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TIME MACHINE OU
MÉCANISME DE MOUVEMENT DANS L'ESPACE ET TEMPS
Le roman de HG Wells 'The Time Machine ", devient aussi clair maintenant, à introduire dans la conscience de beaucoup de gens, l'idée de la réalité du projet pour créer un dispositif qui peut déplacer les gens dans le passé et dans l'avenir. Et bien que Wells écrit à propos de la visite de l'avenir, à savoir le passé a attiré l'attention des chercheurs et la science - fiction. Grand - mère paradoxe est hanté par celui qui est déterminé à être la cohérence de l'entité. Si on visite le passé pour tuer sa grand - mère jusqu'à ce qu'elle avait des enfants, comme celui - ci , je ne l' ai pas seulement de faire un tel voyage, mais aussi en général pour être? Est - ce que cela signifie que nous changeons le passé, le retour à l' heure actuelle, nous allons nous trouver dans un monde complètement nouveau! Très clairement écrit sur des problèmes similaires dans le roman de Azimov "The End of Eternity". La science jusqu'en 1949 appartenait au problème de la création d' une machine de temps plus calme, parce que personne ne sait comment il fonctionne, et donc n'a pas été l' objet de discussions.
En 1949, grâce aux mathématiques mécanisme Kurt Gödel a été ouverte sur la base de laquelle le travail de la machine de temps.
Quel est le mécanisme? Le fait que le matériau particulaire est décrit dans la théorie de la relativité trajectoire, appelée ligne mondiale. La ligne du monde se compose d'événements. Event - ce qui est le point, le point dans l'espace-temps du monde. L'espace-temps comme beaucoup d'autre chose, la variété de tous les événements de l'univers. dernier cône et le cône du futur: cône de lumière, constitué de deux moitiés fixées dans chaque point de l'espace-temps du monde. La ligne du monde d'une particule doit toujours être dans le cône de lumière (voir. Figure 1) . Dans chaque ligne du monde tourne son temps, allez vos propres heures. La pente et l'angle des cônes d'ouverture définissent la courbure d'espace-temps, qui, dans la physique classique de Newton correspondent aux champs gravitationnels des corps.
Fig.1 
Fig.2
Il se trouve que les champs gravitationnels peuvent, dans certains cas, empêcher la boucle dite temporelle, ou, comme on les appelait, lignes douces du monde de type temps fermé. Pour comprendre comment ils se présentent, il est nécessaire de tracer un cercle, qui se trouve toujours à l' intérieur des cônes de lumière convenablement inclinées (Fig. 2) . Ceci est une machine à la fois. Time Machine est un produit naturel, naturel, si nous trouvons quelque part dans le champ gravitationnel, générant la pente souhaitée des cônes, à savoir, courbure désirée de l'espace-temps. L'homme n'a pas encore dû faire face à de tels champs dans leur pratique. Mais cela ne signifie pas qu'ils n'existent pas. Godel ouverture réside précisément dans le fait qu'il a proposé un modèle de l'univers, où il y a place pour une machine de temps, et ce modèle a émergé des équations d'Einstein.
Le principe d'une machine de temps, Gödel a découvert que en conflit avec le principe classique de la causalité, affirmant que la cause doit toujours précéder l'heure de l'enquête. Il a fait beaucoup de célèbres, en commençant par Einstein [E, c.313-314], apparaissant à déposer au sein de la théorie de la relativité générale modèle espace-temps avec le naturel, qui est «innée» apparaissant par lui-même, une machine de temps. Einstein, bien que très apprécié le travail de Gödel, dans la dernière phrase du modèle proposé a estimé qu ' «il serait intéressant de savoir si ces décisions ne doivent pas être exclus de l'examen sur la base de considérations physiques." Pour la plupart des physiciens ces considérations physiques sont devenues simplement le principe de causalité.
