0. Wstęp.
Wiem, że czekaliście. Prawdę mówiąc, ja też. Nie wiedziałem czy pisać, czy nie, na dwa lata więc wziąłem Was na przeczekanie i nie pisałem. To był wielki eksperyment, ja kontra Wy, wygraliście Wy, dlatego witam najserdeczniej na świecie w nowym odcinku @diesphys!
Nie było mnie, ponieważ taką miałem nową pracę, że nie udawało się pogodzić z pisaniem bloga.
Inna sprawa - pisałem drugą książkę, kontynuację 'Bezmiaru Wymiarów'. 'Bezmiar' niedługo będzie dostępny w formie papierowej, zaś powieść 'Na Przekór Czasowi' jest w ostatecznej fazie produkcji. Pisania, znaczy.
A tak naprawdę, byłem uprowadzony na plantację bawełny gdzieś w Ameryce Środkowej, ale udało mi się zbiec. To była ta praca. Sami widzicie, nie dało się pogodzić.
Dziś będzie o naukowym podejściu do podróży w czasie i paradoksu dziadka. Zapraszam!
1. Część właściwa, czyli co o podróżach w czasie mówią mózgowcy. Naukowcy. Naumiani.
Dla podróżników w czasie oczywistą wydaje się jedna zasada: nie zmieniaj przeszłości. Czyli, jeśli wylądujesz na polu golfowym, nie wolno ci się ruszyć ani na milimetr, żeby nie zaburzyć stanu czasoprzestrzeni trawnika. To żart. Żałosny - wiem, ale dawno nie trenowałem.
Czy chodzi o własne poczęcie, czy przekazywanie planów dotyczących zawładnięcia światem czy innego totolotka, wygenerowanie paradoksalnych sekwencji wydarzeń stoi w wielkiej sprzeczności z ideą podróży w czasie. Tak już jest, nie oglądaliście filmów?
Fizyk Lorenzo Gavassino z Uniwersytetu Vanderbilt opowiada inną wersję czasowego przemieszczania się, pozostawiając problemy paradoksów pesymistom. W ostatnich badaniach na temat entropii czasu i przestrzeni wykazał, że dziadków możemy mordować do woli. Ale tylko swoich, oczywiście.
Przyjemniaczek.
Paradoks dziadka to wewnętrznie sprzeczna koncepcja. Podróż w czasie wstecz i zabicie własnego, powtarzam, własnego, dziadka zapobiegłoby twoim urodzinom. Oznacza to także, że ty się nie urodziłeś, więc jak mogłeś się cofnąć i go zabić?
Fizyk twierdzi, że możliwe, że już go zabiłeś, i z wygodnictwa albo bardziej naukowych, związanych z entropią i termodynamiką kwantową przyczyn, zapomniałeś o tym.
2. Przecież zabicie dziadka to 100 punktów w filmie 'Wyścig Śmierci 2000'.
Ogólna teoria względności, w dużym uproszczeniu, podpowiada nam, że konstrukcja czasu może przypominać zestaw zabawkowych pociągów na podłodze. Gdzie skracanie i wydłużanie torów względem siebie to wynik obecności nieodległych mas i przyspieszeń obserwatorów. Tory skracają się i wydłużają (ulegają kontrakcji), bo obecne są obok sporych mas obiektów, albo obserwatorów poruszających się z przyspieszeniem. Obie te sytuacje determinują fakt, że czas i odległość są względne.
W ekstremalnych przypadkach, jak w obecności czarnych dziur, można powiedzieć, że tory te zapętlają się same w sobie, tworząc zamknięte krzywe czasowe. Poruszając się po tych krzywych, pociągi wracają po prostu do punktu wyjścia. Jako wynik poruszania się po czasowych rondach rodzi się zagadnienie, nad którym rozmyślą spece od fikcji, ale także zawodowcy w dziedzinie czasu - fizycy. Pytanie to dotyczy między innymi odszczepiania się linii czasowych, albo np. tego, że pewne wydarzenie powtarza się, raz za razem.
