นักฟิสิกส์ได้ค้นพบสิ่งที่พวกเขาอ้างว่าเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎี"ไทม์แมชชีน"- กล่องที่สามารถเคลื่อนที่ย้อนกลับและไปข้างหน้าผ่านกาลเวลาและอวกาศ
เคล็ดลับที่พวกเขากล่าวว่าคือการใช้ความโค้งของกาลอวกาศในจักรวาลเพื่อดัดเวลาให้เป็นวงกลมสำหรับผู้โดยสารสมมุติที่นั่งอยู่ในกล่อง และวงกลมนั้นทำให้พวกเขาสามารถข้ามไปสู่อนาคตและอดีตได้
"ผู้คนคิดว่าการเดินทางข้ามเวลาเป็นเพียงนิยาย และเรามักจะคิดว่ามันเป็นไปไม่ได้เพราะเราไม่ได้ทำมันจริงๆ"เบ็น ทิปเพตต์ นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและนักคณิตศาสตร์กล่าวจากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียในประเทศแคนาดา
"แต่ในทางคณิตศาสตร์ มันเป็นไปได้"
ทิปเพตต์ร่วมกับ David Tsang นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์ใช้ทฤษฎีของไอน์สไตน์เกี่ยวกับเพื่อสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของสิ่งที่พวกเขาเรียกว่าโดเมนถอยหลังเข้าคลองที่ข้ามผ่านได้ในอวกาศ-เวลา (ใช่แล้ว ตัวย่อนั้นแท้จริงแล้วควานหา-
แต่ก่อนที่เราจะเข้าสู่ความบ้าคลั่งของการเดินทางข้ามเวลาที่ถูกกฎหมาย เรามาทำความเข้าใจเรื่องนี้กันก่อนดีกว่า นักวิจัยไม่ได้อ้างว่ามีพิมพ์เขียวสำหรับหมอฮู- ไทม์แมชชีนสไตล์ที่สามารถสร้างได้ในวันพรุ่งนี้
พวกเขาบอกว่าวัสดุที่เราต้องใช้ในการสร้างสิ่งนี้นั้นแปลกใหม่มาก เรายังไม่ได้ค้นพบมันเลยด้วยซ้ำ… แต่เราจะไปถึงจุดนั้นในอีกสักครู่
ก่อนอื่น เรามาพูดถึงสิ่งที่ Tippett และ Tsang กำลังเสนอกันจริงๆ
แบบจำลองนี้มีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่ว่าแทนที่จะมองจักรวาลเข้าไปสามมิติเชิงพื้นที่เมื่อมิติที่สี่ (เวลา) ถูกแยกออกจากกัน เราควรจินตนาการถึงมิติทั้งสี่นั้นพร้อมกัน
นั่นช่วยให้เราพิจารณาความเป็นไปได้ของความต่อเนื่องของกาล-อวกาศ โดยที่ทิศทางในอวกาศและเวลาที่แตกต่างกันล้วนเชื่อมโยงกันภายในโครงสร้างโค้งของจักรวาล
ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์เชื่อมโยงผลของแรงโน้มถ่วงในจักรวาลเข้ากับความโค้งของกาล-อวกาศ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่คิดว่าอยู่เบื้องหลังวงโคจรรูปไข่ของดาวเคราะห์และดวงดาว
หากกาล-อวกาศ 'แบน' หรือไม่โค้ง ดาวเคราะห์ก็จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง แต่ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพ เรขาคณิตของอวกาศ-เวลาจะโค้งงอในบริเวณใกล้กับวัตถุมวลสูง ซึ่งทำให้ดาวเคราะห์โค้งงอเส้นทางของมันและหมุนรอบดาวฤกษ์ของมันแทน
สิ่งที่ Tippett และ Tsang แย้งก็คือ ไม่ใช่แค่พื้นที่ทางกายภาพเท่านั้นที่สามารถโค้งงอและบิดเบี้ยวในจักรวาลได้ แต่เวลาเองก็สามารถโค้งงอในบริเวณใกล้เคียงกับวัตถุมวลสูงได้เช่นกัน
“ทิศทางเวลาของพื้นผิวกาล-เวลาแสดงให้เห็นความโค้งด้วย มีหลักฐานแสดงว่ายิ่งเข้าใกล้ a มากขึ้นเราเข้าใจแล้ว เวลาเดินช้าลง"ทิปเพตต์กล่าว
"แบบจำลองไทม์แมชชีนของฉันใช้กาล-อวกาศโค้งเพื่อโค้งเวลาให้เป็นวงกลมสำหรับผู้โดยสาร ไม่ใช่เป็นเส้นตรง วงกลมนั้นจะพาเราย้อนเวลากลับไป"
