Можно ли построить машину времени?

Можно ли построить машину времени?

Повидаться с героями  далекого прошлого с помощью машины времени не удастся, показало моделирование  движения пространства и времени  после Большого взрыва, проведенное  американскими учеными. Вектор движения света через особый метаматериал подтвердил: время движется только в одном направлении.

Обсуждение возможности  путешествий во времени – не праздный научный вопрос. Центральное бюро по вопросам кино, радио и телевидения  Китая решило недавно законодательно запретить показ теле- и кинопродукции, посвященной путешествиям во времени. По статистике, телесериалы и фильмы о машинах времени достаточно популярны в Китае. Большинство из них посвящены путешествиям в прошлое и часто являются необъективными и неуважительными по отношению к историческим персонажам, считают власти Китая. «Путешествия во времени – очень популярная сегодня тема сериалов и кино, но содержание таких произведений, а также их подача, достаточно сомнительны. Большая их часть полностью выдумана и не соответствует историческим реалиям. Продюсеры и сценаристы очень фривольно относятся к серьезной истории и это не стоит поощрять», — считают чиновники в КНР.

Исследования Игоря Смольянинова и У Джу Хун из Университета Мэриленда (США) (статья доступна онлайн на сайте препринтов arXiv) дают в руки китайской администрации новые козыри для признания несостоятельности путешествий во времени.

Исследуя прохождение  света через особые структуры  – метаматериалы, исследователи воссоздали картину расширения пространства и времени после Большого взрыва.

Результаты их исследования объясняют почему, в отличие от движения в пространстве, движение во времени происходит только в одном  направлении.

Сделать такие далеко идущие выводы им позволило изучение специально сконструированного метаматериала – композиционного материала, свойства которого определяются не составом, а микроструктурой. Он представляет собой пластиковые полосы, нанесенные на золотую подложку. Ученые действовали на эту структуру лазером. Математический аппарат электромагнетизма, описывающий метаматериал, схож с математическим аппаратом общей теории относительности, которая описывает в общем виде пространство-время. По этой причине прохождение света через метаматериал можно считать моделью, симулятором движения пространства-времени после Большого взрыва.

В метаматериале происходит и Большой взрыв — это момент, когда распространение света начинается по оси z, моделирующей время.

Это событие моделирует начало космологического времени, которое  двигается в направлении расширения Вселенной с момента Большого взрыва. После этого события свет в модельном метаматериале распространяется по несовершенной траектории, рассеиваясь из-за случайных эффектов пластиковых лент, достигая, в конце концов, состояния максимальной энтропии. В изолированной системе энтропия увеличивается, то есть движение по этой оси возможно только в одном направлении.

Таким образом, это моделирование  еще раз подтверждает, что время  движется только вперед (как, собственно, и предполагалось).

До этого многие ученые теоретически показывали верность таких  моделей для симуляции движения времени, однако подобный эксперимент  – один из немногих шансов «повторного  воспроизведения» Большого взрыва и  эмпирического подтверждения единственности направления движения времени.

Метаматериалы использовали ранее для достижения обратной цели – доказательства цикличности времени. В качестве модели предлагалось замкнутое движение частиц, то есть траектория, по которой частица всякий раз возвращается в исходную точку. Эти траектории получили название замкнутых временных кривых. Ученые надеялись, что если им удастся создать метаматериал с такими свойствами, что свет в них будет ходить по кругу (а, как мы помним, математически его описание совпадает с описанием движения частицы в пространстве-времени), то это станет наблюдением замкнутых временных кривых.

Однако подробный анализ ситуации показал, что существуют объективные  ограничения того, как свет будет  двигаться в модели. Некоторые  лучи, действительно, могут возвращаться в исходные точки, но они не будут  удовлетворять условиям модели пространства-времени. Наоборот, «правильные» модельные лучи никогда не будут двигаться по кольцу. В результате исследователи  пришли к тому же результату: путешествия  во времени, по крайней мере, по такой  схеме, невозможны.

 Метаматериалы уже позволили воссоздать ряд «нереальных» вещей в эксперименте на Земле. В частности, с их помощью создан микроплащ-невидимка, позволяющий «спрятаться» от глаза, видящего в ИК-диапазоне. Кроме того, метаматериалы могут обладать «нереальным» отрицательным показателем преломления. С помощью таких сред можно получать изображения сверхвысокого разрешения.

Автор: София Нескучная