Путешествие во времени невозможно
Физик-эмигрант из России Игорь Смольянинов (Igor Smolyaninov) и инженер-электронщик Ю-Джу Хун (Yu-Ju Hung ) из Университета Мэриленда в США смогли воссоздать так называемый Большой взрыв (Big Bang) в лабораторных условиях. Также они смогли показать, что путешествия во времени в их модели невозможны.
Исследователи смоделировали Большой взрыв с помощью экзотических субстанций — метаматериалов, которые чередуют кусочки других различных материалов для того, чтобы нестандартно разбросать лучи света.
По сути они придумали способ изучать пространственно-временные процессы, происходившие во время Большого взрыва, с помощью «плаща-невидимки» из тех самых метаматериалов. Проходя внутри них свет будет огибать предметы, делая их невидимыми или выдавая один предмет за другой, сообщает technologyreview.com.
«Наш опыт - это элементарная экспериментальная геометрия, реконструкция модели того, как расширяется пространственное время», - пояснил Смольянинов, описавший свой новый эксперимент в издании Physical Review Letters.
Метаматериалы оказались способными имитировать астрономические события, которые невозможно воспроизвести каким-то другим способом. Исследовательский дуэт обратил внимание на то, что математика, описывающая движение квазичастиц (плазмонов) по кристаллической решетке метаматериала, сходна с математикой, которая описывает движение массивных частиц в плоской версии пространства немецкого математика Германа Минковского (1864-1909). В его версии временная координата ничем принципиально не отличается от пространственной, а значит при их участии можно моделировать самые различные процессы, в том числе и астрономические.
Создав «космос» в лаборатории, исследователи получили возможность проводить эксперименты над пространством и временем, сообщает physorg.com. При помощи изобретения Смольянинова-Хуна ученые отныне смогут изучить такую давно обсуждаемую проблему в физике, как термодинамическая «стрела времени», говорят эксперты.
Основная масса законов физики работает так же гладко, как время движется вперед. Однако это не касается Второго закона термодинамики, который постулирует, что хаос со временем должен нарастать, говорят ученые.
Ещё одним исключением из правила является эта самая «стрела времени», которая «отодвигает» теорию Большого взрыва, пишет popsci.com. Эта стрела, возможно, связана с термодинамической стрелой и указывает на то, что Вселенная в итоге может сгинуть от перегрева. Но эта теория не может себя оправдать при условии, если Вселенная погибнет после «Большого сжатия» - то есть обратного процесса Большого взрыва.
«Пока всевластно мнение о том, что космологическая и статистическая стрелы времени взаимосвязаны, мы не воссоздадим Большой взрыв и не сможем доказать это опытным путем. Зато пока метаматериальная модель Большого взрыва в силе это доказать», - отмечают ученые.
Для того чтобы разыграть лабораторный Большой взрыв, исследователи расположили стружки из акрила и золота так, что, когда на них попадал луч лазера, золото вызывало свободные электроны, называемые плазмонами. Математически их движения по метаматериальной плоскости объясняются тем, что массивные элементы так же двигаются по плоскости Минковского, в которой есть измерения времени-пространства.
Напомним, что в математике, плоскость Минковского - двумерное аффинное пространство снабжённое метрикой которая инвариантна относительно параллельных переносов. Названа в честь Минковского.
«Это реально интересная модель времени», - подчеркнул Смольянинов, чьи слова приводит wired.com.
Исследователи также рассматривали способность их прибора показать вероятность путешествия во времени. Поначалу Смольянинов считал, что это несложно: если сделать метаматериал, в котором движущийся по кругу свет был бы математически идентичен частицам, движущимся сквозь время, тогда плазмон, отправленный по цикличной орбите, должен был бы вернуться в ту же временную точку, откуда он и начинал свое движение.
Но оказалось, что лишь свет с определенными волновыми колебаниями и поляризацией может «работать» в пространственно-временной модели Смольянинова. Для света, который двигается как частица, которая движется сквозь время, цикличные орбиты невозможны.
«А значит и путешествия во времени в нашей модели, увы, невозможны», - резюмировал физик.
Физики не настаивают на том, что их эксперименты в точности воспроизводят ход мегаастрономических процессов, и признают ограниченность сходства их игрушечного Большого взрыва с реальным. Они просто полагают, что таким образом можно найти нечто, что позволит исследователю «поставить более сложный вопрос».
Источник: Наука KM.RU
Комментарии читателей Оставить комментарий