Sterrekunde

Hoe ver in die toekoms kan ons gaan deur naby 'n swart gat te reis?

Hoe ver in die toekoms kan ons gaan deur naby 'n swart gat te reis?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

As ons iemand op 'n pad stuur wat so na as moontlik na 'n swart gat gaan sonder om ingetrek te word, hoe ver in die toekoms sou hulle dan gaan as gevolg van tydverspreiding? Gestel die swart gat is 5 sonmassas (ek neem aan dat die massa die berekening sal beïnvloed). Ek wil graag uit twee oorwegings weet:

  • 'N Waarnemer wat enigiets kan oorleef (bv. Ideale geval)

  • Die kragte wat 'n mens kan verdra (bv. 'N mens sou nie so naby aan 'n swart gat kon kom as wat ideaal sou wees nie)


Soos u die vraag gespesifiseer het, is die antwoord sover u wil. U plaas u ruimteskip eenvoudig in enige baan om die swart gat en wag.

'N Verstandiger vraag is wat die grootste tydsverruimingsfaktor is wat bereik kan word - dit wil sê wat u reistyd in die toekoms maksimeer vir 'n bepaalde hoeveelheid tyd wat u in die ruimteskip ervaar.

Dit word op sy beurt beheers deur hoe naby die swart gat jy kan kom en steeds die getykragte kan verdra. As u dit nie beperk nie (u eerste geval), is die antwoord weer oneindig; u kan so na aan die horison van die gebeurtenis sweef as u wil, met 'n enorme hoeveelheid vuurpylbrandstof, en die tydverspreiding (sien hieronder) kan willekeurig groot wees.

U tweede geval is meer realisties. Rofweg kan ons sê dat die getyversnelling oor 'n lengte van $ l $ $ gegee word deur $ GMl / 4r ^ 3 $, waar $ M $ die swartgatmassa is en $ r $ die afstand vanaf die swart gat. As ons hierdie versnelling gelyk aan $ 1 g $ maak, en u liggaamslengte $ l sim 1 $ m, dan vir 'n $ 5 miljoen _ { odot} $ swart gat $ r simeq 2500 $ km (ver buite die Schwarzschild-radius van 15 km).

As u by hierdie radius sou kon "sweef", sou die tydsverruimingsfaktor $$ frac { tau} { tau_0} = links (1 - frac {2GM} {rc ^ 2} regs) ^ { 1/2}, $$ waar $ tau $ die tydsinterval op 'n horlosie op die ruimteskip is en $ tau_0 $ die tydsinterval ver van die swart gat af is.

Vir $ M = 5M _ { odot} $ en $ r = 2500 $ km is hierdie faktor 0,9970.

As die ruimteskip in 'n sirkelbaan is, is die faktor $ (1 - 3GM / rc ^ 2) ^ {1/2} = 0,9955 $.

Hierdie faktore is miskien nie so groot as wat u gedink het nie!


Sover ons weet, kan iemand een keer anderkant die horison van die gebeurtenis die hele tyd in 'n oogwink ervaar totdat die stralende straling die swart gat laat verdwyn en die persoon weer uitkom. Meer waarskynlik, alhoewel u net spaghettief sal word ...

In alle erns is daar egter geen werklike beperking nie, hoewel dit nie regtig is nie vervoer na die toekoms beweeg die buitewêreld net vinniger.


Tydsreis in die toekoms is heeltemal moontlik

Glo dit of nie, tydreise is moontlik.

In werklikheid doen jy dit nou. Elke sekonde van elke dag vorder u in u eie toekoms. U beweeg letterlik deur die tyd, net soos u deur die ruimte sou beweeg. Dit lyk miskien pedanties, maar dit is 'n baie belangrike punt. Beweging deur die tyd is steeds beweging, en u bereik u eie toekoms (of u nou daarvan hou of nie).

En wat nog koeler is, is dat jy betyds kan vorentoe spring as jy lus het.

Wel, laat my duidelik wees, u moet eers 'n bietjie ingenieurswese doen.

Ons weet deur die fisika van Einstein se spesiale relatiwiteitsteorie dat u beweging in tyd kan ruil vir beweging. As u volkome stilstaan, beweeg u deur die dimensie van tyd op 'n bepaalde snelheid (die snelheid van die lig, vir diegene wat nuuskierig is). Sodra u deur die ruimte begin beweeg, vertraag u egter u tempo om deur die tyd te beweeg.

Met ander woorde, hoe vinniger jy in die ruimte beweeg, hoe stadiger beweeg jy betyds.

Dit beteken dat bewegende voorwerpe, soos 'n horlosie op 'n vuurpyl, 'n bietjie stadig loop. Een sekonde vir iemand in 'n bewegende ruimteskip duur 'n bietjie langer as 'n sekonde vir iemand wat stilbly.

Die truuk is dat, om 'n merkbare impak te hê, die ligspoed moet bereik, wat moeilik is om te doen - om ruimte te gee vir ruimtevaarders wat tienduisende van die aarde wentel. myl per uur is slegs 'n mikrosekonde van ons horlosies op die grond af.

Ons vinnigste menslike ruimtetuig kraak nie eens 'n tiende persent van die spoed van die lig nie. Maar as u 'n goeie tyd op die een of ander manier kon spandeer naby die uiteindelike spoedbeperking in die heelal, hoe stadiger sal u klok loop. U sal deur die tyd die toekoms in reis. Niks sal vir u anders voel nie, maar na 'n paar jaar se reis sou u na die aarde terugkeer om te sien hoe ons horlosies duisende of selfs tienduisende jare gevorder is, afhangende van hoe vinnig u gaan.


