นักฟิสิกส์อ้างว่าได้แก้ไข 'ความขัดแย้งของปู่' ที่น่าอับอาย ทำให้การเดินทางข้ามเวลา (ตามทฤษฎี) เป็นไปได้

การเดินทางข้ามเวลาถูกมองว่าเป็นไปไม่ได้มานานแล้ว เนื่องจากส่วนหนึ่งมาจาก "ความขัดแย้งทางคุณปู่" อันโด่งดัง ปริศนานี้ถามว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้ามีคนเดินทางย้อนเวลากลับไปและป้องกันไม่ให้ปู่มีลูก ดังนั้นการดำรงอยู่ของนักเดินทางจึงหายไป อย่างไรก็ตาม การศึกษาใหม่อาจแก้ไขปัญหานี้ได้

ด้วยการรวมทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป กลศาสตร์ควอนตัม และอุณหพลศาสตร์เข้าด้วยกัน การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการเดินทางข้ามเวลาอาจเป็นไปได้โดยไม่ทำให้เกิดความขัดแย้งเชิงตรรกะเหล่านี้

ฟิสิกส์ของวงจรเวลา

ความเข้าใจเรื่องเวลาในชีวิตประจำวันของเรามีรากฐานมาจากฟิสิกส์ของนิวตัน ซึ่งเหตุการณ์ต่างๆ ดำเนินไปเป็นเส้นตรงจากอดีตสู่อนาคต แต่ทฤษฎีทั่วไปของไอน์สไตน์ที่ว่าสร้างเสร็จในปี 1915 ท้าทายสมมติฐานตามสัญชาตญาณนี้ มันเผยให้เห็นว่าโครงสร้างของกาลอวกาศสามารถประพฤติตัวในลักษณะที่ท้าทายสามัญสำนึก ดังที่เห็นได้จากปรากฏการณ์เช่นหลุมดำ คำทำนายที่น่าสนใจที่สุดประการหนึ่งคือการมีอยู่ของเส้นโค้งคล้ายเวลาปิด ซึ่งเป็นเส้นทางผ่านกาลอวกาศที่วนกลับมาหาตัวเอง ตามทฤษฎีแล้วทำให้นักเดินทางสามารถหวนคิดถึงอดีตได้

“ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป พลังงานและโมเมนตัมทุกรูปแบบทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดของแรงโน้มถ่วง ไม่ใช่แค่มวล” ผู้เขียนการศึกษาลอเรนโซ กาวาสซิโนนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Vanderbilt บอกกับ WordsSideKick.com ทางอีเมล “ซึ่งหมายความว่าหากสสารกำลังหมุน มันสามารถ 'ลาก' กาลอวกาศไปพร้อมกับมันได้ แม้ว่าผลกระทบนี้จะไม่เกิดขึ้นกับดาวเคราะห์และดวงดาว แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าทั้งจักรวาลหมุนรอบตัว”

ในจักรวาลที่ทุกสิ่งหมุนรอบตัว อวกาศ-เวลาอาจบิดเบี้ยวจนทำให้เวลาโค้งงอกลับเข้าหาตัวมันเองอย่างมีประสิทธิภาพ ก่อตัวเป็นวงวน ยานอวกาศที่เดินทางไปตามวงเวียนดังกล่าวในทางทฤษฎีสามารถกลับไปยังจุดเริ่มต้นได้ ไม่ใช่แค่ในอวกาศเท่านั้น แต่ยังทันเวลาด้วย แม้ว่าเอกภพโดยรวมของเราดูเหมือนจะไม่หมุนในลักษณะนี้ แต่มวลที่หมุนรอบตัว เช่น หลุมดำ สามารถสร้างผลกระทบที่คล้ายคลึงกัน สร้างสภาพแวดล้อมที่เป็นไปได้สำหรับเส้นโค้งคล้ายเวลาปิด

ความขัดแย้งของการเดินทางข้ามเวลา

หนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการเดินทางข้ามเวลาอยู่ที่ความขัดแย้งที่มันสร้างขึ้น ความขัดแย้งของปู่เป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งเท่านั้น ปัญหาเหล่านี้เกิดขึ้นเพราะเราถือว่ากฎหมายของกฎที่ควบคุมความร้อนและพลังงานจะทำงานตามปกติในวงเวลา

"ในความเป็นจริง,- ปริมาณทางอุณหพลศาสตร์ที่วัดระดับความผิดปกติในระบบ - เป็นกฎฟิสิกส์ข้อเดียวที่แยกความแตกต่างระหว่างอดีตและอนาคต" Gavassino กล่าว "เท่าที่เรารู้ เอนโทรปีเป็นเหตุผลเดียวที่เราจำเหตุการณ์ในอดีตและไม่สามารถคาดเดาได้ คนในอนาคต”

รับการค้นพบที่น่าสนใจที่สุดในโลกส่งตรงถึงกล่องจดหมายของคุณ

เอนโทรปีควบคุมประสบการณ์มากมายในแต่ละวันของเรา ตั้งแต่อายุของร่างกายไปจนถึงวิธีการประมวลผลความทรงจำ แม้แต่การกระทำง่ายๆ เช่น การเดิน ก็อาศัยการเสียดสี ซึ่งในตัวมันเองจะเพิ่มเอนโทรปี แล้วกระบวนการเหล่านี้จะทำงานอย่างไรในไทม์ลูป?

