет «путешественнику во времени» в исходное положение с девственной энтропией.

В своей работе Гавассино подчеркнул, что в термине «Парадокса убитого дедушки» вселенная будет развиваться таким образом, чтобы оставаться самосогласованной, возвращая путешественников во времени в их начальные условия.

«Большинство физиков и философов в прошлом утверждали, что если путешествия во времени существуют, природа всегда найдет способ предотвратить противоречивые ситуации. Был введен «принцип самосогласованности», который предполагает, что все должно согласовываться для создания логически связной истории. Моя работа представляет собой первый строгий вывод этого принципа самосогласованности непосредственно из устоявшейся физики. В частности, я применил стандартную структуру квантовой механики – без дополнительных постулатов или спорных предположений, и продемонстрировал, что самосогласованность истории естественным образом вытекает из квантовых законов”, – сказал он в комментарии для Live Science.

Однако физик не видит доказательства возможности существования замкнутых кривых. Он уверен, что его работа доказывает, что в гипотетической вселенной с замкнутыми временными кривыми путешествие во времени не будет происходить в той форме, которая обычно изображается в научной фантастике.