Gravitația ar putea proteja Universul de paradoxurile călătoriei în timp, însă există o problemă

Gravitația ar putea proteja Universul de paradoxurile călătoriei în timp. Cu toții cunoaștem regula: dacă, printr-un mijloc sau altul, călătorești înapoi în timp, nu trebuie sub nicio formă să-ți găsești bunicul și să-l omori înainte ca acesta să aibă copii. Altfel, ai provoca un paradox: dacă bunicul tău nu ar avea urmași, tu nu te-ai mai naște și, prin urmare, nu ai putea călători în trecut pentru a-l ucide.

Nu este clar cum ar rezolva Universul această contradicție. Poate că legile fizicii ar împiedica pur și simplu producerea unui asemenea eveniment. Aceasta era și ipoteza lui Stephen Hawking.

Acum, fizicienii au găsit o soluție matematică prin care ar putea evita acest paradox. Există însă o problemă: modelul propus introduce o instabilitate care ar putea amplifica exponențial perturbările minuscule ale spațiu-timpului.

În 1992, Hawking a formulat ipoteza protecției cronologiei, încercând să stabilească dacă deplasarea în trecut este posibilă. Potrivit acesteia, „legile fizicii nu permit apariția curbelor temporale închise”, adică a unor trasee prin spațiu-timp care i-ar permite unui călător să ajungă în propriul trecut.

Teoria relativității generale a lui Einstein, cel mai bun model disponibil pentru descrierea gravitației, permite matematic existența unor asemenea trasee. Hawking bănuia că efectele cuantice ar împiedica formarea lor, însă mecanismul responsabil nu a fost identificat până acum.

Gravitația ar putea proteja Universul de paradoxurile călătoriei în timp. Dar cum?

Gravitația ar putea proteja Universul de paradoxurile călătoriei în timp. Fizicienii Moustafa Ismail și David Mattingly, de la Universitatea din New Hampshire (SUA), au încercat să afle dacă gravitația însăși ar putea oferi o soluție. Ei au pornit de la un cadru teoretic alternativ, numit gravitație metrică-afină, care permite o relație mai flexibilă între geometria spațiu-timpului și conexiunea matematică ce descrie schimbarea direcțiilor în interiorul acesteia.

Folosind acest cadru, cercetătorii au construit un model în care spațiu-timpul are o direcție temporală proprie. În anumite condiții, timpul ar avansa întotdeauna într-un singur sens, indiferent de traseul urmat de un călător, împiedicând revenirea în trecut.

Modelul a fost numit Metric-Affine Gravity Imposing Chronology, prescurtat MAGIC.

Există însă o problemă majoră. În relativitatea generală, gravitația poate fluctua în două moduri, corespunzătoare celor două tipuri de deformări produse de undele gravitaționale. Modelul MAGIC introduce un al treilea mod de fluctuație, numit mod scalar, care prezintă o instabilitate importantă.

În condițiile cosmologice analizate, perturbațiile acestui mod nu se propagă sub forma unor unde stabile, ci pot crește exponențial, cele cu lungimi de undă mai mici amplificându-se mai repede. Prin urmare, în forma actuală, MAGIC nu oferă o descriere stabilă a Universului, scrie ScienceAlert.

Soluția este departe de a fi perfectă

Mai există și alte limitări. Modelul asigură protecția cronologiei doar la nivel local. Pentru a demonstra că timpul nu poate forma bucle nicăieri în Univers, cercetătorii trebuie să introducă o ipoteză suplimentară despre structura generală a spațiu-timpului, pe care nu au demonstrat că modelul o implică în mod automat.

De asemenea, mecanismul conceput pentru a împiedica degradarea descrierii matematice a spațiu-timpului nu funcționează în toate circumstanțele. Cercetătorii nu au demonstrat că asemenea probleme apar efectiv, dar nici nu au reușit să le excludă.

Astfel, MAGIC încă nu reprezintă o soluție funcțională, ci o demonstrație teoretică interesantă a modului în care protecția cronologiei ar putea fi integrată în teoria gravitației.

Următorul obiectiv al cercetătorilor este eliminarea instabilității modului scalar fără a pierde proprietatea care împiedică formarea buclelor temporale. „Stabilizarea modului scalar fără pierderea modului proiectiv temporal închis reprezintă următorul pas firesc către completarea fenomenologică a modelului”, au scris aceștia.

Studiul a fost publicat în revista Physical Review D.

Vă recomandăm să citiți și:

Un semnal detectat pe Marte în urmă cu 50 de ani i-a luat prin surprindere pe oamenii de știință

Ce au aflat astronomii după ce au analizat mii de stele care explodează în Univers?

Test de cultură generală. Ce sunt numerele imaginare?

Computerele cuantice sunt la un pas să își corecteze propriile greșeli, spun cercetătorii