Ligegyldigt hvad science fiction-forfattere skriver, tillader moderne videnskab ikke muligheden for at rejse til fortiden. Men forskere er langt fra at være så forenede om at rejse til fremtiden …
Den britiske videnskabspopularisator Brian Clegg udgav for nylig en bog med den spektakulære titel How to Build a Time Machine: The Real Science of Time Travel (How to Build a Time Machine: The Real Science of Time Travel).
Bogen diskuterer måder til praktisk implementering af menneskets gamle drøm om tidsmæssige vandringer. Clegg er en seriøs underviser med et internationalt omdømme, så han snakker kun om projekter, der kan videnskabeligt underbygges, omend ikke 100% bevist.
Isolering fra tiden
En sådan mulighed er gentagne gange beskrevet af science fiction-forfattere. Tag en rumvandring til interstellare afstande, som kræver mindst to accelerationer til næsten lyshastigheder - pil vil kunne vende tilbage til deres hjemmeplanet hundreder eller tusinder af år efter afrejse, og du selv eldes lidt.
Den grundlæggende mulighed for en sådan tidsmæssig rejse garanteres af formlerne for den specielle relativitetsteori. Sandt nok, acceleration til relativistiske hastigheder skal også leveres ved hjælp af superenergiintensivt brændstof (bedst af alt fra antimateriale), men dette er detaljer.
Salgsfremmende video:
På den specielle relativitetsteori konverterede lyset imidlertid ikke som en kile, du kan anvende den generelle. I henhold til dens ligninger nedsætter tyngdekraften hastigheden af tid (korrektioner for denne effekt er inkluderet i softwaren til satellitnavigationssystemer GPS og GLONASS, og de overgår numerisk lignende korrektioner, som en særlig relativitetsteori foreskriver at blive introduceret i forbindelse med satelliternes orbitalbevægelse).
Graden af denne deceleration øges med styrken på tyngdefeltet. Her er en anden tidsmaskine til dig: find et område med rum med ekstremt stærk gravitation, bliv der et stykke tid, og når du vender tilbage vil du finde dig selv i fremtiden.
Naturlige supertungvægte
Gravitationsgeneratorer er i princippet mulige, men det er for tidligt at tale om dem. Naturen har dog skabt i rummet sådanne naturlige tyngdeklumper som neutronstjerner. En kubikcentimeter degenereret stof i midten af en neutronstjerne trækker hundreder af millioner af tons, mens dens diameter ikke overstiger 20-30 km.
Kunne det være muligt at komme ind i bane i nærheden af et sådant rummonster og derfra katapult ind i fremtiden? Det anbefales ikke at sidde på dens overflade, det er hundrede gange varmere der end i solens atmosfære.
Denne indstilling er dog også meget usikker. Ethvert objekt, der kredser om en neutronstjerne, vil blive deformeret og revet fra hinanden af tidevandsstyrker. Det samme ville selvfølgelig ske, hvis et skib med kronerejsende ikke blev sendt til en neutronstjerne, men til et sort hul.
"Tid uigennemtrængelig" shell
Clegg er overbevist om, at der er en udvej. Isaac Newton viste, at den resulterende tyngdekraft, der virker på ethvert objekt inde i en massiv sfærisk isotropisk shell, er strengt nul. Denne konklusion er fuldt ud gyldig i den generelle relativitetsteori.
Forestil dig nu en neutronstjerne med et hulrum i midten. Der vil ikke være nogen tidevandskræfter der, og tidsstrømmen i forhold til omverdenen vil stadig blive nedsat.
Således er det allerede nu muligt at formulere et ingeniørprojekt til en fremtidig supercivilisation. Det er nødvendigt at opdele en neutronstjerne i mange stykker og bygge fra dem en sfærisk skal omkring et skib med tidsrejsende.
For at beskytte dem mod tidevandskræfter skal skallen samles uden at bryde isotropien, hver gang der tilføjes to blokke med samme masse fra modsatte sider, lige så langt fra skibet. Demonteringen skal udføres på samme måde, ellers tyngdekraften ødelægger krononauterne i fremtiden.
Opgaven med supercivilisation
Hvor effektiv er en sådan tidsmaskine? Hvis du bruger rent neutronmateriale som byggemateriale, kan du opnå en femdoblet afmatning i tiden - under alle omstændigheder giver Brian Clegg netop et sådant skøn.
Resultatet er temmelig beskedent, så du er stadig nødt til at tænke over, om spillet er værd at lyset. Det kan dog antages, at supercivilisation vil have til rådighed teknologier, der yderligere komprimerer neutronmateriale til endnu højere densiteter.
Dette skal dog gøres med forsigtighed, ellers vil hele strukturen kollapse i et sort hul med ubehagelige konsekvenser for skibet og dets besætning. Så omkostningerne ved et sådant eksperiment vil umådeligt overstige dets praktiske værdi - i det mindste fra vores synspunkt. Supercivilisation kan dog have helt andre kriterier.
Sådan fungerer en neutronstjerne
Efter at det nukleare brændstof i stjernens kerne brænder ud, venter det uundgåelige gravitationskollaps. Hvis trykket fra en degenereret elektrongas ikke er i stand til at modstå tyngdekraften, presses elektronerne bogstaveligt ind i protonerne i kernerne og danner neutroner. Slutproduktet af denne proces er en neutronstjerne lavet af superdens (op til 1015 g / cm3 i kernen) stof 10-20 km i diameter.
Strukturen af en neutronstjerne er temmelig kompleks - dens atmosfære består af almindelige kerner, under kernerne er ophængt i et neutralt overfladisk, selv under det, kombineres neutroner til dannelse af trådlignende strukturer eller ark. Den ydre kerne består af kontinuerligt neutronmateriale, medens den indre kerne kan indeholde endnu mere eksotiske tilstande, såsom pionkondensat, lambda-hyperoner eller quark-gluon-plasma.