A maioria dos cientistas concorda que a possibilidade de viagem no tempo é ditada diretamente pelas equações que são fundamentais para a física de nosso mundo. Mas até o próprio pensamento da possibilidade de tal aventura levanta muitas questões. Vamos procurar respostas em nosso material.
E há muitas perguntas. O viajante viajará para um dos universos paralelos do multiverso ou ficará no seu? O convidado usará a tempo as mesmas oportunidades que os "anfitriões" de seu período de tempo?
Nossa colunista, a física Daria Zaremba, fala sobre os paradoxos que surgem no caminho de um viajante do tempo. Seu material passado, feito em forma de dicionário, é dedicado às possibilidades teóricas de tais viagens, neste - serão considerados "obstáculos".
I - Interpretação de Everett
A interpretação de Everett é uma interpretação da mecânica quântica, segundo a qual vivemos em um multiverso - um mundo de muitos mundos, onde novos universos paralelos estão constantemente nascendo com as mesmas leis, mas com estados diferentes.
De acordo com a interpretação de Everett, toda vez que você faz uma escolha - por exemplo, cozinhar borscht, não sopa com macarrão, vestir uma camisa preta em vez de branca - um universo paralelo surge no mundo, no qual você fez a escolha oposta e cozinhar sopa com uma camisa branca.
Ou seja, cada lançamento de uma moeda irá “dividir” o universo em dois mundos com resultados correspondentes ou, em outras palavras, estados. Eles serão idênticos entre si, mas em cada um deles, devido a um estado inicial diferente (cara / coroa), o curso da história será diferente.
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A interpretação de muitos mundos de Everett.
Este modelo do universo de muitos mundos é freqüentemente usado por cientistas para evitar os paradoxos da viagem no tempo. Alguns físicos teóricos acreditam que viajar para o passado nada mais é do que viajar para um universo paralelo, e não viajar de volta ao longo da linha do tempo do próprio viajante.
P - Paradoxos
O paradoxo da viagem no tempo é uma situação em que, devido à existência de uma máquina do tempo, um sistema se encontra em um estado incompatível com as leis que regem a evolução desse sistema.
Apesar das muitas maneiras justificadas pelas leis bem estabelecidas da física e da matemática, a atitude em relação às viagens no tempo nos círculos científicos é cética. O principal motivo são os paradoxos que surgem dessas viagens.
Deve-se notar aqui que os paradoxos são característicos exclusivamente de viagens ao passado. Em termos gerais, um paradoxo ocorre quando o uso de uma máquina do tempo viola as leis da física e / ou lógica.
Imagine, por exemplo, que você tem um poderoso feixe de laser que você direciona para um portal de máquina do tempo. Ao sair dele, você configura um sistema de espelhos para que o feixe de saída seja refletido e devolvido à máquina do tempo.
Assim, na saída você obterá um feixe com o dobro da intensidade (duas vezes mais potente). Quando esse feixe é devolvido e volta, um laser com uma intensidade quatro vezes maior que o inicial sairá do portal.
Por meio de tais manipulações, é possível criar instantaneamente uma fonte de geração de energia infinita. A violação das leis fundamentais da física é evidente.
Existem muitos desses paradoxos, mas o mais famoso e discutido é o chamado “paradoxo do avô”. Consiste principalmente no fato de que o viajante, mudando seu passado, viola o princípio da causalidade.
Imagine que por muito tempo você viveu com um sentimento de ódio por seu avô, cuja tirania quase atingiu o nível de Hitler. E aqui você tem uma oportunidade única: usando a máquina do tempo, volte ao passado e mate essa pessoa monstruosa.
Agora imagine que você acabou com seu parente no momento do nascimento dele. O que acontece nesse caso? Seus pais não nascerão, assim como você e, portanto, você … não pode matar seu avô no nascimento. É assim que surge o paradoxo da causalidade.
C - Superposição
A superposição quântica é um fenômeno da mecânica quântica em que cada partícula pode estar simultaneamente em estados alternativos (mutuamente exclusivos).
Por exemplo, um elétron pode girar simultaneamente para a direita e para a esquerda, um bit quântico ("qubit" é uma unidade de informação em um computador quântico) pode ter simultaneamente valores de 0 e 1.
