Semuanya tidak begitu sederhana
Bayangkan bahawa anda mempunyai telur yang hancur di wajah anda, dan ini bukan ucapan. Percubaan untuk menyulap telur mengakibatkan salah satu daripadanya jatuh dan pecah di kepala anda, dan sekarang anda perlu pergi mandi dan menukar pakaian anda.
Tetapi bukankah lebih mudah untuk mengubah waktu kembali sebentar? Lagipun, telur pecah hanya dalam beberapa saat - mengapa anda tidak boleh melakukan perkara yang sama, sebaliknya? Masukkan kembali cengkerang itu, masukkan putih dan kuning - dan itu sahaja. Anda akan mempunyai wajah yang bersih, pakaian bersih dan tidak ada kuning telur di rambut anda.
Kedengarannya tidak masuk akal - tetapi mengapa? Mengapa saya tidak boleh membuat asal tindakan ini? Sebenarnya, tidak ada yang mustahil dalam hal ini. Tidak ada undang-undang semula jadi yang melarang melakukan ini.
Lebih-lebih lagi, ahli fizik melaporkan bahawa setiap saat yang berlaku dalam kehidupan seharian boleh berlaku dalam urutan yang bertentangan pada bila-bila masa. Jadi mengapa tidak "memecahkan" telur, "membakar kembali" pertandingan, atau bahkan "melucutkan" kaki belakang?
Mengapa perkara ini tidak berlaku setiap hari? Mengapa masa depan berbeza dengan masa lalu? Soalan ini kelihatan cukup mudah, tetapi untuk menjawabnya, anda perlu kembali ke kelahiran Alam Semesta, beralih ke dunia atom dan mencapai batas fizik.
Seperti banyak kisah dalam dunia fizik, ini berasal dari ahli fizik hebat Isaac Newton. Wabak bubonic melanda Britain pada tahun 1666, dan dialah yang memaksa Newton meninggalkan Universiti Cambridge dan pulang ke rumah ibunya, yang tinggal di luar bandar Lincolnshire. Di sana Newton bosan dan, terasing dari dunia luar, mengambil bidang fizik.
Dia menemui tiga undang-undang gerakan, termasuk pepatah terkenal bahawa setiap tindakan mempunyai penentangannya sendiri. Dia juga memberikan penjelasan mengapa graviti berfungsi.
Video promosi:
Undang-undang Newton sangat berkesan dalam menggambarkan dunia di sekitar kita. Mereka dapat menerangkan banyak fenomena, dari mengapa epal jatuh dari pokok hingga mengapa bumi berputar mengelilingi matahari.
Tetapi mereka mempunyai harta benda yang aneh - mereka bekerja dengan cara yang sama dan sebaliknya. Sekiranya telur pecah, maka undang-undang Newton mengatakan bahawa ia boleh kembali ke keadaan semula. Jelas ini salah, tetapi hampir setiap teori yang dikembangkan oleh para saintis sejak Newton mempunyai masalah yang sama.
Undang-undang fizik tidak mengambil kira bagaimana masa mengalir - maju atau mundur. Mereka mementingkannya sama seperti maklumat mengenai sama ada anda menulis dengan tangan kanan atau sebelah kiri anda. Tetapi anda pasti peduli!
Sejauh yang anda ketahui, waktu mempunyai anak panah yang menunjukkan arahnya, dan selalu menghadapi masa depan. Anda boleh mencampuradukkan timur dan barat, tetapi anda tidak akan bercampur-campur semalam dan esok. Walau bagaimanapun, undang-undang asas fizik tidak membezakan antara masa lalu dan masa depan.
Orang pertama yang menghadapi masalah ini dengan serius adalah ahli fizik Austria Ludwig Boltzmann, yang hidup pada separuh kedua abad ke-19. Pada masa itu, semua idea yang kini diterima sebagai aksioma kontroversial.
Khususnya, ahli fizik tidak begitu yakin seperti sekarang ini bahawa segala sesuatu di dunia terbuat dari zarah-zarah yang disebut atom. Menurut pendapat kebanyakan ahli fizik, idea atom tidak dapat dibuktikan, ia tidak dapat disahkan dengan kaedah praktikal.
Boltzmann yakin bahawa atom sebenarnya wujud, jadi dia menggunakan idea ini untuk menjelaskan semua perkara sehari-hari, seperti api api, kerja paru-paru, dan juga mengapa teh menyejukkan ketika anda menghembuskannya. Dia fikir dia dapat memahami semua perkara ini menggunakan konsep yang sangat dekat dengannya - teori atom.