Philosophe GJ Whitrow [Wee, S. 62-63] se traduit par un argument très fort de Gödel contre les possibilités de voyage dans leur propre passé. Si ce voyage a eu lieu, soit nous avons fait dans vos actions passées, qui auraient dû être rappelés pour les propriétés de mémoire à l'avance, à savoir, jusqu'à ce que la transition du passé, et, par conséquent, notre liberté d'action dans le passé sévèrement limité, ou nous oublions fermement sur ses visites à son passé. Les deux sont perçus comme absurde. Mais en dépit de ce que Gödel a estimé que le principal obstacle à voyager dans le temps est pas logique et des difficultés pratiques se dressent sur la voie de la mise en œuvre de ces projets. Dans le monde d'Godel pour cela, il est nécessaire qu'une machine de temps a atteint égal à c / vitesses V2, où c - la vitesse de la lumière. En outre, le calcul d'alimentation en carburant conduit au fait que son poids est comparable à la masse de la terre [P].
En 1968, Académicien Aleksandrov a proposé d'évaluer les conditions physiques dans lesquelles le travail sera une machine de temps Gödel dans l'espace-temps avec la topologie euclidienne. Dans les documents [Gu, GD, Gud] La formule suivante a été obtenue. Le temps mesuré pendant quelques heures et a passé sur le voyage dans le passé,
où r - la densité de la matière environnante de la machine de temps, Del - dont l'amplitude dépend du potentiel du champ gravitationnel environnant le temps de la machine, - zone euclidienne de la région dans laquelle le temps machine disponible, v - vitesse moyenne de la machine du temps dans l'espace. Proper voyageur du temps dans le passé afin en raison du rapport de tau temps
Par conséquent, le temps nécessaire pour une bonne "retourner dans le passé" peut être arbitrairement petit, mais la vitesse de l'objet, et a couru vers le passé devrait être proche de la vitesse de la lumière.
Supposons que le rapport de la longueur temporelle de la boucle spatiale l correspondant à une machine de temps, et "Square" s fait "proevklidovo"
Ensuite, (1) implique que r = 10 ^ {- 31} g / cm ^ 3 dans le cas où \ tau = 1 an, nous avons l = [distance du Soleil au centre galactique] = 8000 parsecs; si l = 1000 km, le tau = 10 ^ {Juin - 23} secondes! Esli prendre tau = 1 an et l = 1000 km, alors r = 6x10 ^ {28} g / cm ^ 3 !! Si nous abandonnons la condition (2), lorsque tau = 1 an, l = 1000 km et r = 10 ^ {- 31} g / cm ^ 3, on obtient s = 10 ^ 9 3.14 {-1} l ^ 2. Autrement dit, l'écart par rapport à la géométrie euclidienne dans l'espace où la mise en œuvre des boucles temporaires, énorme. Cela signifie que la machine de temps se trouve dans le champ des champs de gravitation gigantesques, détruisant le corps humain.
Ainsi, la machine du temps naturel nécessite soit son accélération à la vitesse proche de la lumière, ou il commence à travailler dans les zones où il n'y a pas de corps humain survivant. Comme vous pouvez le voir, Gödel avait raison sur les difficultés pratiques rencontrées dans la mise en œuvre d'un projet de machine de temps.
Time Machine Kip Thorne
En 1988, les physiciens ne sont plus «peur» des difficultés pratiques. Sera Tapez Thorn [T1, T2, T3, T4], ils ont été divisés en deux catégories: les difficultés, qu'il ne faut pas dire, et les difficultés qui doivent être oubliées.
Les premières ont été affectés au problème des changements de topologie, à savoir "Form" de l'espace physique. Je reconnais qu'il est possible de faire en quelque sorte, ou plutôt, on a supposé que l'espace en quelque sorte de poignée collée en trois dimensions, et ont formé un trou de ver trois dimensions. L'espace a été doublement connecté, "perforé", tout en restant connecté "morceau" (Figure 3) . Comme on le voit dans [GT], elle nécessite une grande concentration d'énergie dans un faible volume, comparable à la densité d'énergie dans son noyau. Et il a dit Thorn alors que nous sommes confrontés à «exotique» question jusque-là inconnu pour nous [T4]. Mais cela est la difficulté, ce qui est pas la peine de parler.