เพื่อควบคุมคุณสมบัติทางทฤษฎีนี้ นักฟิสิกส์เสนอให้สร้าง 'ฟองสบู่' ของเรขาคณิตอวกาศ-เวลา ซึ่งนำทุกสิ่งที่อยู่ภายในผ่านอวกาศและเวลาไปตามเส้นทางวงกลมขนาดใหญ่
หากฟองสบู่นี้สามารถชนด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วแสง ซึ่งเป็นสิ่งที่ทั้งคู่บอกว่าเป็นไปได้ทางคณิตศาสตร์ ก็จะทำให้ฟองสบู่สามารถย้อนเวลากลับไปได้
“มันคือกล่องที่เดินทาง 'ไปข้างหน้า' แล้ว 'ถอยหลัง' ตามเวลาตามเส้นทางวงกลมผ่านกาลอวกาศ”นักวิจัยได้อธิบายไว้ในรายงานปี 2560
"ผู้สังเกตการณ์ภายนอกที่น่ายินดีจะสามารถเฝ้าดูเวลาที่นักเดินทางในกล่องนั้นพัฒนาไปข้างหลัง: ไข่ที่ไม่แตกและการแยกครีมออกจากพวกเขา-
คุณสามารถดูแนวคิดพื้นฐานได้ในภาพด้านล่าง โดยมีผู้โดยสารอยู่ในฟองสบู่/ไทม์แมชชีน (นาย A) และผู้สังเกตการณ์ภายนอกยืนอยู่ข้างๆ (นาย B)
ที่ลูกศรแห่งเวลา- ซึ่งภายใต้สถานการณ์ปกติ (ในจักรวาลของเราอย่างน้อยที่สุด) ชี้ไปข้างหน้าเสมอ ทำให้อดีตกลายเป็นปัจจุบัน - มีลูกศรสีดำแทน:
บีเค ทิปเพตต์ และ. อัล
ทั้งบุคคล A และบุคคล B จะได้สัมผัสกับเวลาในรูปแบบที่แตกต่างกันอย่างมากนักวิจัยอธิบายว่า:
"ภายในฟองสบู่ A จะเห็นเหตุการณ์ของ B พัฒนาเป็นระยะๆ แล้วย้อนกลับ ด้านนอกฟอง ผู้สังเกตการณ์ B จะเห็น A สองแบบโผล่ออกมาจากตำแหน่งเดียวกัน คือ เข็มนาฬิกาของคนหนึ่งจะหมุนตามเข็มนาฬิกา และอีกเข็มหนึ่งจะหมุนทวนเข็มนาฬิกา"
กล่าวอีกนัยหนึ่ง ผู้สังเกตการณ์ภายนอกจะเห็นวัตถุสองเวอร์ชันภายในไทม์แมชชีน เวอร์ชันหนึ่งวิวัฒนาการไปข้างหน้าตามเวลา และอีกเวอร์ชันถอยหลัง
แม้ว่า Tippett และ Tsang จะบอกว่าคณิตศาสตร์นั้นดี แต่ปัญหาก็คือเราไม่มีวัสดุที่เหมาะสมในการสร้างสิ่งที่พวกเขาเสนอ
"แม้ว่าในทางคณิตศาสตร์จะเป็นไปได้ แต่ก็ยังเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างเครื่องอวกาศ-เวลาเพราะเราต้องการวัสดุซึ่งเราเรียกว่าสสารแปลกใหม่ เพื่อดัดโค้งอวกาศ-เวลาด้วยวิธีที่เป็นไปไม่ได้เหล่านี้ แต่ยังไม่มีใครค้นพบพวกมัน"ทิปเพตต์กล่าว
ความคิดของพวกเขาทำให้นึกถึงไทม์แมชชีนทางทฤษฎีอีกเครื่องหนึ่งนั่นคือขับรถอัลคูบิแยร์ซึ่งจะใช้เปลือกของวัตถุแปลกใหม่เพื่อขนส่งผู้โดยสารผ่านกาลเวลาและอวกาศ (ตามสมมุติฐาน)
แนวคิดทั้งสองไม่สามารถไปไกลได้มากนักหากไม่มีความคิดว่าจะผลิตวัสดุที่บิดงออวกาศ-เวลาได้อย่างไร แต่ดังที่ทิปเพตต์ชี้ให้เห็น เราจะไม่มีวันหยุดสงสัยเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการเดินทางข้ามเวลา และนี่เป็นเพียงแนวคิดเดียว มีทิศทางมากขึ้นที่เราสามารถนำฟิสิกส์ที่บิดเบือนความคิดนี้ไปได้
"การศึกษากาล-อวกาศมีทั้งความน่าสนใจและเป็นปัญหา"เขากล่าว-
"ผู้เชี่ยวชาญในสาขาของฉันได้สำรวจความเป็นไปได้ของไทม์แมชชีนทางคณิตศาสตร์มาตั้งแต่ปี 1949 และงานวิจัยของฉันนำเสนอวิธีการใหม่ในการทำสิ่งนี้"
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในแรงโน้มถ่วงแบบคลาสสิกและควอนตัม
บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกในเดือนเมษายน 2017