Die spoed van die lig speel 'n deurslaggewende rol in tydreise

"Ons aanvaar die vermoë om ons vriende en familie oral in die wêreld te bel om uit te vind waarvoor hulle besig is nou dadelik, "het Millington geskryf." Maar dit is iets wat ons nooit regtig kan weet nie. Die seine wat hul stemme en beelde dra, beweeg onverstaanbaar vinnig, maar dit duur nog 'n tydige tyd voordat daardie seine ons bereik. '

Die hoogste snelheid waarmee 'n sein of - fisies gesproke - 'n elektromagnetiese golf kan voortplant, is wat bekend staan ​​as die snelheid van die lig. Dit is presies 299 792 458 meter per sekonde. Albert Einstein het binne die raamwerk van sy relatiwiteitsteorie gepostuleer dat die snelheid van die lig 'n universele konstante is, dit wil sê dat die lig altyd in 'n vakuum met dieselfde snelheid beweeg - en onafhanklik van die waarnemer.

Juis hierdie toestand speel 'n deurslaggewende rol in die vraag of tydreise moontlik is. Die oorsaaklike wet is die gevolg van die feit dat niks vinniger as die snelheid van die lig kan wees nie. Die wet bepaal dat die effek van 'n aksie slegs na die oorsaak kan plaasvind, wat tydsreise in die verlede onmoontlik sal maak. "Vir my om terug te reis in die tyd en aan die gang te kom wat my geboorte verhoed, is om die effek (ek) voor die oorsaak (my geboorte) te stel," het Millington verduidelik.


Iraanse wetenskaplike beweer dat hy 'n 'Time Machine' gebou het

Ali Razeqi sê sy tydmasjien gebruik 'ingewikkelde algoritmes' om die toekoms te sien.

Dit is nie heeltemal Terug na die toekoms nie, maar 'n jong Iraanse uitvinder beweer dat hy 'n tydmasjien gebou het wat die toekoms van 'n persoon met skitterende akkuraatheid kan voorspel.

Ali Razeqi, wat 27 is en die "besturende direkteur van die Iranse sentrum vir strategiese uitvindings" beweer dat sy toestel 'n verslag sal uitdruk waarin die toekoms van 'n individu uiteengesit word nadat hy ingewikkelde algoritmes gebruik het om sy of haar lot te voorspel.

Volgens Daily Telegraph het Razeqi aan die staatsbeheerde Fars-nuusagentskap aan Iran gesê dat sy toestel "maklik inpas by die grootte van 'n persoonlike rekenaarkas en die besonderhede van die volgende 5-8 jaar van sy gebruikers se lewe kan voorspel. Dit sal nie neem jou die toekoms in, dit sal die toekoms na jou toe bring. '

Razeqi sê Iran het besluit om sy profetiese tydmasjien vir eers onder toesig te hou uit vrees dat "die Chinese die idee sal steel en oornag in miljoene sal produseer."

Iran se adjunkminister van wetenskap, navorsing en tegnologie het Razeqi se bewerings Vrydag in 'n onderhoud met Fars verwerp - 'n teken van hoeveel aandag die verhaal gekry het.

Ons het met Thomas Roman, 'n teoretiese fisikus aan die Central Connecticut State University en mede-outeur van die boek Time Travel and Warp Drives, gesels om te vra oor die moontlikhede vir 'n Razeqi-agtige tydmasjien en om populêre misvattings oor tydreise te ontkrap. Hier is 'n geredigeerde weergawe van ons onderhoud:

Wat dink u van Razeqi se bewering dat hy 'n tydmasjien gebou het wat die toekoms van 'n persoon kan voorspel?

Breek sy vermeende tydmasjien enige fisikawette?

Dit is moeilik om te weet, want dit is so gek.

Wat is gewilde wanopvattings oor tydreise?

Een gewilde misvatting is dat u na enige tyd in die verlede kan terugkeer. En dit is nie waar nie. U kan net teruggaan tot by die tyd toe die tydmasjien uitgevind is. As ek dus vandag my tydmasjien uitvind en ek wag 30 jaar en teruggaan na die verlede, is die verste terug in die verlede waarheen ek kan gaan vandag toe ek my tydmasjien aanskakel.

'N Ander groot wanopvatting - en u sien dit baie in tydreisfilms - is die idee dat u terug kan gaan in die tyd en die tydlyn kan verander. In hierdie verhale gaan die tydreisiger agteruit in die tyd en doen hy iets wat die toekoms verpes en daarna iets moet doen om 'die tydlyn te herstel'. Dit kan egter nie die geval wees nie, aangesien ons nie dieselfde gebeurtenis kan plaasvind nie en nie in dieselfde heelal kan gebeur nie. U kan nie die verlede verander nie.

Gestel ek gaan terug in die tyd en probeer my oupa doodmaak. As ek daarin slaag, is ek natuurlik nooit gebore nie en sou ek nooit weer met die tydmasjien die reis kon onderneem het nie.

Weereens kan ons nie dieselfde gebeurtenis hê nie - die moord op my oupa - gebeur albei en gebeur nie in dieselfde heelal nie.

Is daar enige manier om hierdie "oupa-paradoks" te omseil?

Daar is twee moontlikhede. Een daarvan is wat soms die selfbestendigheidsscenario genoem word, waarin alle gebeure in die tydsloop wat ek maak, aangepas word om selfbestendig te wees.

As ek byvoorbeeld in die tyd agtertoe gaan en my oupa probeer skiet, sal iets my altyd verhinder om dit te doen. Die terugslag op my skouer laat my mis, of my oupa eend, of ek verander van plan. Dit is asof die heelal en die wette van fisika saamwerk om dinge konsekwent te maak.

Die ander moontlikheid is dat as ek my oupa skiet, die heelal verdeel en daar een heelal is waarin ek my oupa skiet en dat daar 'n ander heelal is waarin ek nie my oupa geskiet het nie.

Het gesplete tydlyne nie 'n rol gespeel in die jongste Star Trek-herlaai deur J. J. Abrams nie?

Ja, daar was iets in die lyn. In die film gaan die Romulan-slegte ou Nero terug na die verlede om wraak te neem teen Spock, wat volgens hom verantwoordelik is vir die vernietiging van sy tuisplaneet Romulus. Hy gaan dus regkom deur terug te gaan na die verlede om [die planeet] Vulcan te vernietig.