Ce qui est une autre difficulté, qui, comme mentionné ci-dessus, il est nécessaire d'oublier? Nous parlons de la nécessité d'exécuter la machine à temps pour disperser une extrémité B du vortex à la vitesse proche de la lumière, de freiner à nouveau accélérer dans la direction opposée, à nouveau de ralentir, de se plonger dans le trou, sautez sur l'autre côté A et, enfin, dès domchalis possibles dans l'espace pour B. Il est le résultat final, selon de nombreux physiciens [T2, T3, récemment, FN, SAI], l'apparition d'une boucle temporaire. Cependant, au lieu d'engager l'extrémité B pour passer à la vitesse proche de la lumière, qui, comme nous le rappelons, pour Gödel était l'une des principales difficultés pratiques, il est possible en conformité avec le principe d'équivalence pour le mettre dans un champ gravitationnel. L'effet de ralentir la progression de leurs propres heures comme il doit être en conformité avec la théorie de la relativité, sera le même (ce qui est l'essence même du principe d'équivalence). Mais en fait, nous sommes la deuxième catégorie de difficulté à réduire la difficulté de la première catégorie.
La figure 3. L'espace avec les taupes en 3 dimensions enfouissent
Sur quel est le temps mécanisme de travail de la machine Thorne? Deux hypothèses. La première est reliée à une petite (interne), négligeable dans le calcul, la longueur du vortex, à savoir la proximité et la poignée en trois dimensions se termine A et B avant et après le mouvement B. La seconde extrémité - que la géométrie interne du vortex pendant le temps de démarrage de la machine reste inchangé. Veillez donc, situé à l'extrémité de A, quand on le voit à travers à la fin du trou de ver B. rester en synchronisation avec l'horloge va, situé et le déplacement (ou d'obtenir dans un champ gravitationnel, si l'on applique le principe d'équivalence) Dans ce cas, vol à la fin de B, plongée sous-marine dans le trou de ver, en passant par en termes de A et B sur l'approche pour obtenir l'espace boucle de temps externe, à savoir, machine de temps exécuterait son travail. La lenteur de l'horloge à la fin de B est l'avis du [T3] la plus petite extrémité de l'âge B.
La figure 4. Time Machine Thorn
En passant de B à A par une courte taupe nous traitons avec des horloges fonctionnant de manière synchrone, puis aller à la fin A ont presque les mêmes heures de timbre, et à la fin B, beaucoup plus tôt que rencontre après la fin A, de montrer l'horloge tout le temps restant à la fin de A, alors qu'il y avait tous décrit les étapes seulement (Figure 4) .
Le mécanisme de travail de la machine de temps proposée soulève un certain nombre d'objections, remet en question la mise en œuvre de ce projet Thorn.
Tout d'abord, il est difficile d'accepter le fait que ralentir et décalages donc en retard dans la course de l'extrémité mobile de l'horloge de B peut être corrélée avec une marque au début de la fin des temps, le temps A. Cette horloge ne peut pas être synchronisé avec la marque antérieure de l'extrémité de l'A-temps à travers un trou de ver, depuis la fin de A et B sont conformes aux principes d'équivalence dans diverses conditions physiques. Fin de A est dans son propre champ gravitationnel, qui peut être ignoré dans les calculs, ainsi que son propre champ gravitationnel, mais la fin B. Fin B est toujours dans un champ gravitationnel d'un fictif (ou est dans le cadre accéléré de référence), qui détermine le retard de l'horloge Fin externe B . Ceci est le bon temps de la fin B. déplacer Son confondu avec interne wormhole de temps [Cohn, Kon1].
De ce qui précède, il est clair que l'objection est de ne pas l'utilisation de wormholes 3 dimensions comme une machine de temps, et que la fin d'un trou de mouvement mécanique simple essayant d'obtenir l'apparence d'une boucle temporaire. Loops - une propriété de courbe l'espace-temps. Vous pouvez modifier la topologie pour obtenir wormhole. Mais cela signifie aussi une modification correspondante de la pente des cônes de lumière. Le cône de lumière doit être incliné de telle sorte que est allé dans le trou que vous pouvez aller à l'autre bout du passé, à savoir, à la sortie du trou. Cette activité visait à modifier l'écoulement du temps du boom dans l'univers. On voit clairement qu'un trou dans le temps doit circuler dans le sens opposé peut le voir sur la figure 4. La flèche du temps dans le trou (flèche en pointillés) est dirigée vers le bas, tandis que l'écoulement du temps dans l'univers, - vers le haut. Une fois, le sens d'écoulement dans la région où doit être exécuté par une machine de temps peut être rompu (et devrait, encore une fois, une boucle temporaire), mais il vient à la naissance d'une taupinière, et certainement pas au détriment des traitements cinématographiques des taupes finis creusent.