3. Termodynamika cofania się w czasie.
Musimy rozebrać cały system do podłoża termodynamicznego i zadać pytanie: co dzieje się w przypadkach pewnego uporządkowanego zbioru cząstek, kiedy cały system cofa się w czasie. Inaczej - co dzieje się z systemem uporządkowania - entropią - gdy układ przeskoczy do stanu początkowego, czyli takiego o mniejszej entropii.
- Panie profesorze, czym jest entropia?
- Czy chcecie mieć z tego kartkówkę następnym razem?
- Przepraszamy, panie profesorze, to znaczy Wujku Google.
Rozpoznajemy wczoraj i jutro, bazując na tym co pamiętamy i co przewidujemy. Fizycy nie mają takiego luksusu. Nasz Wszechświat jest czasowo symetryczny, to znaczy, że jego prawa mogą zostać owdrócone w czasie w celu poznania warunków początkowych.
Jeden z aspektów fizyki zdaje się iść w parze ze strzałką, czyli inaczej skierowaniem czasu w kierunku od przeszłości do przyszłości. To właśnie ta nieszczęsna entropia. Entropia to losowe mieszanie się stanów, które sprawia, że uporządkowanie układu zmienia sie w nieuporządkowane, z każdą mijającą sekundą, w przypadku brak ingerencji w układ, którego entropię badamy.
Statystyczne podstawy termodynamiki są znane od około dwustu lat. Należy zatem rozpatrzyć kwantową teorię termodynamiki. Ona znajduje się u podstaw całego zagadnienia.
Gavassino chciał poznać jakie są konsekwencje podróży do przeszłości układu o wysokiej entropii (takich np. jak statek kosmiczny), rozważając ów przypadek dla jego kwantowej reprezentacji.
Dobrze, że jest Włochem, gdyby był Polakiem, nasza reprezentacja na pewno by przegrała.
Taki statek kosmiczny byłby wysłany do przeszłości, czyli z powrotem w jego stan o niskiej entropii.
4. Gavassino, Gavassino. Co ja takiego zrobiłem, że tak mnie nie szanujesz? Nie zaprosiłeś mnie nawet na filiżankę kawy.
Gavassino odkrył, że entropia własna podróżnika w czasie nie może dalej rosnąć, kiedy przeniesie się do przeszłości. To kwantowe nieuporządkowanie, tzw. fuzziness, anuluje oczekiwany wzrost nieuporządkowania. Nie może zatem utworzyć się równoległa entropijna linia czasowa, która zaczyna się i kończy w tych samych punktach.
Jak owa sytuacja przekłada się na przypadek statku kosmicznego w zamkniętej pętli czasowej? Moglibyśmy spodziewać się, że procesy związane z entropią musiałyby koniecznie się zmienić, albo nawet odwrócić.
Wracając do dziadka (w wiadomym celu), który zaleca się do babci, pętla czasowa uczyniłaby jego śmierć odwracalną. To twoja pamięć o tym, że go zabiłeś/łaś mogłaby zostać... wymazana. Innymi słowy, konkludując - nie da się przewidzieć w zasadzie niczego w zapętlonej linii czasowej, jeśli rozważamy ów stan w kontekście teorii kwantów. Fizyka kwantowa wygładza wszelkie niezgodności wynikające z paradoksalnych stanów entropii.
Gavassino nie był pierwszym, który rozmyślał nad tym, jak cechy mechaniki kwantowej mogłyby zachowywać się, kiedy czas się odwraca. Odkrył on jednak, że falowa natura Wszechświata sprawia, że nasze zapatrywanie się na to, jak mogłaby wyglądać podróż w czasie, jest absurdalne.
5. Oferta, której nie możesz odrzucić - wnioski. Moje trochę też.
Czym są czas i przestrzeń u najbardziej fundamentalnych założeniach? Z czego są zbudowane na poziomie odległości Plancka? Jak mechanika kwantowa wpływa na ogólną teorię względności? Czy kiedykolwiek odkryjemy prawa, które rządzą naszą rzeczywistością u samych podstaw? Kiedy tego dokonamy, podróże w czasie mogą stać się użytecznym narzędziem do przewidywania i weryfikowania granice naszej wiedzy.
I to na tyle. Widzimy się niedługo, polecam cofanie się w czasie i czytanie innych, jakże fascynujących odcinków Fizyki dla Laika czyli... :)
