Tidsrejser er et af de mest spændende fantasikoncepter. Men det rejser mange spørgsmål - både for fysikere og filosoffer - og kan også føre til forskellige paradokser. Det "myrdede bedstefarparadoks" er en af dem.
Begrebet tidsrejser bruges i fuld gang i litteratur og biograf, uanset genre. Ofte i midten af alle sådanne historier er de ændringer, som den rejsende har foretaget i fortidens begivenheder, som fører til reelle katastrofer i fremtiden. Det er mindst værd at huske historien om Ray Bradbury "And Thunder Rocked".
Dette dilemma, også kendt som det myrdede bedstefarparadoks, repræsenterer fysikernes og filosofens vigtigste indsigelse mod tidsrejser: en mulig krænkelse af kausalitet. Og mens tidsrejser stadig er spekulation, diskuteres de sandsynlige resultater af krænkelse af kausalitet og hvordan naturen kan forhindre dem varmt blandt forskere som Stephen Hawking og Kip Thorne.
Hvad er det "myrdede bedstefarparadoks"
Det myrdede bedstefarparadoks præsenterer en hypotetisk situation, hvor en tidsrejsende rejser tilbage i tiden og gør noget, der får ham til at aldrig eksistere (normalt betragtes den utilsigtede død af den rejsendes bedstefar) eller en begivenhed, der gør hans rejse umulig … Paradokset skyldes, at denne person aldrig blev født. Og da han aldrig eksisterede, hvordan kunne han gå tilbage i tiden og dræbe bedstefar? Således fører selve ideen om tidsrejser til en mulig krænkelse af kausalitet - reglen om, at en årsag altid går foran en virkning.
I henhold til særlig relativitet foregår fortiden (årsagen) altid fremtiden (virkningen) / Helen Klus.
Lad os forestille os et scenarie, hvor en talentfuld ung opfinder - lad os kalde ham Eugene - skaber en tidsmaskine i 2018. Da Eugene aldrig kendte sin bedstefar, beslutter han sig for at rejse tilbage i tiden for at møde ham. Efter omhyggelig undersøgelse finder han ud af præcis, hvor hans bedstefar var - stadig ung og enlig - kl. 15:43 den 22. november 1960. Han kommer ind i tidsmaskinen og begynder sin rejse.
Salgsfremmende video:
Desværre tager Zhenya alt bogstaveligt, og da han fandt ud af, hvor hans bedstefar ville være, gik han til netop dette sted. Han "lander" lige hvor hans bedstefar skulle være i det øjeblik … med et meget forudsigeligt resultat. Efter en hurtig DNA-test indser han, at det virkelig var hans fars far, kommer tilbage i bilen og venter på, at han forsvandt.
Hvad skal jeg gøre næste
Fysikere og filosoffer har foreslået flere løsninger på paradokset. Novikov-selvkonsistensprincippet, der blev udviklet i 1970'erne af den russiske fysiker Igor Dmitrievich Novikov (Evolution of the Universe, 1979), foreslår, at man bruger geodesiske linjer til at beskrive tidens krumning (nogenlunde hvordan rumkrumningen beskrives i Einsteins generelle relativitetsteori). Disse lukkede, tidslignende kurver bryder ikke nogen årsagsforhold, der er på den samme kurve. Princippet antager også, at tidsrejser kun vil være mulige i områder, hvor disse lukkede kurver er til stede - for eksempel i nærvær af ormehuller, som beskrevet af Kip Thorne og kolleger i deres papir fra 1988 Wormholes, Time Machines og the Weak Energy Condition (Wormholes, Tidsmaskiner og den svage energitilstand). I dette tilfælde ville begivenheder være cykliske og selvstændige. Dette indebærer på sin side, at tidsrejsende ikke ville være i stand til at ændre fortiden - hvad enten det er gennem en slags fysiske barrierer eller manglen på evnen til at træffe et sådant valg. Så uanset hvor hårdt Eugene prøvede, ville han ikke have været i stand til at lande sin bil lige på det tidspunkt, selvom han pludselig var fast besluttet på at dræbe sin bedstefar.
Igor Dmitrievich Novikov / Fotoarkiv for GAISh MSU.
Denne idé blev senere udvidet af Caltech-studerende Fernando Esheverria og Gunnar Klinghammer i samarbejde med Kip Thorn. I deres artikel præsenterede de en billardkugle kastet i fortiden gennem et ormehul langs en bane, der til sidst ville forhindre den i at komme ind i den. De argumenterede for, at de fysiske egenskaber ved ormhullet ville ændre kuglens bane på en sådan måde, at den ikke kunne forstyrre sig selv, eller at bolden ikke kunne komme ind i ormhullet på grund af faktisk indblanding udefra.