Maar aangesien Vulcan nie vernietig is in die oorspronklike tydlyn nie - die een waaruit Nero gekom het - het hy die heelal laat vertak nadat hy terug is in die verlede.

Die Vulcan wat hy vernietig, is dus nie die een in sy oorspronklike tydlyn nie, maar die een in die nuwe tak. Hy neem dus nie regtig wraak op die oorspronklike Vulcan vanaf sy tydlyn nie. Maar ek neem aan wraak is wraak.

Afgesien daarvan, het ek gedink dat [met behulp van die konsep van 'n gesplete tydlyn] 'n slim manier was om die franchise te herlaai, want dan het u dieselfde karakters, maar hoef u nie die geskiedenis van die aflewerings slaafs te volg nie, aangesien u 'n nuwe tydlyn waar alles anders kan wees.

Goed, dus kan u miskien nie na die verlede reis nie. Maar is toekomstige tydreise moontlik?

Daar is geen probleem daarmee nie. In werklikheid weet ons hoe om dit in beginsel te doen. As u baie naby die ligsnelheid ry, word die ruimtevaarder vertraag in vergelyking met iemand op aarde.

'N Ander manier om na die toekoms te reis, is deur baie naby 'n swart gat te wentel. As u byvoorbeeld om die swart gat in die middel van ons sterrestelsel wentel, kan u u tyd ook laat rek ten opsigte van waarnemers op die aarde.

As toekomstige tydreise moontlik is, kan 'n tydmasjien soos die Iranse sakeman beweer dat hy gebou het, werk?

Om na die toekoms te gaan, is geen probleem nie. 'N Meganisme om die toekoms in te reis, word voorsien deur die spesiale relatiwiteitsteorie van [Einstein]. Dit is wanneer u agtertoe probeer, dat u die oupa-paradoks raakloop. Dit gesê, die sakeman beweer dat hy gebou het, is egter steeds moer.

Een ding wat selde in tydreisverhale genoem word, is dat as u net betyds terugtrek, maar presies op dieselfde punt in die ruimte bly, die aarde nie meer daar sal wees nie. Moet tydreise dan ook nie deur die ruimte reis nie?

Ja, dit sal moet. Die aarde draai op sy as en wentel om die son. Dus is die aarde nie altyd op dieselfde plek in sy baan nie. As u dus op dieselfde plek bly en terugtrek na die verlede, is die aarde onder u weg. As u u tydmasjien stop, sal u 'n bietjie sukkel.

Hoekom, dink jy, is die reis so gewild in boeke en films?

U moet erken dat dit 'n baie tergende idee is. 'N Deel van die appèl is dat u terug kan gaan en dinge self kan sien wat u slegs ken deur middel van geskiedenisboeke en die geologiese verslag. Ek dink almal sal dink dat dit regtig gaaf sal wees om terug te gaan en dinosourusse te sien of terug te gaan en antieke Griekeland te besoek.

Ek dink 'n ander beroep is dat ons almal dinge in ons verlede het wat ons wou hê dat ons nie gedoen het nie, of wat ons wou hê dat dit nie moes gebeur nie. En ek dink daar is die begeerte om terug te kan gaan en te voorkom dat die dinge gebeur.


Hoe ver in die toekoms kan ons gaan deur naby 'n swart gat te reis? - Sterrekunde

Carl Sagan, die sterrekundige, Pulitzer-bekroonde skrywer en legendariese populariseerder van die wetenskap, het hierdie onderhoud tydens die maak van 'Time Travel' gegee. Getrou aan die vorm bespreek hy arge aspekte van die veld & # 8212 uit hoe u tyd definieer hoe dit binne 'n wurmgat kan lyk & # 8212 met flair en 'n verfrissende skeut humor. Sagan was David Duncan professor in sterrekunde en ruimtewetenskappe en direkteur van die laboratorium vir planetêre studies aan die Cornell Universiteit toe hy in 1996 oorlede is.


NOVA: Kom ons begin met die kern van die saak. Wat is tyd vir jou?

Sagan: Sedert Sint Augustinus het mense hiermee geworstel, en daar is allerhande dinge wat dit nie is nie. Dit is nie 'n vloei van iets nie, want wat vloei dit verby? Ons gebruik tyd om vloei te meet. Hoe kon ons tyd gebruik om tyd te meet? Ons sit daarin vas, elkeen van ons reis die toekoms in, een jaar, elke jaar. Niemand van ons doen presies anders nie. As ons naby die ligspoed sou kon reis, sou ons binne 'n gegewe tyd verder in die toekoms kon reis. Dit is een van die konsepte wat baie bestand is teen 'n eenvoudige definisie.

NOVA: Dink u dat terugreis met die tyd ooit moontlik sal wees?


Hoor Sagan via RealAudio
Sagan: Sulke vrae is bloot 'n kwessie van getuienis, en as die getuienis nie konsekwent of onvoldoende is nie, hou ons oordeel terug totdat daar beter bewyse is. Op die oomblik is ons in een van die klassieke, wonderlik opruiende oomblikke in die wetenskap wanneer ons nie weet nie, wanneer daar aan albei kante van die debat is, en wanneer dit wat op die spel is, baie verduisterend en baie diep is.

As ons in die verlede sou kon reis, is dit verbasend wat moontlik sou wees. Om mee te begin, die geskiedenis sou 'n eksperimentele wetenskap word, wat dit beslis nie vandag is nie. Die moontlike insigte in ons eie verlede en die natuur en oorsprong sal skitterend wees. Vir 'n ander sal ons die diep paradokse in die gesig staar om in te meng met die skema van oorsaaklikheid wat tot ons eie tyd en onsself gelei het. Ek het geen idee of dit moontlik is nie, maar dit is beslis die moeite werd om te ondersoek.

NOVA: Wil u hê dit moet moontlik wees?


Hoor Sagan via RealAudio
Sagan: Ek het gemengde gevoelens. Die ontdekkingsreisiger en eksperimenteel in my wil baie graag hê dat dit moontlik is. Maar die idee dat ek in die verlede sou kon uitwis sodat ek nooit sou gelewe het nie, is ietwat ontstellend.

