Повидаться с героями
далекого прошлого с помощью машины времени не удастся, показало
моделирование движения пространства и времени после Большого взрыва,
проведенное американскими учеными. Вектор движения света через особый
метаматериал подтвердил: время движется только в одном направлении.
Обсуждение возможности путешествий во времени не праздный научный
вопрос. Центральное бюро по вопросам кино, радио и телевидения Китая
решило недавно законодательно запретить показ теле- и кинопродукции,
посвященной путешествиям во времени. По статистике, телесериалы и фильмы
о машинах времени достаточно популярны в Китае. Большинство из них
посвящены путешествиям в прошлое и часто являются необъективными и
неуважительными по отношению к историческим персонажам, считают власти
Китая. «Путешествия
во времени – очень популярная сегодня тема сериалов и кино, но
содержание таких произведений, а также их подача достаточно сомнительны.
Большей частью они полностью выдуманы и не соответствуют историческим
реалиям. Продюсеры и сценаристы очень фривольно относятся к серьезной
истории, и это не стоит поощрять», – считают чиновники в КНР. Исследования Игоря Смольянинова и У Джу Хун из Университета Мэриленда (США) (статья доступна онлайн на сайте препринтов arXiv) дают в руки китайской администрации новые козыри для признания несостоятельности путешествий во времени. Исследуя
прохождение света через особые структуры – метаматериалы, исследователи
воссоздали картину расширения пространства и времени после Большого
взрыва.
Результаты их исследования объясняют, почему, в отличие от движения в
пространстве, движение во времени происходит только в одном направлении. Сделать
такие далеко идущие выводы им позволило изучение специально
сконструированного метаматериала – композитного материала, свойства
которого определяются не составом, а микроструктурой. В данном случае он
представлял собой пластиковые полосы, нанесенные на золотую подложку.
Ученые действовали на эту структуру лазером. Математический аппарат,
описывающий электромагнитные явления в метаматериале, схож с
математическим аппаратом общей теории относительности, которая описывает
в общем виде пространство-время. По этой причине прохождение света
через метаматериал можно считать моделью, симулятором движения
пространства-времени после Большого взрыва. В метаматериале происходит и свой «Большой взрыв» – это момент, когда распространение света начинается по оси z, моделирующей время.
Это событие моделирует начало космологического времени, которое движется
в направлении расширения Вселенной с момента Большого взрыва. После
этого события свет в модельном метаматериале распространяется по
несовершенной траектории, рассеиваясь из-за случайных эффектов
пластиковых лент, достигая, в конце концов, состояния максимальной
энтропии. В изолированной системе энтропия увеличивается, то есть
движение по этой оси возможно только в одном направлении. Таким образом, это моделирование еще раз подтверждает, что время движется только вперед (как, собственно, и предполагалось). До
этого многие ученые теоретически показывали состоятельность таких
моделей для симуляции движения времени, однако подобный эксперимент –
один из немногих шансов «повторного воспроизведения» Большого взрыва и эмпирического подтверждения единственности направления движения времени. Метаматериалы
использовали ранее для достижения обратной цели – доказательства
цикличности времени. В качестве модели предлагалось замкнутое движение
частиц, то есть траектория, по которой частица всякий раз возвращается в
исходную точку. Эти траектории получили название замкнутых временных
кривых. Ученые надеялись, что, если им удастся создать метаматериал с
таким свойством, что свет в нем будет ходить по кругу (как
мы помним, математически описание этого процесса совпадает с описанием
движения частицы в пространстве-времени), это станет наблюдением
замкнутых временных кривых.
Однако подробный анализ ситуации показал, что существуют объективные
ограничения того, как свет будет двигаться в модели. Некоторые лучи
действительно могут возвращаться в исходные точки, но они не будут
удовлетворять условиям модели пространства-времени. Наоборот, «правильные»
модельные лучи никогда не будут двигаться по кольцу. В результате
исследователи пришли к тому же результату: путешествия во времени – по
крайней мере по такой схеме – невозможны. Метаматериалы уже позволили воссоздать ряд «нереальных» вещей в эксперименте на Земле. В частности, с их помощью создан микроплащ-невидимка, позволяющий «спрятаться» от глаза, видящего в ИК-диапазоне. Кроме того, метаматериалы могут обладать «нереальным» отрицательным показателем преломления. С помощью таких сред можно получать изображения сверхвысокого разрешения.
http://www.gazeta.ru/science/2011/04/14_a_3584049.shtml
|