Beberapa ahli fizik kagum dengan karya Boltzmann, tetapi kebanyakan menolaknya. Dia segera dikucilkan oleh komuniti ilmiah untuk idea-ideanya.
Namun, dialah yang menunjukkan bagaimana atom berkaitan dengan sifat masa. Pada masa itu, teori termodinamik muncul, yang menggambarkan bagaimana haba berkelakuan. Penentang Boltzmann menegaskan bahawa sifat panas tidak dapat digambarkan; mereka mengatakan bahawa kehangatan hanyalah kehangatan.
Boltzmann memutuskan untuk membuktikan bahawa mereka salah, dan kepanasan disebabkan oleh pergerakan atom yang huru-hara. Dia betul, tetapi dia harus menghabiskan sisa hidupnya untuk mempertahankan pandangannya.
Boltzmann memulakan dengan cuba menjelaskan sesuatu yang pelik - "entropi." Menurut undang-undang termodinamika, segala sesuatu di dunia mempunyai sejumlah entropi, dan apabila sesuatu terjadi pada objek ini, entropi meningkat.
Contohnya, jika anda meletakkan ketulan ais ke dalam segelas air, ia akan mencair dan entropi di dalam gelas akan naik. Dan pertumbuhan entropi berbeza dari semua perkara dalam fizik - prosesnya bergerak dalam satu arah. Ahli fizik telah lama bertanya-tanya apakah cara aliran waktu ditentukan oleh peningkatan entropi.
Seperti yang anda sangka, Boltzmann adalah yang pertama membangkitkan masalah ini, tetapi kemudian banyak saintis lain mula mengkaji masalah ini. Akibatnya, menjadi jelas bahawa waktu berpotensi mengalir ke arah yang berlawanan - tetapi hanya jika entropi menurun, yang mustahil.
Namun, jika masa dapat mengalir ke arah yang berlawanan, adalah mungkin untuk membina mesin masa. Pada tahun 2009, ahli fizik Britain S. Hawking mengadakan pesta untuk pelancong waktu - muslihatnya ialah dia menghantar jemputan ke pesta itu setahun kemudian (tidak ada yang hadir).
Oleh itu, perjalanan kembali ke masa adalah mustahil. Walaupun kemungkinan ini ada, Hawking dan yang lain berpendapat bahawa anda tidak boleh sampai ke titik waktu sehingga mesin masa anda dibina.
Tetapi perjalanan ke masa depan? Ini adalah kisah yang berbeza. Sudah tentu, kita semua pelancong waktu berlumba-lumba dalam arus waktu dari masa lalu ke masa depan dengan kadar satu jam per jam. Tetapi seperti sungai, aliran masa mengalir dengan kelajuan yang berbeza di tempat yang berbeza. Sains moden menawarkan beberapa kaedah untuk mendekatkan masa depan. Berikut adalah ringkasan intipati mereka.
Cara termudah dan paling praktikal untuk sampai ke masa depan adalah bergerak dengan cepat. Menurut teori relativiti Einstein, apabila anda melakukan perjalanan dengan kelajuan yang hampir dengan kelajuan cahaya, waktu menjadi lebih lambat untuk anda berhubung dengan dunia luar.
Ini bukan sekadar hipotesis atau eksperimen pemikiran - ia adalah hasil pengukuran. Dengan bantuan dua jam atom yang serupa (beberapa terbang dalam pesawat jet, yang lain tetap tidak bergerak di Bumi), ahli fizik membuktikan bahawa jam terbang berdetak lebih perlahan kerana kelajuan.
Bagi pesawat, kesannya minimum. Tetapi jika anda menaiki kapal angkasa dengan kecepatan cahaya 90%, waktu akan berlalu 2.6 kali lebih lambat untuk anda daripada di Bumi. Dan semakin hampir kelajuan anda menghampiri kelajuan cahaya, semakin lama perjalanan masa semakin melampau.
Kelajuan terpantas yang dicapai berkat teknologi manusia ialah kelajuan proton menyapu sekitar Hadron Collider - 99.9999991% dari kelajuan cahaya. Dengan menggunakan teori relativiti, seseorang dapat mengira bahawa satu saat untuk proton bersamaan dengan 27,777,778 saat atau, dalam praktiknya, 11 bulan bagi kita.
Anehnya, ahli fizik zarah mengambil kira perlambatan semasa berhadapan dengan zarah yang merosot. Di makmal, zarah muon biasanya reput dalam 2.2 mikrodetik. Tetapi muon bergerak pantas, yang dihasilkan ketika sinar kosmik mencapai atmosfera atas, mereput 10 kali lebih lama.