NOVA: Kan u die 'oupa-paradoks' beskryf?


Hoor Sagan via RealAudio
Sagan: Die oupa-paradoks is 'n baie eenvoudige, wetenskaplike fiksie-gebaseerde skynbare teenstrydigheid in die kern van die idee van tydreise in die verlede. Dit is baie eenvoudig dat u in die verlede reis en u eie oupa vermoor voordat hy u moeder of u vader verwek, en waar laat dit u dan? Spring jy dadelik uit die bestaan ​​omdat jy nooit gemaak is nie? Of is u in 'n nuwe oorsaaklikheidskema waarin, aangesien u daar is, u daar is, en die gebeure in die toekoms wat tot u volwasse lewe lei nou baie anders is? Die kern van die paradoks is die skynbare bestaan ​​van u, die moordenaar van u eie oupa, wanneer die daad van u moord op u eie oupa die moontlikheid elimineer dat u ooit sal bestaan.

Onder die beweerde oplossings is dat u nie u oupa kan vermoor nie. U skiet hom, maar op die kritieke oomblik buig hy om sy skoenveter of die geweer vas te bind, of op 'n manier om die natuur te bevorder om die daad te voorkom wat die oorsaaklikheidskema onderbreek wat tot u eie bestaan ​​lei.

NOVA: Vind u dit maklik om te glo dat die wêreld so kan werk & # 8212, dit wil sê selfbestendig & # 8212, of dink u dat dit meer waarskynlik is dat daar parallelle heelalle is?


Hoor Sagan via RealAudio
Sagan: Dit is nog steeds 'n ketterse ideaal om aan te dui dat elke inmenging met 'n gebeurtenis in die verlede lei tot 'n vurk, 'n vertakking in oorsaaklikheid. U het twee ewe geldige heelalle: die een, die een wat ons almal ken en liefhet, en die ander, wat deur die tydreise bewerkstellig word. Ek weet dat die idee dat die heelal 'n self-konsekwente oorsaaklikheid moet uitwerk, baie fisici aanspreek, maar ek vind die argument daarvoor nie so dwingend nie. Ek dink dat teenstrydighede heel moontlik met die heelal ooreenstem.

NOVA: Wat maak jy as fisikus van Stephen Hawking se chronologiese beskermingsaanname [wat meen dat die wette van fisika tydmasjiene nie toelaat nie]?


Hoor Sagan via RealAudio
Sagan: Daar was 'n paar speelgoedeksperimente waarin die heelal op die oomblik dat die tydmasjien geaktiveer word, saamgesweer het om dit op te blaas, wat Hawking en ander daartoe gelei het dat die natuur dit sou konstrueer sodat tydreise nooit plaasvind nie. Maar niemand weet eintlik dat dit die geval is nie, en dit kan nie bekend word voordat ons 'n volledige teorie van kwantumgravitasie het nie, wat blykbaar nog nie op die punt staan ​​nie.

Een van Hawking se argumente in die vermoede is dat ons nie duisende tydreisigers van die toekoms af nie, en dat tydreise dus onmoontlik is. Hierdie argument vind ek baie twyfelagtig, en dit herinner my baie aan die argument dat daar nie elders in die ruimte intelligensies kan wees nie, want anders sou die aarde in vreemdelinge oorstroom word. Ek kan 'n halfdosyn maniere dink waarop ons nie in tydreisigers kon woeker nie, en tog is daar tog tydreise moontlik.


Hoor Sagan via RealAudio
Sagan: In die eerste plek kan dit wees dat u 'n tydmasjien kan bou om die toekoms in te gaan, maar nie in die verlede nie, en ons weet nie daarvan nie omdat ons daardie tydmasjien nog nie uitgevind het nie. Tweedens kan dit moontlik wees dat tydreise in die verlede moontlik is, maar dat hulle nog nie by ons tyd uitgekom het nie, hulle is baie ver in die toekoms en hoe verder terug in die tyd u gaan, hoe duurder is dit. Derdens, miskien is agtertydse reis moontlik, maar net tot op die oomblik dat die tydreis uitgevind word. Ons het dit nog nie uitgedink nie, so hulle kan nie na ons toe kom nie. Hulle kan so ver terugkom as wat dit ook al sou wees, sê AD 2300, maar nie verder terug in die tyd nie.

Dan is daar die moontlikheid dat hulle hier goed is, maar ons sien hulle nie. Hulle het perfekte onsigbare mantels of iets. As hulle oor sulke goed ontwikkelde tegnologie beskik, hoekom dan nie? Dan is daar die moontlikheid dat hulle hier is, en ons sien hulle wel, maar ons noem hulle iets anders & # 8212UFO's of spoke of hobgoblins of feetjies of iets dergeliks. Ten slotte is daar die moontlikheid dat tydreise heeltemal moontlik is, maar dit verg 'n groot vooruitgang in ons tegnologie, en die menslike beskawing sal homself vernietig voordat tydreisigers dit uitvind.

Ek is seker daar is ook ander moontlikhede, maar as u net aan die verskeidenheid moontlikhede dink, dink ek dat die feit dat ons nie natuurlik deur tydreisigers besoek word nie, wys dat tydreise onmoontlik is nie.

NOVA: Hoe word die snelheid van die lig verbind met die tydreis?


Hoor Sagan via RealAudio
Sagan: 'N Diepe gevolg van Einstein se spesiale relatiwiteitsteorie is dat geen materiële voorwerp so vinnig soos lig kan beweeg nie. Dit is verbode. Daar is 'n gebod: jy sal nie met die snelheid van die lig reis nie, en ons kan niks doen om so vinnig te reis nie.

