Физики построили, как они утверждают, математическую модель теоретической «машины времени» – ящик, который может двигаться вперед и назад во времени и пространстве.

Они говорят, что фокус заключается в использовании искривления пространства-времени во Вселенной, чтобы согнуть время в круг для гипотетических пассажиров, сидящих в коробке, и этот круг позволяет им прыгать в будущее и прошлое.

«Люди думают, что путешествия во времени какая-то фикция. И мы склонны думать, что это не представляется возможным, потому что мы, на самом деле, не сделали это», – говорит физик-теоретик и математик Бен Типпетт из Университета Британской Колумбии в Канаде.

«Но, математически, это возможно».

Вместе с Дэвидом Цангом, астрофизиком из Университета штата Мэриленд, Типпетт использовал общую теорию относительности Эйнштейна, чтобы построить математическую модель того, что они называют Traversable Acausal Retrograde Domain in Space-time (TARDIS).

Но прежде чем попасть в безумие легального путешествия во времени, давайте погрузимся в ближайшую перспективу – исследователи не утверждают, что есть готовый план для машины времени в стиле Доктора Кто, которая может быть построена уже завтра.

Они говорят, что материалы, из которых мы должны построить эту вещь настолько экзотичны, что мы даже не обнаружили их еще.

Во-первых, давайте поговорим о том, что на самом деле предлагают Типпетт и Цанг.

Модель основана на идее о том, что вместо того, чтобы смотреть на Вселенную из трех пространственных измерений с четвертым отдельным временным измерением, мы должны вообразить четыре измерения одновременно.

Это позволяет нам рассмотреть возможность существования пространственно-временного континуума, где различные направления в пространстве и времени все связаны в изогнутой ткани Вселенной.

Теория относительности Эйнштейна связывает гравитационные эффекты во Вселенной с искривлениями пространства-времени – явлением, которое как считали, стоит за эллиптическими орбитами планет и звезд.

Если пространство-время будет «плоским» или неискривленным, планеты будут двигаться по прямой линии. Но, согласно теории относительности, геометрия пространства-времени искривляется в непосредственной близости от больших масс объектов, что заставляет планеты сгибать их траектории и вращаться вокруг своей звезды.

Причем Типпетт и Цанг утверждают, что не только физическое пространство может быть изогнуто и скручено во Вселенной – само время также может быть изогнуто в непосредственной близости от объектов больших масс.

«Направление времени пространственно-временной поверхности также показывает кривизну. Существует доказательство того, что чем ближе к черной дыре, тем время движется медленнее», – утверждает Типпетт.

«Моя модель машины времени использует кривизну пространства-времени, чтобы согнуть время в круг для путешественников, а не по прямой линии. Этот круг возвращает нас во времени».

Для того, чтобы использовать эту теоретическую особенность, физики предлагают создать своего рода «пузырь» пространственно-временной геометрии, который пронесет то, что будет внутри него в пространстве и времени вдоль большой круговой траектории.

Если этот пузырь сможет развить скорость больше, чем скорость света, то это позволит ему двигаться назад во времени.

«Это ящик, который путешествует «вперед», а затем «назад» во времени по круговой траектории в пространстве-времени», – объясняют исследователи в своей статье.

«Путешественники во времени будут иметь возможность наблюдать из коробки за восхищенными внешними наблюдателями в режиме развивающегося обратно времени: как у внешних наблюдателей будет происходить отделение сливок от их кофе».

Основная идея изображена ниже. Пассажир внутри пузыря/машины времени (человек А) и внешний наблюдатель, стоящий рядом с ним (человек В).

Стрелка, указывающая направление движения времени, – в нормальных условиях (в нашей Вселенной, по крайней мере) всегда указывает вперед, направление, в котором прошлое становится настоящим – представлено жирными черными стрелками:

И человек А и человек Б испытают время существенно различными способами, объясняют исследователи:

«В пузыре, A будет видеть, что событие B периодически развивается, а затем обратное Вне пузыря, наблюдатель B будет видеть как две версии A появляются в том же месте: в одной стрелка часов будет вращаться по часовой стрелке, в другой – против часовой стрелки.»

Другими словами, внешний наблюдатель будет видеть две версии объектов внутри машины времени: одна версия эволюционирующая вперед во времени, а другая – в обратном направлении.

В то время как Типпетт и Цанги говорят, что с математикой все в порядке, проблема теперь на самом деле в том, что у нас нет необходимых материалов, чтобы построить то, что они предлагают.

« В то время как это математически возможно, практически пока не представляется возможным построить пространственно-временную машину, потому что нам необходимы материалы, которые мы называем экзотической материей, чтобы искривить пространство-время этими невозможными способами, и они до сих пор не обнаружены», – говорит Типпетт.

Их идея напоминает другую теоретическую машину времени – Пузырь Алькубьерре, который также будет использовать оболочку экзотического вещества для перевозки пассажиров во времени и пространстве (гипотетически).

В обеих идеях нельзя идти дальше, без какой-либо идеи о том, как на самом деле произвести эти материалы, но, как указывает Типпетт, мы никогда не будем останавливаться, задаваясь вопросом о возможности путешествия во времени.

«Изучение пространства-времени является одновременно и увлекательным и проблематичным», –  говорит он.

«Эксперты в моей области исследовали возможность создания математических машин времени с 1949 года, и мое исследование представляет собой новый способ как сделать это».

Исследование было опубликовано в научном издании Классическая и квантовая гравитация (Classical and Quantum Gravity).