Il est évident qu'il existe des solutions des équations d'Einstein avec topologie complexe (dans ce cas, les taupes en 3 dimensions enfouissent - [SAI, SA]), et on pense qu'il est possible de construire un tel espace-temps, faire un trou de ver "sidebar", mais peut faire un changement réel dans le sens de la flèche du temps, et nous espérons que ce sera en mesure de sauter à travers un trou de ver dans le passé? Soit notre espace-temps disposé à l'origine pour que nous sur la Terre, cependant, est pas respecté, ou ces modèles est pratiquement pas réalisable! Et cette difficulté pratique est fondamentalement différente que celles mentionnées plus haut. Ceci est un problème changeant la flèche du temps.
Je pense que cela est une des interdictions de la nature [GTM].
Time Machine comme un trou de ver 4 dimensions
Imaginez que, de l'espace en trois dimensions dans lequel nous vivons, est un morceau qui contient quelque chose. Puis il se dissout, disparaît sous nos yeux, parce que la lumière ne sera plus nous atteindre de lui. Après avoir fusionné à nouveau avec l'espace se matérialise, il n'y aura rien.
morceau de l' espace de séparation - est la formation d'un trou de ver à quatre dimensions "dans l' espace-temps, plutôt que trois dimensions, comme mentionné dans le paragraphe 2.
Dans la Fig. 5 montre un vol dans leur propre passé à travers le trou de ver 4 dimensions.
Il y a deux questions auxquelles il faut répondre:
1) Est-il possible d'arracher un morceau de l'espace?
2) Si cela est possible, comment peut-il alors «coller» au bon endroit dans le passé de telle sorte que la boucle ═obrazovalas de temps? Après morceau de l'espace de ═otorvavshiysya dans le temps il vit, se déplaçant dans le sens des flèches ou écoulement du temps spécifié dans notre univers à l'origine, depuis sa création? Nous avons déjà exprimé des doutes quant à la capacité humaine à changer la direction de la flèche du temps.
Néanmoins, les deux questions peuvent être résolues de manière positive.
La figure 5. La machine du temps sous la forme de vortex 4 dimensions
L'espace, qui est une surface tridimensionnelle dans l'espace-temps, se caractérise par la courbure. Même deux. L'un d'eux - l'intérieur est déterminé sans le "vue de côté" de la quatrième dimension. Cette courbure scalaire R (x), où x - un point dans l'espace-temps. Autre - courbure extrinsèque K (x), - la courbure de l'espace à quatre dimensions dans l'espace-temps. Séparation de la boule D de l'espace est due à une forte variation de la courbure moyenne R dans D. L'état de discontinuité a la forme
où delta (R) - la courbure de saut, s - aire de section transversale à deux dimensions typiques de D. On suppose que la courbure K extrinsèque ne change pas.
L'espace au fil du temps peut changer sa géométrie, par exemple, de se développer, et, par conséquent, modifier sa courbure. Du point de vue de la théorie de la relativité générale, la géométrie de l'espace est déterminée par la distribution de la matière. La relation entre la courbure de l'espace et de la distribution de la matière est décrit par les équations d'Einstein. Parmi ceux-ci, en particulier, que
où G - la constante gravitationnelle, c - vitesse de la lumière, epsilon (x) - la densité d'énergie de la matière distribuée dans l'espace.
Ensuite, (3), (4), on obtient la séparation de la balle de l'espace condition D
Par conséquent, la forte augmentation du delta (epsilon) la valeur de la densité d'énergie dans la balle D, et est la cause de sa séparation de l'espace [G94].
L'équation (5) nous permet de calculer les paramètres d'énergie, ce qui devrait avoir le système de propulsion d'une machine de temps.
Si la balle se détache, ayant un volume de 1 km ^ 3, l'unité de puissance est capable de créer une densité d'énergie de 10 ^ {33} ergs / cm ^ 3. Il est très, très bien! Par exemple, une bombe de fusion se caractérise par une densité d'énergie beaucoup plus faible - 10 ^ {22} ergs / cm ^ 3. Il est à espérer que tout futur nous serons en mesure de créer une telle concentration du pouvoir, ou sera en mesure d'affiner cette évaluation, réduisant, par exemple, en prenant en compte la courbure externe de l'espace K (x).