Die rede waarom dit met tydreise verband hou, is omdat 'n ander gevolg van spesiale relatiwiteit is dat die tyd, soos gemeet deur die vinnige ruimtereisiger, vertraag in vergelyking met die tyd soos gemeet deur 'n vriend wat die huis op aarde verlaat. Dit word soms beskryf as die 'tweelingparadoks': twee identiese tweelinge, waarvan een op 'n reis naby die snelheid van die lig vertrek, en die ander een tuisbly. Wanneer die ruimtereisende tweeling terugkeer huis toe, het hy of sy net 'n bietjie ouer geword, terwyl die tweeling wat tuis gebly het, die gewone tempo verouder het. Ons het dus twee identiese tweelinge wat moontlik dekades oud is. Of miskien sal die reisende tweeling in die verre toekoms terugkeer as u naby genoeg aan die ligsnelheid gaan en almal wat hy ken, almal wat hy ooit van gehoor het, is dood, en dit is 'n heel ander beskawing.

Dit is 'n interessante idee en dit beklemtoon die feit dat tydreise die onbepaalde toekoms in ooreenstemming is met die natuurwette. Dit is net die tyd wat agteruit beweeg, wat die bron van die debat is en die tintelende gewaarwordinge waarna fisici en wetenskapfiksielesers hulle verheug.

NOVA: In jou roman Kontak, jou hoofkarakter Eleanor Arroway reis deur 'n wurmgat. Kan u 'n wurmgat beskryf?


Hoor Sagan via RealAudio
Sagan: Laat ons dink dat ons in 'n tweedimensionele ruimte woon. Ons wil van kol A na kol B. Maar A en B staan ​​so ver van mekaar dat dit met die ligspoed baie langer sal neem as 'n generasietyd of twee om daar te kom, soos gemeet aan die wêreld A. In plaas daarvan het u 'n soort tonnel wat deur 'n anders ontoeganklike derde dimensie gaan en A en B verbind. U kan baie vinniger deur die tonnel gaan, en dus kom u van A na B sonder om die tussenliggende ruimte te bedek, wat ietwat verbasend is, maar in ooreenstemming met die natuurwette. En [die teoretiese fisikus] Kip Thorne het bevind dat as ons 'n onbepaald gevorderde tegniese beskawing voorstel, so 'n wurmgat in ooreenstemming is met die wette van die fisika.

Dit is baie anders as om te sê dat ons self so 'n wurmgat kon bou. Een van die basiese idees oor hoe om dit te doen, is dat daar fantastiese wurmgate is wat op kwantumvlak voortdurend vorm en verval, en die idee is om een ​​daarvan te gryp en permanent oop te hou. Ons hoë-energie deeltjieversnellers het nie genoeg energie om die verskynsel op daardie skaal op te spoor nie, en nog minder doen iets soos om 'n wurmgat oop te hou. Maar dit het in beginsel moontlik gelyk, en daarom het ek die boek herkonfigureer sodat Eleanor Arroway dit suksesvol via 'n wurmgat deur die middel van die sterrestelsel kon haal.

NOVA: Hoe dink jy sou dit wees om deur 'n wurmgat te reis?


Hoor Sagan via RealAudio
Sagan: Niemand weet dit regtig nie, maar wat Thorne my geleer het, is dat u byvoorbeeld deur 'n wurmgat van punt A tot punt B gegaan het. Veronderstel punt B was in 'n baan om een ​​of ander helder ster. Die oomblik dat u in die wurmgat was, naby u oorsprongspunt A, sou u daardie ster sien. En dit sal baie helder wees, dit sal nie 'n klein puntjie in die verte wees nie. Aan die ander kant, as u sywaarts kyk, sou u nie uit die wurmgat sien nie, dan sou u in daardie vierde fisiese dimensie wees. Wat die mure van die wurmgat sou wees, is diep geheimsinnig. En die moontlikheid is ook geopper dat as u agtertoe in die wurmgat kyk, u die plek op die wêreld A sou sien wat u agtergelaat het. En dit sou waar wees, selfs as u uit die wurmgat naby die ster B verskyn. U sou 'n soort swart bol in die ruimte sien, waarin 'n beeld sou wees van die plek wat u op aarde gelaat het, net in die swartheid van ruimte. Baie Alice in Wonderland.

NOVA: U navrae oor ruimtereise vir Kontak het 'n heel nuwe rigting aangewakker in navorsing oor tydreise. Hoe laat dit jou voel?


Hoor Sagan via RealAudio
Sagan: Ek vind dit wonderlik, ek bedoel letterlik wonderlik, vol verwondering, dat hierdie onskuldige ondersoek in die konteks van die skryf van 'n wetenskapfiksieroman 'n hele veld van fisika en tientalle wetenskaplike artikels deur sommige van die beste fisici ter wêreld tot gevolg gehad het. Ek is so bly dat ek hierdie katalitiese rol nie net in vinnige ruimtelike vlug nie, maar ook in die idee van tydreise gespeel het.

NOVA: Hoe voel u dat u verantwoordelik is om tydreise te bring, miskien 'n stap nader?


4. Wurmgate

Algemene relatiwiteit maak ook voorsiening vir kortpaaie deur ruimtetyd, bekend as wurmgate, wat moontlik afstande van 'n miljard ligjare of meer of verskillende tydspunte kan oorbrug.

Baie natuurkundiges, insluitend Stephen Hawking, glo dat wurmgate voortdurend op die kwantumskaal in en uit kom, baie kleiner as atome. Die truuk sou wees om een ​​vas te vang en op te blaas na menslike weegskaal & # 8211 'n prestasie wat baie energie sou verg, maar wat teoreties net moontlik sou wees.

Pogings om dit op enige manier te bewys, het misluk, uiteindelik as gevolg van die onversoenbaarheid tussen algemene relatiwiteit en kwantummeganika.


Die naaste swart gat van die aarde is deur wetenskaplikes ontdek

Sterrekundiges het die naaste swart gat aan ons sonnestelsel wat tot nog toe gevind is, ontdek, 'net' 1000 ligjare van ons af.