วิธีแก้ปัญหาควอนตัมของความขัดแย้ง

งานวิจัยของ Gavassino ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 12 ธันวาคม 2024 ในวารสารแรงโน้มถ่วงแบบคลาสสิกและควอนตัมนำเสนอโซลูชั่นที่น่าสนใจ โดยได้แรงบันดาลใจจาก.งานของนักฟิสิกส์ คาร์โล โรเวลลี เขาแสดงให้เห็นว่าพฤติกรรมของอุณหพลศาสตร์เปลี่ยนแปลงโดยพื้นฐานบนเส้นโค้งคล้ายเวลาปิด ในวงจรดังกล่าว ความผันผวนของควอนตัมเกิดขึ้นซึ่งสามารถลบเอนโทรปี ซึ่งเป็นกระบวนการที่แตกต่างจากที่เราพบในชีวิตประจำวันโดยพื้นฐาน

ความผันผวนเหล่านี้อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อนักเดินทางข้ามเวลา ตัวอย่างเช่น เมื่อเอนโทรปีลดลง ความทรงจำของบุคคลอาจหายไป และการแก่ชราก็กลับคืนมา “เอนโทรปีที่เพิ่มขึ้นคือสาเหตุที่ทำให้เราตาย จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณกลับด้านความตาย?” กาวาสซิโนถาม ปรากฏการณ์นี้อาจทำให้เกิดเหตุการณ์ที่ไม่อาจย้อนกลับได้ เช่น การฆ่าปู่ เป็นการชั่วคราวในวงจรเวลา และทำให้ความขัดแย้งนี้กลายเป็นโมฆะโดยสิ้นเชิง

“นักฟิสิกส์และนักปรัชญาส่วนใหญ่ในอดีตแย้งว่าหากมีการเดินทางข้ามเวลา ธรรมชาติมักจะหาวิธีป้องกันสถานการณ์ที่ขัดแย้งกันเสมอ” กาวาสซิโนกล่าว "มีการแนะนำ 'หลักการความสม่ำเสมอในตนเอง' โดยเสนอว่าทุกสิ่งควรสอดคล้องกันเพื่อสร้างเรื่องราวที่เชื่อมโยงกันอย่างมีเหตุผล งานของฉันให้ที่มาที่เข้มงวดครั้งแรกของหลักการความสม่ำเสมอในตนเองนี้โดยตรงจากฟิสิกส์ที่สร้างขึ้น โดยเฉพาะ ฉันใช้กรอบมาตรฐานของควอนตัม กลศาสตร์ - โดยไม่มีสมมติฐานเพิ่มเติมหรือสมมติฐานที่ขัดแย้ง - และแสดงให้เห็นว่าความสอดคล้องในตัวเองของประวัติศาสตร์เป็นไปตามธรรมชาติจากกฎควอนตัม”

ความหมายเชิงทฤษฎีและปฏิบัติ

แม้ว่าการค้นพบของกาวาสซิโนจะนำเสนอกรอบทางทฤษฎีที่น่าสนใจสำหรับการเดินทางข้ามเวลา แต่คำถามก็ยังคงอยู่: เส้นโค้งคล้ายเวลาปิดมีอยู่ในจักรวาลจริงหรือไม่ นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่มีท่าทีสงสัย ยกตัวอย่างในปี 1992 สตีเฟน ฮอว์คิง มีชื่อเสียงโด่งดังเสนอ"การคาดเดาเกี่ยวกับการป้องกันตามลำดับเวลา" ซึ่งเสนอว่ากฎแห่งฟิสิกส์อาจป้องกันไม่ให้เกิดลูปเวลาตั้งแต่แรก สิ่งนี้อาจเกี่ยวข้องกับกาลอวกาศกลายเป็นเอกพจน์ - หรือพังทลายลง - ก่อนที่จะสร้างวงวนขึ้นมา

ถึงกระนั้น งานของ Gavassino ก็มีคุณค่าในการก้าวข้ามขอบเขตความเข้าใจของเรา

“สิ่งที่ฉันสนใจเกี่ยวกับหัวข้อนี้คือวิธีที่มันบังคับให้เราคิดเกี่ยวกับบทบาทของเอนโทรปีในการสร้างประสบการณ์ในจักรวาลของเรา ซึ่งน่าจะเป็นหัวข้อที่ฉันชื่นชอบที่สุดในวิชาฟิสิกส์ทั้งหมด” ฮอว์คิงกล่าวในขณะนั้น

แม้ว่าจะไม่มีวงจรเวลาอยู่ก็ตาม การทำความเข้าใจและการสร้างแบบจำลองสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่แท้จริงได้ ตัวอย่างเช่น การสำรวจว่าเอนโทรปีที่แท้จริงวิวัฒนาการและประพฤติตนอย่างไรในวิถีแบบปิดในระดับย่อยของอะตอมสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่น่าสนใจเกี่ยวกับพฤติกรรมของระบบย่อยของอะตอมและอุณหพลศาสตร์ของพวกมัน