Hvis du følger Novikovs teori, bliver handlinger, som den rejsende har taget, blevet en fait accompli-historie, og observatører af disse begivenheder forhindres i at se Cauchy-horisonten.
Da han vendte tilbage til 2018, opdager vores Evgeny, at hans families hus er forsvundet, såvel som andre spor af dets eksistens. Efter at have læst om Novikovs teori og billardkugler fra Caltech-forskere, forbander han universet for passivitet. Og i dette øjeblik indser han, at universet måske ikke greb ind, da dette krævede en vis korrigerende handling. Han løber tilbage til tidsmaskinen for at ændre sine egne handlinger og redde sin fremtid.
Esheverria og Klinkhammer-løsning / Wikipedia.
Novikovs løsning kan se noget usikker ud, da den bestemt kræver mange mekanismer, der stadig er ukendt for fysik. Det er af denne grund, at det videnskabelige samfund afviser denne løsning af det "myrdede bedstefarparadoks".
Kunne der være en mere økonomisk løsning på paradokset, bygget på allerede eksisterende aspekter af fysik introduceret af andre teorier? Det viser sig, at en hypotese som mange verdens fortolkning af kvantemekanik kan give den.
Mange verdens verdens fortolkning af kvantemekanik skynder sig at redde
Tolkningen af mange verdener af kvantemekanikken blev foreslået af Hugh Everett III i 1950'erne som en løsning på bølgefunktionens sammenbrudsproblem, der blev observeret i Youngs berømte to-spaltede eksperiment.
Når det bevæger sig gennem spalten, kan et elektron beskrives ved en bølgefunktion med en endelig sandsynlighed for at passere enten spalte 1 eller spalte 2. Når et elektron vises på skærmen, ser det ud som en smurt bølge. Og i andre tilfælde manifesterer det sig som en partikel. Dette kaldes bølgefunktionskollaps. Med andre ord ser bølgen ud til at forsvinde, og en partikel forbliver på sin plads. Dette er igen en nøglefaktor i Københavns fortolkning af kvantemekanik. Men forskere forstod ikke, hvorfor bølgefunktionen kollapsede.
Everett stillede et andet spørgsmål: kollapser bølgefunktionen overhovedet?
Han præsenterede en situation, hvor bølgefunktionen fortsætter med at vokse eksponentielt uden at kollapse. Som et resultat erhverver hele universet en af to mulige tilstande: "verden", hvor partiklen passerede gennem slot nr. 1, og "verden", hvor partiklen passerede gennem slot nr. 2. Everett argumenterede for, at den samme "opdeling" af stater forekommer i alle kvantehændelser, hvis flere udfald findes i forskellige verdener i en tilstand af superposition. Bølgefunktionen for os ser ud som den kollapser, da vi lever i en af disse verdener, der ikke er i stand til at interagere med hinanden.
Diagram over verdensinddelingen i henhold til mange-verdens fortolkning af kvantemekanik / Wikipedia.
Når Eugene ankommer i 1960, er universet derfor opdelt. Han er ikke længere i den verden, hvorfra han kom (lad det være verden nr. 1). I stedet skabte han og besatte en ny verden. Når han rejser til fremtiden, bevæger han sig sammen med denne verdens kronologi. Han eksisterede aldrig i det og dræbte faktisk aldrig sin bedstefar. Hans bedstefar eksisterer fortsat ved godt helbred i verden nr. 1.
Sammenfatte
Ingen af de foreslåede løsninger og hypoteser gør selvfølgelig tidsrejser til virkelighed. Einsteins specielle relativitetsteori og begrænsningerne for en masseobjekts hastighed udgør alvorlige hindringer for dette. De giver dog interessante løsninger på puslespillet. Ironisk nok kommer den mest plausible løsning på det "myrdede bedstefarparadoks" fra en enkelt fysisk hypotese, der har givet anledning til endnu mere fantastiske historier end mange andre ideer og hypoteser, der er udtrykt af videnskabsfolk i det forgangne århundrede.
Mærkeligt nok kan fortolkningen af mange verdener også svare på et andet forhold, der er forbundet med tidsrejser. Hvis sådan teknologi nogensinde kommer til at være noget mere end fantasi, hvor er da de hele tiden rejsende? Hvorfor er de ikke kommet til os for at fortælle os om deres opdagelse?
Det sandsynlige svar er, at vi lever i en oprindelig verden, hvor tidsmaskiner er bestemt til at blive skabt. Og opfindere og deres medrejsende ender simpelthen i andre verdener, som de selv genererer. Hvis dette er sandt, vil opfindelsen af tidsmaskinen føre vores verden til det faktum, at mange fysikere og opfindere forsvinder fra den.
Vladimir Guillen