Volgens 'n studie wat in die tydskrif gepubliseer is Sterrekunde & astrofisika, die swart gat vorm deel van 'n drievoudige sterrestelsel bekend as HR 6819, wat in astronomiese terme so naby is dat jy dit sonder 'n verkyker of teleskope vanaf die suidelike halfrond in 'n donker, helder nag kan sien.

"Ons was heeltemal verbaas toe ons besef dat dit die eerste sterrestelsel is met 'n swart gat wat met die blote oog gesien kan word," het Petr Hadrava, 'n mede-outeur van die studie van die Akademie vir Wetenskap van die Tsjeggiese Republiek, gesê. in 'n verklaring.

Die vorige rekordhouer is 'n swartgatkandidaat, bekend as V616 Mon, wat so 1200 ligjaar weg kan wees, hoewel die meeste sterrekundiges 'n syfer van 3000 ligjare meer realisties beskou.

Swart gate is astronomiese voorwerpe wat so massief en dig is dat niks, nie eers lig nie, aan hul swaartekrag kan ontsnap.

Swart gate is eers voorspel deur Albert Einstein se teorie van algemene relatiwiteit en bevat 'n enkelheid, 'n enkele punt van oneindige digtheid en swaartekrag waar ruimte en tyd soos ons dit verstaan, afbreek. Rondom die singulariteit is die gebeurtenishorison, die grens waarbinne niks kan ontsnap nie.

Stertemassa-swart gate, dié met massas wat tien keer so groot is as die son, vorm nadat massiewe sterre sterf as supernova-ontploffings en onder die invloed van swaartekrag in hulself ineenstort. Ander swart gate kan intussen ontstaan ​​as ongelooflike digte sterreste, genaamd neutronsterre, bots. Net so kan die samesmelting van twee swart gate, of een neutronster en 'n swart gat, ook 'n nuwe, groter swart gat genereer. Daarbenewens is daar supermassiewe swart gate, wat vermoedelik in die middel van baie sterrestelsels voorkom, waarvan die oorsprong meer geheimsinnig is.

"Sterre massa swart gate moet nie verwar word met die supermassiewe swart gate wat in die middel van die massiefste sterrestelsels skuil nie," het Dietrich Baade, 'n skrywer van die studie van die European Southern Observatory (ESO), gesê Newsweek. '[Die een] in die Melkweg het byvoorbeeld 'n massa van 4,2 miljoen sonne. Supermassiewe swart gate wat vroeg in die heelal gevorm is en bly waarskynlik groei deur die aanwas van sterre en samesmelting met ander supermassiewe swart gate.'

Sterrekundiges dink dat daar 'n groot aantal swart gate in die sterrestelsel is, maar tot dusver is nog net 'n paar dosyn geïdentifiseer.

"As u die ouderdom van die Melkweg neem, die aantal sterre wat dit bevat, en die lewensverwagting van hierdie sterre, is dit slegs 'n poging om te besef dat daar baie sterre-massa swart moet wees. gate in die sterrestelsel, ”het Baade gesê. "Meer komplekse modelle voorspel tussen 100 000 000 en 1 000 000 000 daarvan."

Swart gate kan nie direk waargeneem word met teleskope wat X-strale, lig of ander vorme van elektromagnetiese straling opspoor nie. Wetenskaplikes kan egter hul teenwoordigheid aflei deur na die uitwerking daarvan op die saak rondom hulle te soek. Enige aangeleenthede in die onmiddellike omgewing van 'n swart gat sal geleidelik na binne getrek word in 'n proses wat bekend staan ​​as aanwas, wat 'n "akkresieskyf" van wentelende materiaal skep. As 'n ster byvoorbeeld te naby waag, sal dit deur die swart gat verteer word, wat kragtig deur sy kragtige gravitasiekragte uitmekaar geskeur word.

Byna al die swart gate wat tot dusver geïdentifiseer is, het hulself geopenbaar weens hul sterk interaksie met hul onmiddellike omgewing. Die outeurs van die jongste studie sê egter dat die swart gat wat hulle in HR 6819 geïdentifiseer het, een van die eerste swartmassa's is wat nie gewelddadig met die omgewing in wisselwerking tree nie, en so te sê regtig swart lyk. Dit maak dit uiters moeilik om op te spoor.

Die span het die swart gat eers ontdek nadat hy sy twee metgeselle met 'n teleskoop in die La Silla-sterrewag van die ESO in Chili waargeneem het. Aanvanklik het hulle die paar dopgehou as deel van 'n studie oor dubbelsterstelsels, maar was geskok om die voorheen verborge swart gat te ontbloot terwyl hulle die data wat hulle versamel het, ontleed.

'Ons het gevind dat daar 'n derde voorwerp rondom een ​​van die twee ligsterre draai wat by vyf sonne of meer weeg,' het Baade gesê. "Die snelheid van daardie taamlik massiewe ster verander met 'n tydperk van 40 dae. Ondanks die sterk swaartekrag wat hierdie ster uitoefen, gee die derde voorwerp geen noemenswaardige hoeveelheid lig uit nie. Daarom kan dit net 'n swart gat wees. Die opwindende ding is dat dit een van die eerste en miskien selfs die heel eerste dof swart gate is wat hulself nie deur die geweld in hul onmiddellike omgewing bekend maak nie. '

"Ander swart gate is opgespoor omdat gas wat van 'n metgeselle na hulle oorgedra word, baie warm word en sterk uitstraal in X-strale, wat maklik waargeneem kan word," het Baade gesê. "Die nuwe swart gat is regtig swart omdat dit nie deur sy metgesel gevoer word nie. Dit maak dit soveel moeiliker om te ontdek: in plaas van 'n enkele X-straalbeeld neem dit baie waarnemings wat oor 'n lang tyd geskik versprei is om periodieke snelheid op te spoor. verander. "

Volgens Baade is die nuutste ontdekking om twee hoofredes verbasend: eerstens die feit dat die span moontlik die eerste keer 'n ware swart, of 'nie-aanloklike' swart gat gevind het. En tweedens dat dit relatief gesproke so naby gevind is. Dit dui aan dat daar in die toekoms nog baie soortgelyke swart gate gevind kan word, sê die navorsers, en hierdie stelsel sal waarskynlik net 'die punt van die ysberg' wees.

