En 1949, le mathématicien allemand Kurt Gödel, ayant résolu les équations du champ gravitationnel obtenues par Einstein, prouva théoriquement la possibilité d'un voyage dans le temps. Près de soixante-dix ans plus tard, des scientifiques américains et canadiens ont construit un modèle mathématique pour cela. Et au printemps dernier, l'ordinateur quantique a renvoyé une fraction de seconde.
Nouvelle dimension - nouvelles possibilités
Au début du XXe siècle, les physiciens ont commencé à considérer le temps comme une dimension égale aux trois déjà connus: haut et bas, droite et gauche, et va-et-vient. En conséquence, un concept de continuum espace-temps est apparu dans la science et une vision différente des lois de la nature s'est formée - la théorie de la relativité spéciale et générale (SRT et GRT). SRT ne considérait que les objets droits et se déplaçant uniformément, GRT - situations où les corps étaient accélérés ou tournés sur le côté.
C'est pour la relativité générale en 1915 qu'Einstein, avec le mathématicien allemand Hilbert, a dérivé un système d'équations pour le champ gravitationnel qui relie l'espace-temps aux propriétés de la matière qui le remplit. Trente ans plus tard, Gödel a résolu ces équations en représentant la matière comme des particules de poussière rotatives uniformément réparties. Lorsqu'il a proposé de considérer les galaxies comme ces particules, il a obtenu un modèle d'un univers en rotation.
Dans celui-ci, la lumière est impliquée dans le mouvement de rotation, ce qui signifie que les objets sont capables de se déplacer le long de trajectoires qui sont fermées non seulement dans l'espace, mais aussi dans le temps. En d'autres termes, en voyageant à travers l'univers, vous pouvez retourner dans le passé. La probabilité de l'existence de telles trajectoires (on les appelle courbes temporelles fermées) est déterminée par d'autres versions de solutions des équations de champ gravitationnel - le «cylindre Tipler» obtenu en 1974 et les «trous de ver passables».
À travers l'espace et le temps
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Le physicien britannique Roger Penrose a supposé que les courbes temporelles fermées devaient traverser l'horizon des événements - une frontière imaginaire dans l'espace-temps. D'un côté de la frontière, il y a des points d'espace-temps sur lesquels on peut apprendre quelque chose, de l'autre - on ne sait rien. La personne est en dehors de cet horizon d'événements. Par conséquent, il est incapable de remarquer la violation du principe de causalité dans les courbes temporelles fermées.
Selon Stephen Hawking, une tentative de création de telles courbes doit nécessairement se terminer par un trou noir. En conséquence, pour l'observateur, une singularité nue - un point où un futur ou un passé infiniment lointain est visible - se révèle fermée par les événements des trous noirs. Même si une personne arrive à ce point, elle ne pourra en parler à personne. Pour ce faire, vous devez sortir du trou noir, ce qui est totalement hors de question.
Cependant, les scientifiques ont trouvé un moyen, bien que théorique, de contourner ces limitations. Des physiciens américains et canadiens ont développé un modèle mathématique d'une machine à remonter le temps qui vous permet de vous déplacer le long de courbes temporelles fermées à une vitesse supra-luminale. De plus, à la recherche de ces courbes, il n'est pas nécessaire de pénétrer à l'intérieur des trous noirs, les auteurs de la note de travail.
La direction du temps à la surface de l'espace-temps ressemble à une courbure qui s'intensifie à l'approche d'un trou noir - il est prouvé que le temps ralentit dans son voisinage immédiat. Les scientifiques ont décrit la possibilité d'une courbure circulaire pour les passagers d'une machine à voyager dans le temps à l'extérieur du trou noir. Ce cercle les renvoie dans le passé.
La machine à remonter le temps elle-même est une bulle. Les personnes qui se trouvent à l'intérieur se déplacent dans le passé et le futur le long de la courbe fermée qui en résulte, puis reviennent à leur point de départ. En même temps, un observateur extérieur verra deux versions de passagers: pour l'une, le temps s'écoule normalement, et pour l'autre, dans le sens opposé.
Certes, une telle machine à voyager dans le temps est encore une construction purement spéculative. Le matériau à partir duquel il pourrait être fabriqué n'a pas encore été inventé.
Il y a une fraction de seconde
En mars de cette année, des scientifiques de Russie, des États-Unis et de Suisse ont démontré que le voyage dans le temps est possible dans la pratique, mais uniquement au niveau quantique. Ils ont créé un tel état du système, qui s'est lui-même développé dans la direction opposée - du chaos à l'ordre, c'est-à-dire qu'il a violé la deuxième loi de la thermodynamique, qui stipule qu'avec le temps le chaos de l'Univers (en termes scientifiques - l'entropie) ne cesse de croître, ce qui signifie que le temps ne se déplace que dans un seul direction: du passé vers le futur.
Premièrement, les physiciens ont théoriquement montré qu'un électron dans l'espace vide est capable de se déplacer spontanément dans le passé, c'est-à-dire de revenir à l'état dans lequel il se trouvait il y a quelques instants. Cependant, un tel événement, selon les calculs, ne peut se produire qu'une seule fois pendant toute l'existence de l'Univers. Dans ce cas, il ne sera possible de remonter que de 0,06 nanoseconde.
Ensuite, ils ont tenté de réaliser cette opération dans une expérience utilisant un ordinateur quantique en nuage. Dans un cas, deux ont été combinés, dans l'autre, trois qubits - modules de calcul élémentaires et cellules de mémoire de machines quantiques. Nous les avons remplis d'un ensemble de nombres et avons commencé à manipuler le contenu afin que le niveau de chaos dans ce système quantique augmente rapidement. Lorsque l'entropie a atteint un certain niveau, un autre programme a pris le contrôle des qubits et les a transférés à un tel état que l'évolution ultérieure est allée vers l'ordre plutôt que le chaos. En conséquence, les qubits étaient momentanément dans leur état d'origine. En d'autres termes, ils sont revenus dans le passé.
Cependant, cette astuce n'a pas toujours réussi: dans environ 80% des cas avec deux qubits, et seulement dans la moitié avec trois. Selon les auteurs de l'étude, les échecs sont associés à des erreurs dans le fonctionnement de l'ordinateur quantique lui-même, et non à des raisons inexpliquées. Cela signifie que des algorithmes plus efficaces pour voyager dans le passé peuvent être créés.
Alfiya Enikeeva
