Kenapa Perjalanan Masa Mungkin Mungkin Lebih Daripada Anda Pikirkan, Menurut Fizik

Konsep perjalanan masa sentiasa menangkap imaginasi ahli fizik dan orang awam. Tetapi adakah ia benar-benar mungkin? Sudah tentu ia. Kami sedang melakukannya sekarang, bukan? Kita semua bepergian ke masa depan satu saat pada satu masa.

Tetapi itu bukan apa yang anda fikirkan. Bolehkah kita pergi jauh ke hadapan? Sudah tentu. Sekiranya kita boleh bergerak dekat dengan kelajuan cahaya, atau berdekatan dengan lubang hitam, masa akan melambatkan membolehkan kita bergerak sewenang-wenangnya ke masa depan. Persoalan yang sangat menarik adalah sama ada kita boleh melakukan perjalanan semula ke masa lalu.

Lihat juga: 'Manusia Masa Depan' Membuat 'Doktor Siapa Masa Pelancongan Masa Lemah AF

Saya seorang profesor fizik di University of Massachusetts, Dartmouth, dan pertama kali mendengar tentang tanggapan perjalanan masa ketika saya berusia 7 tahun, dari siri TV classic Carl Sagan pada tahun 1980, Cosmos. Saya memutuskan dengan tepat bahawa suatu hari nanti saya akan meneruskan kajian mendalam tentang teori yang mendasari idea kreatif dan luar biasa seperti: Relativiti Einstein. Dua puluh tahun kemudian, saya muncul dengan Ph.D. di lapangan dan telah menjadi penyelidik aktif dalam teori sejak itu.

Sekarang, salah seorang daripada pelajar doktor saya baru sahaja menerbitkan sebuah kertas dalam jurnal Graviti Klasik dan Kuantum yang menggambarkan bagaimana untuk membina mesin masa menggunakan pembinaan yang sangat mudah.

Lengkung Masa Seperti-Tertutup

Teori relativiti umum Einstein membolehkan kemungkinan meledingkan masa ke tahap yang tinggi sehingga ia benar-benar melipat ke atas dirinya sendiri, menghasilkan gelang masa. Bayangkan awak bepergian sepanjang gelung ini; ini bermakna bahawa pada satu ketika, anda akan berakhir pada masa lalu dan mula mengalami detik yang sama sejak, sekali lagi - agak seperti deja vu, kecuali anda tidak menyedari. Pembinaan seperti ini sering dirujuk sebagai "lengkung seperti masa tertutup" atau CTC dalam kesusasteraan penyelidikan, dan secara umum disebut sebagai "mesin masa." Mesin masa adalah hasil sampingan skim perjalanan yang berkesan, lebih cepat daripada cahaya, dan memahami mereka boleh meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana alam semesta berfungsi.

Sepanjang beberapa dekad yang lalu, pakar fizik terkenal seperti Kip Thorne dan Stephen Hawking menghasilkan karya seminal mengenai model yang berkaitan dengan mesin masa.

Kesimpulan umum yang telah muncul dari penyelidikan terdahulu, termasuk Thorne's dan Hawking, adalah sifat yang melarang gelung masa. Ini mungkin lebih baik dijelaskan dalam "Konvensyen Perlindungan Kronologi" Hawking, yang pada dasarnya mengatakan bahawa alam tidak membenarkan perubahan pada sejarah masa lalu, dengan itu membebaskan kita dari paradoks yang dapat muncul jika perjalanan waktu mungkin.

Mungkin yang paling terkenal di kalangan paradoks ini yang muncul kerana masa perjalanan ke masa lalu adalah apa yang dipanggil "paradoks datuk" di mana seorang pengembara kembali ke masa lalu dan membunuh datuknya sendiri. Ini mengubah perjalanan sejarah dengan cara percanggahan muncul: Pengembara tidak pernah dilahirkan dan oleh itu tidak dapat wujud. Terdapat banyak plot filem dan novel berdasarkan paradoks yang dihasilkan dari masa perjalanan - mungkin beberapa yang paling popular adalah Kembali ke masa depan filem dan filem Hari Groundhog.

Perkara Eksotik

Bergantung pada butir-butir, fenomena fizikal yang berbeza boleh campur tangan untuk mengelakkan lengkung seperti masa tertutup daripada membangunkan sistem fizikal. Yang paling biasa ialah keperluan untuk jenis tertentu "eksotik" perkara yang mesti hadir supaya gelung masa wujud. Perkataan yang berlebihan, perkara eksotik adalah perkara yang mempunyai massa negatif. Masalahnya ialah jisim negatif tidak diketahui wujud.

Caroline Mallary, seorang pelajar doktoral di University of Massachusetts Dartmouth telah menerbitkan satu model baru untuk mesin masa dalam jurnal Graviti Klasik dan Kuantum. Model baru ini tidak memerlukan bahan eksotik massal negatif dan menawarkan reka bentuk yang sangat mudah.

Lihat juga: Bagaimana 'Dimensi Kelima Masa Kedutan Dijelaskan Dengan Teori Superstring

Model Mallary terdiri daripada dua kereta panjang panjang - dibina bahan yang tidak eksotik, dan mempunyai massa positif - diletakkan selari. Satu kereta bergerak ke hadapan dengan cepat, meninggalkan yang lain diletakkan. Mallary dapat menunjukkan bahawa dalam persediaan sedemikian, gelang masa boleh didapati di ruang antara kereta.

Jadi bolehkah anda membina ini di belakang rumah anda?

Jika anda mengesyaki ada tangkapan, anda betul. Model Mallary mengharuskan pusat setiap kereta mempunyai ketumpatan tak terhingga. Ini bermakna mereka mengandungi objek - disebut singularities - dengan ketumpatan, suhu, dan tekanan tak terhingga. Selain itu, tidak seperti singulariti yang ada di bahagian dalam lubang hitam, yang menjadikannya tidak dapat diakses dari luar, singulariti dalam model Mallary sepenuhnya telanjang dan dapat dilihat dan oleh karenanya, mempunyai kesan fizikal yang benar.

Pakar fizikal tidak mengharapkan benda-benda aneh seperti itu wujud, sama ada. Jadi, malangnya, mesin masa tidak akan tersedia dalam masa terdekat. Walau bagaimanapun, kerja ini menunjukkan bahawa ahli fizik mungkin perlu memperbaiki idea mereka tentang mengapa lengkung seperti waktu yang ditutup dilarang.

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan oleh Guarav Khanna. Baca artikel asal di sini.