Roberto Saglia, 'n sterrekundige by die Max Planck-instituut vir buiteaardse fisika in Duitsland, wat nie by die jongste studie betrokke was nie, het vertel Newsweek dat die belangrike aspek van hierdie navorsing is die opsporing van 'n 'nie-aktiewe' swart swart gat.

"Most stellar mass black holes are first discovered because they have a hot accretion disk around them that shines in the X-ray/ultraviolet range and is detected by X-ray satellites. Here there is no X-ray emission and the inference of the presence of a black hole comes just from dynamical measurements," he said.

"This is important, because we expect from stellar evolution that many more stellar mass black holes should be around compared to the number of detected ones," he said. "This system provides an alternative way to probe this 'unseen' family of black holes, as gravitational wave detections can also provide."


The fastest manned vehicle in history was Apollo 10. It reached 25,000mph. But to travel in time we'll have to go more than 2,000 times faster

Now, I realise that thinking in four dimensions is not easy, and that wormholes are a tricky concept to wrap your head around, but hang in there. I've thought up a simple experiment that could reveal if human time travel through a wormhole is possible now, or even in the future. I like simple experiments, and champagne.

So I've combined two of my favourite things to see if time travel from the future to the past is possible.

Let's imagine I'm throwing a party, a welcome reception for future time travellers. But there's a twist. I'm not letting anyone know about it until after the party has happened. I've drawn up an invitation giving the exact coordinates in time and space. I am hoping copies of it, in one form or another, will be around for many thousands of years. Maybe one day someone living in the future will find the information on the invitation and use a wormhole time machine to come back to my party, proving that time travel will, one day, be possible.

In the meantime, my time traveller guests should be arriving any moment now. Five, four, three, two, one. But as I say this, no one has arrived. What a shame. I was hoping at least a future Miss Universe was going to step through the door. So why didn't the experiment work? One of the reasons might be because of a well-known problem with time travel to the past, the problem of what we call paradoxes.

Paradoxes are fun to think about. The most famous one is usually called the Grandfather paradox. I have a new, simpler version I call the Mad Scientist paradox.

I don't like the way scientists in movies are often described as mad, but in this case, it's true. This chap is determined to create a paradox, even if it costs him his life. Imagine, somehow, he's built a wormhole, a time tunnel that stretches just one minute into the past.

Hawking in a scene from Star Trek with dinner guests from the past, and future: (from left) Albert Einstein, Data and Isaac Newton

Through the wormhole, the scientist can see himself as he was one minute ago. But what if our scientist uses the wormhole to shoot his earlier self? He's now dead. So who fired the shot? It's a paradox. It just doesn't make sense. It's the sort of situation that gives cosmologists nightmares.

This kind of time machine would violate a fundamental rule that governs the entire universe - that causes happen before effects, and never the other way around. I believe things can't make themselves impossible. If they could then there'd be nothing to stop the whole universe from descending into chaos. So I think something will always happen that prevents the paradox. Somehow there must be a reason why our scientist will never find himself in a situation where he could shoot himself. And in this case, I'm sorry to say, the wormhole itself is the problem.

In the end, I think a wormhole like this one can't exist. And the reason for that is feedback. If you've ever been to a rock gig, you'll probably recognise this screeching noise. It's feedback. What causes it is simple. Sound enters the microphone. It's transmitted along the wires, made louder by the amplifier, and comes out at the speakers. But if too much of the sound from the speakers goes back into the mic it goes around and around in a loop getting louder each time. If no one stops it, feedback can destroy the sound system.

The same thing will happen with a wormhole, only with radiation instead of sound. As soon as the wormhole expands, natural radiation will enter it, and end up in a loop. The feedback will become so strong it destroys the wormhole. So although tiny wormholes do exist, and it may be possible to inflate one some day, it won't last long enough to be of use as a time machine. That's the real reason no one could come back in time to my party.

Any kind of time travel to the past through wormholes or any other method is probably impossible, otherwise paradoxes would occur. So sadly, it looks like time travel to the past is never going to happen. A disappointment for dinosaur hunters and a relief for historians.

But the story's not over yet. This doesn't make all time travel impossible. I do believe in time travel. Time travel to the future. Time flows like a river and it seems as if each of us is carried relentlessly along by time's current. But time is like a river in another way. It flows at different speeds in different places and that is the key to travelling into the future. This idea was first proposed by Albert Einstein over 100 years ago. He realised that there should be places where time slows down, and others where time speeds up. He was absolutely right. And the proof is right above our heads. Up in space.

This is the Global Positioning System, or GPS. A network of satellites is in orbit around Earth. The satellites make satellite navigation possible. But they also reveal that time runs faster in space than it does down on Earth. Inside each spacecraft is a very precise clock. But despite being so accurate, they all gain around a third of a billionth of a second every day. The system has to correct for the drift, otherwise that tiny difference would upset the whole system, causing every GPS device on Earth to go out by about six miles a day. You can just imagine the mayhem that that would cause.

The problem doesn't lie with the clocks. They run fast because time itself runs faster in space than it does down below. And the reason for this extraordinary effect is the mass of the Earth. Einstein realised that matter drags on time and slows it down like the slow part of a river. The heavier the object, the more it drags on time. And this startling reality is what opens the door to the possibility of time travel to the future.

Right in the centre of the Milky Way, 26,000 light years from us, lies the heaviest object in the galaxy. It is a supermassive black hole containing the mass of four million suns crushed down into a single point by its own gravity. The closer you get to the black hole, the stronger the gravity. Get really close and not even light can escape. A black hole like this one has a dramatic effect on time, slowing it down far more than anything else in the galaxy. That makes it a natural time machine.