Em 1991, o físico teórico britânico David Deutsch descobriu que, ao transferir o princípio quântico da superposição para o macrocosmo, é possível evitar os paradoxos da viagem no tempo.
Superposição no multiverso.
Primeiro, o cientista descobriu que quando um viajante retorna ao passado, ele na verdade não se move ao longo de sua própria linha do tempo, mas se move para uma linha do tempo alternativa ou, em outras palavras, para um universo paralelo.
Imagine, por exemplo, que você estava andando na rua e de repente percebeu seu ator favorito, parado pacificamente na beira da estrada. O inesperado do momento o tira do caminho e você congela como um ídolo.
Neste momento, um carro de uma marca de prestígio chega à beira da estrada e leva embora o ator que você adora em uma direção desconhecida. Querendo mudar essa situação, você recua no tempo por 20 minutos, e desta vez ainda ganha coragem e decide falar com a estrela.
Mas o ator se comporta de maneira bem diferente da maneira como, você se lembra, ele se comportava. Você não pode prever suas ações, a conversa segue por acaso, e ele pode não querer entrar no carro, mas decide apresentar esta noite para seu fã inveterado.
Ou seja, não será mais o passado que ficará impresso em sua memória - não é o seu passado. Seu passado permaneceu em seu universo doméstico (não poderia desaparecer em qualquer lugar, porque a lei da conservação de energia e informação opera no mundo).
Esta teoria é consistente com a interpretação de muitos mundos da mecânica quântica por Hugh Everett, que assume a existência de um multiverso com universos paralelos constantemente ramificados.
Em segundo lugar, de acordo com Deutsch, quando um viajante vai ao passado, ele está em um estado de superposição, pois ele simultaneamente se move em dois universos paralelos com estados alternativos: em um deles ele mata seu avô e, consequentemente, perde a oportunidade de nascer, e no segundo, ele permanece ileso.
Cronogramas alternativos.
A probabilidade de cada um desses eventos é. Nesse caso, o viajante permanecerá consciente apenas no universo onde não criou um paradoxo.
U - possibilidades estreitas
Possibilidades estreitas - de acordo com uma das teorias, são as únicas possibilidades que um viajante do passado poderá dispor.
Existe a teoria de que, ao viajar no passado, o viajante não terá plena vontade. À sua disposição, haverá apenas oportunidades, por exemplo, para determinar a colocação de partes de seu próprio corpo no espaço em um futuro próximo.
Assim, ele pode coçar o nariz, caminhar na rua ou acenar para um amigo. No entanto, ele não será capaz de aproveitar oportunidades mais amplas - por exemplo, vender um apartamento, cometer assassinato ou cancelar o casamento dos pais.
O que isso significa? Quando você acena com a mão para cumprimentar um amigo é uma manifestação de uma oportunidade estreita, mas se você acena com a mão em um leilão, colocando um lance em uma pintura de Van Gogh, então já haverá uma ampla capacidade.
Ao mesmo tempo, a divisão em oportunidades estreitas e amplas ocorre dependendo se sua implementação precisa do "apoio" de circunstâncias externas, ações de "resposta" do "mundo exterior".
Este é escrito, em particular, pelo professor de filosofia Kadri Vihwellin - um pesquisador no campo da ética, metafísica e livre arbítrio, bem como pelo físico teórico Bradford Skow - no contexto da resolução do paradoxo do avô assassinado.
X - festa do Hawking
Hawking's Party é um experimento do famoso físico e cosmologista Stephen Hawking para provar a possibilidade ou impossibilidade da viagem no tempo.
Em 2009, Stephen Hawking conduziu um experimento incrível. Ele organizou uma verdadeira festa para os viajantes do tempo! Tudo parecia tradicional: música, balões, petiscos. Exceto por um detalhe: ninguém além do próprio Hawking estava na festa.
E tudo porque o físico enviou o convite para participar dessa festa após a própria “festa”. De acordo com a lógica de Stephen, se a viagem no tempo é realmente possível, então algum dia alguém que chega do futuro encontrará este convite e voltará na hora da festa.
Convite para festa de Hawking.