Kaedah berikut juga diilhamkan oleh karya Einstein. Menurut teori relativiti amnya, semakin lama anda merasakan graviti, semakin lambat masa bergerak. Sebagai contoh, apabila anda semakin dekat dengan pusat Bumi, daya graviti akan meningkat. Masa berlalu lebih perlahan untuk kaki anda daripada kepala anda.
Sekali lagi, kesan ini telah diukur. Pada tahun 2010, ahli fizik di Institut Piawaian dan Teknologi Nasional AS meletakkan dua jam atom di rak, satu 33 cm lebih tinggi daripada yang lain, dan mengukur perbezaan kelajuan berdetik mereka. Jam di rak di bawah berdetik dengan lebih perlahan kerana sedikit tertumpu pada graviti.
Untuk berada di masa depan yang jauh, yang kita perlukan adalah tempat dengan graviti yang sangat kuat, seperti lubang hitam. Semakin dekat anda ke sempadan, masa lebih perlahan bergerak - tetapi ini berisiko, kerana melintasi garisan anda tidak akan dapat kembali. Walau apa pun, kesannya tidak begitu kuat, jadi perjalanan mungkin tidak sepadan.
Katakan anda mempunyai teknologi untuk menempuh jarak jauh untuk sampai ke lubang hitam (yang paling dekat adalah sekitar 3000 tahun cahaya). Semasa perjalanan itu sendiri, masa akan menjadi lebih perlahan berbanding dengan perjalanan melalui lubang hitam itu sendiri.
(Situasi yang dijelaskan di Interstellar, di mana satu jam di planet berhampiran lubang hitam bersamaan tujuh tahun di Bumi, terlalu ekstrem dan sama sekali tidak mungkin bagi alam semesta kita, kata Kip Thorne, penasihat ilmiah filem itu.)
Mungkin yang paling mengagumkan adalah bahawa sistem GPS mesti mengambil kira kesan pelebaran masa (kedua-duanya disebabkan oleh kelajuan satelit dan graviti yang bertindak pada mereka) dalam kerja mereka. Tanpa pembetulan ini, GPS di telefon tidak akan dapat menentukan kedudukan anda di Bumi, walaupun dalam radius beberapa kilometer.
Pilihan lain untuk pergi ke masa depan adalah melambatkan persepsi masa dengan melambatkan atau menghentikan proses hidup tubuh anda, dan kemudian memulakannya semula.
Spora bakteria dapat hidup selama berjuta-juta tahun dalam animasi yang ditangguhkan sehingga suhu, kelembapan dan keadaan makanan yang tepat memulakan metabolisme mereka lagi. Beberapa mamalia, seperti beruang dan tupai, dapat memperlambat metabolisme mereka semasa hibernasi, yang sangat mengurangi kebutuhan sel mereka untuk oksigen dan makanan. Adakah orang akan dapat melakukan perkara yang sama?
Walaupun penghentian metabolisme tubuh sepenuhnya belum bergantung kepada sains moden, beberapa saintis berusaha mencapai kesan "hibernasi" jangka pendek yang berlangsung selama beberapa jam. Ini mungkin masa yang cukup untuk menolong orang itu bertahan, misalnya, semasa serangan jantung, sebelum mereka dapat dibawa ke hospital.
Teknik lain yang menjadikan tubuh menjadi "hibernasi" hipotermik - menggantikan darah dengan salin sejuk - telah bekerja pada babi dan kini sedang menjalani ujian klinikal pada manusia di Pittsburgh.
Relativiti umum juga memungkinkan kemungkinan perjalanan cepat melalui terowong ruang-waktu, yang dapat menolong jarak jarak berbilion tahun cahaya atau waktu yang berlainan.
Banyak ahli fizik, termasuk S. Hawking, percaya bahawa terowong ruang-waktu, yang selalu muncul di tempat yang berlainan dari cangkang kuantum, berukuran lebih kecil daripada atom.
Caranya adalah dengan merebut satu dan memperbesarnya dengan perkadaran manusia - suatu prestasi yang memerlukan sejumlah besar tenaga, tetapi hanya dapat dilakukan secara teori.
Percubaan untuk membuktikan kaedah seperti itu telah gagal, akhirnya disebabkan oleh ketidaksesuaian antara relativiti am dan mekanik kuantum.
Berdasarkan bahan dari jurnal "Unknown"