Et la nécessité de détruire le sens de la flèche du temps? Sur cette difficulté se voit dans le fait qu'il est nécessaire d'utiliser la théorie espace-temps à 5 dimensions, parce que dans un tel cas peut répondre à la question suivante: est-il possible de laisser sur un trou de ver 4 dimensions dans la 5ème dimension la flèche naturelle du temps défini par la généralisation 5 cônes de lumière dimensions simplement "bosse" dans le passé? Can. A cet effet, l'espace-temps à 4 dimensions doit être minimisée sous la forme d'un ressort dans un espace-temps à 5 dimensions, enroulement sans cesse sur lui-même [GS, GJ, G14, GIV]. Une telle 4 dimensions mathématiciens espace-temps appellent une couche de ressort (voir. Figure 6) .
La figure 6. Le ressort espace-temps roulé dans un espace à 5 dimensions - temps
En d'autres termes, dans l'espace-temps à 4 dimensions du printemps, il y a des événements qui appartiennent à «vrai» arbitrairement proche en termes de l'espace 5 dimensions, à partir de laquelle le monde 5 dimensions des événements se trouvent arbitrairement loin dans le futur (ou du passé). Mouvement le long de la cinquième coordonnées dans la direction donnée par un vecteur gamma ^ A conduit à une "ponction" infinie points d'espace-temps 4 dimensions physiques dans le futur ou le passé. Le passé est proche, il ne faut pas chercher longtemps dans les entrailles du monde 5 dimensions. Метрическая степень близости Прошлого характеризуется вектором gamma^A и связана она со скалярным и электромагнитным полями, как это вытекает из 5-мерной теории электрогравитации [GIV].
Интересно, что существует естественное препятствование проникновению в "ближайшее" Прошлое, поскольку 5-мерные световые конусы не могут быстро наклоняться.
Les calculs montrent [GS, GIV], que le temps de la machine en cours d'exécution, il est nécessaire de donner une charge électrique. Dans la théorie 5 dimensions, il est tout à fait possible que, dans ce cas, une machine de temps, un corps d'épreuve chargée se déplaçait sur ce qu'on appelle géodésique. Ensuite, l'équation 5 dimensions géodésiques (temporaire) définissent les lois de la machine de temps Voyage dans l'espace-temps à 5 dimensions. Dans le même temps, la masse initiale de la machine m la charge e d'origine ne peut pas être arbitraire: elle doit satisfaire à la condition e / 2m \ sqrt {G}> 1. Cette restriction, par exemple, ne satisfait pas à l'électron.
Comme tous bien formé. Mais pour faire en sorte que ce projet pourrait être mis en œuvre besoin de tordre l'espace-temps à 4 dimensions au printemps. Dans le cas contraire par exemple? Il y a une théorie mathématique intéressante du monde feuilletages 5 dimensions, dans lequel le monde des cinq dimensions se compose d'un nombre infini de couches, dont l'un est notre quatre dimensions d'espace-temps physique, et il est tout à fait possible le resserrement artificiel d'une couche au printemps. Par conséquent, les expériences purement physiques menées sur des projets spécifiques peuvent avoir un impact sur l'emplacement de l'espace-temps à 4 dimensions comme une couche dans le collecteur 5 dimensions ambiante, le faisant sans cesse enroulé sur lui-même, formant un ressort [G96].
Mais pourquoi cette couche boucle est notre espace-temps, parmi beaucoup d'autres choses étant égales par ailleurs? Pour répondre à cette question, je pense, exige des considérations plus philosophiques que physique. Après tout, comme il est nécessaire d'expliquer pourquoi de décrire l'espace-temps d'une seule couche, et le modèle multi-dimensionnelle à la nécessité de fournir un continuum de couches "extra".
Encore une fois la difficulté. Gödel était mille fois raison quand il a dit à propos des difficultés dans la mise en œuvre de Voyage dans le passé. Time Machine est pas seulement un rêve. Il est un chemin sans fin du temps de la connaissance. Nous ne sommes qu'au début.
Source: Alexander K.Guts "Time machine" .1997 . P.61-69
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Date de publication 25.01.2004gg
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