No entanto, outros cientistas, como David Deutsch, concluem que isso nunca acontecerá. Porque ao viajar para outros tempos, o viajante viaja na verdade para outros universos, que estão conectados de uma forma especial.
Aqueles em que o viajante possui uma máquina do tempo estão interligados, enquanto aqueles em que ele ainda não a criou permanecem isolados.
O físico descreveu suas conclusões na obra fundamental "A Estrutura do Universo". Isso significa que, se Deutsch estiver certo, você e eu nunca teremos a sorte de ver turistas do futuro até que construamos nossa máquina do tempo.
C - Violação de censura de causalidade
A censura da violação da causalidade é o princípio da proibição da violação da causalidade nas viagens ao passado, assumido por várias teorias.
O autor de uma das teorias que “defende” o princípio da causalidade ao viajar ao passado é o mestre dos computadores quânticos, o físico americano Seth Lloyd.
De acordo com a teoria de Lloyd, quando um viajante viaja de volta no tempo, algumas ações planejadas por ele (como matar seu avô ou uma cópia de si mesmo) não serão concluídas por ele por motivos independentes de sua vontade.
Neste caso, o princípio da pós-seleção ou escolha subsequente, que opera na mecânica quântica, tornou-se o “princípio de funcionamento” da física.
Sua essência reside no fato de que, no mundo quântico, as partículas elementares são capazes de escolher instantaneamente a solução "correta" entre várias soluções possíveis (esse, aliás, é o "segredo do sucesso" dos computadores quânticos).
Aqui está um exemplo que Seth Lloyd e sua equipe exibiram experimentalmente. Os pesquisadores teletransportaram um fóton (no mundo quântico, o fenômeno do teletransporte é usado em pleno andamento).
Além disso, segundo o cientista, a rematerialização (aparecimento) do fóton ocorre em um momento anterior à sua desmaterialização (desaparecimento). Em outras palavras, a rematerialização ocorre no passado.
Assim, obtemos um intervalo de tempo em que ambas as cópias do fóton coexistem. Isso pode ser razoavelmente considerado uma simulação da viagem de um fóton no tempo.
Agora, provocamos um paradoxo - juntamos as duas cópias do fóton. O que vai acontecer? Absolutamente nada. Como Seth observou em uma entrevista ao The New Mexican, não importa quantas vezes você aproxime os fótons, no último momento um deles sempre perderá, mudará de curso devido a flutuações quânticas repentinas.
Isso ocorre porque uma colisão com sua cópia dará origem a um paradoxo e tal "decisão" será "errada" para um fóton.
Segundo o cientista, isso também pode acontecer com as ações de um viajante no passado: a cadeia de relações de causa e efeito certamente se romperá em algum lugar, e o plano insidioso de matar o avô não será concluído. Talvez as mesmas flutuações quânticas, por exemplo, façam com que a bala erre.
Os cientistas notaram há muito tempo que o universo funciona com base no princípio de um computador quântico e ele mesmo "calcula" seu estado no nível quântico. Talvez, de acordo com o mesmo princípio, ela consiga "interferir" nas ações do viajante no passado para evitar paradoxos.
O paradoxo da violação da causalidade foi resolvido de maneira semelhante pelo físico teórico russo Igor Novikov. Ele escolheu o paradoxo de Polchinsky como base - outra formulação do paradoxo do avô.
O paradoxo da violação das relações de causa e efeito no exemplo do paradoxo de Polchinsky.
Nesse paradoxo, a bola rola e atinge o portal da máquina do tempo, é transportada por alguns segundos ao passado e atinge sua cópia para que não caia mais na máquina do tempo.
De acordo com a decisão de Novikov, a bola sempre rolará para fora da máquina do tempo em um ângulo tal que, definitivamente, empurrará uma cópia de si mesma na direção do portal.
É assim que Novikov formulou seu princípio de autoconsistência, que diz: ao se mover para o passado, a probabilidade de uma ação que modifique um acontecimento já ocorrido ao viajante tende a zero.
No entanto, provavelmente não seremos capazes de falar com mais detalhes sobre a solução para a "proteção da cronologia" ao viajar para o passado até que tenhamos uma compreensão muito melhor da natureza da relação entre a gravidade e a mecânica quântica.
Daria Zaremba