I like to imagine how a spaceship might be able to take advantage of this phenomenon, by orbiting it. If a space agency were controlling the mission from Earth they'd observe that each full orbit took 16 minutes. But for the brave people on board, close to this massive object, time would be slowed down. And here the effect would be far more extreme than the gravitational pull of Earth. The crew's time would be slowed down by half. For every 16-minute orbit, they'd only experience eight minutes of time.

Inside the Large Hadron Collider

Around and around they'd go, experiencing just half the time of everyone far away from the black hole. The ship and its crew would be travelling through time. Imagine they circled the black hole for five of their years. Ten years would pass elsewhere. When they got home, everyone on Earth would have aged five years more than they had.

So a supermassive black hole is a time machine. But of course, it's not exactly practical. It has advantages over wormholes in that it doesn't provoke paradoxes. Plus it won't destroy itself in a flash of feedback. But it's pretty dangerous. It's a long way away and it doesn't even take us very far into the future. Fortunately there is another way to travel in time. And this represents our last and best hope of building a real time machine.

You just have to travel very, very fast. Much faster even than the speed required to avoid being sucked into a black hole. This is due to another strange fact about the universe. There's a cosmic speed limit, 186,000 miles per second, also known as the speed of light. Nothing can exceed that speed. It's one of the best established principles in science. Believe it or not, travelling at near the speed of light transports you to the future.

To explain why, let's dream up a science-fiction transportation system. Imagine a track that goes right around Earth, a track for a superfast train. We're going to use this imaginary train to get as close as possible to the speed of light and see how it becomes a time machine. On board are passengers with a one-way ticket to the future. The train begins to accelerate, faster and faster. Soon it's circling the Earth over and over again.

To approach the speed of light means circling the Earth pretty fast. Seven times a second. But no matter how much power the train has, it can never quite reach the speed of light, since the laws of physics forbid it. Instead, let's say it gets close, just shy of that ultimate speed. Now something extraordinary happens. Time starts flowing slowly on board relative to the rest of the world, just like near the black hole, only more so. Everything on the train is in slow motion.

This happens to protect the speed limit, and it's not hard to see why. Imagine a child running forwards up the train. Her forward speed is added to the speed of the train, so couldn't she break the speed limit simply by accident? Die antwoord is nee. The laws of nature prevent the possibility by slowing down time onboard.

Now she can't run fast enough to break the limit. Time will always slow down just enough to protect the speed limit. And from that fact comes the possibility of travelling many years into the future.

Imagine that the train left the station on January 1, 2050. It circles Earth over and over again for 100 years before finally coming to a halt on New Year's Day, 2150. The passengers will have only lived one week because time is slowed down that much inside the train. When they got out they'd find a very different world from the one they'd left. In one week they'd have travelled 100 years into the future. Of course, building a train that could reach such a speed is quite impossible. But we have built something very like the train at the world's largest particle accelerator at CERN in Geneva, Switzerland.

Deep underground, in a circular tunnel 16 miles long, is a stream of trillions of tiny particles. When the power is turned on they accelerate from zero to 60,000mph in a fraction of a second. Increase the power and the particles go faster and faster, until they're whizzing around the tunnel 11,000 times a second, which is almost the speed of light. But just like the train, they never quite reach that ultimate speed. They can only get to 99.99 per cent of the limit. When that happens, they too start to travel in time. We know this because of some extremely short-lived particles, called pi-mesons. Ordinarily, they disintegrate after just 25 billionths of a second. But when they are accelerated to near-light speed they last 30 times longer.

It really is that simple. If we want to travel into the future, we just need to go fast. Really fast. And I think the only way we're ever likely to do that is by going into space. The fastest manned vehicle in history was Apollo 10. It reached 25,000mph. But to travel in time we'll have to go more than 2,000 times faster. And to do that we'd need a much bigger ship, a truly enormous machine. The ship would have to be big enough to carry a huge amount of fuel, enough to accelerate it to nearly the speed of light. Getting to just beneath the cosmic speed limit would require six whole years at full power.

The initial acceleration would be gentle because the ship would be so big and heavy. But gradually it would pick up speed and soon would be covering massive distances. In one week it would have reached the outer planets. After two years it would reach half-light speed and be far outside our solar system. Two years later it would be travelling at 90 per cent of the speed of light. Around 30 trillion miles away from Earth, and four years after launch, the ship would begin to travel in time. For every hour of time on the ship, two would pass on Earth. A similar situation to the spaceship that orbited the massive black hole.

After another two years of full thrust the ship would reach its top speed, 99 per cent of the speed of light. At this speed, a single day on board is a whole year of Earth time. Our ship would be truly flying into the future.

The slowing of time has another benefit. It means we could, in theory, travel extraordinary distances within one lifetime. A trip to the edge of the galaxy would take just 80 years. But the real wonder of our journey is that it reveals just how strange the universe is. It's a universe where time runs at different rates in different places. Where tiny wormholes exist all around us. And where, ultimately, we might use our understanding of physics to become true voyagers through the fourth dimension.

'Stephen Hawking's Universe' begins on May 9 on Discovery Channel (HD) at 9pm


Here's How Black Holes Cause Time Travel

A researcher explained how time would be distorted inside a black hole. According to the researcher, entering a black hole would be like traveling through time.

When it comes to space and time travel, many believe that this idea can be achieved through dilation. The concept of time dilation refers to the different times measured by two clocks if one of these devices is on Earth and the other one is on a spaceship.

As the spaceship carrying one of the clocks moves at light speed, time here would appear to be much slower compared to the time measured by the clock on Earth. Theoretically, the same phenomenon would occur if the same spaceship enters a black hole.

In a post on Quora, researchers Atharva Palshetkar of the CTES College in India explained that for the spaceship in the black hole, time would appear to be moving at a normal pace. However, looking outside the black hole from within would reveal that time is actually moving at a much faster rate.

“Now if someone was supposed to see you falling down a black hole, he would see you going slower and slower, taking weeks, years and even decades, until you reach a point where light can’t escape the black hole’s event horizon,” Palshetkar explained.

“Meanwhile, while you enter the black hole everything you see outside will begin to speed up outside,” he continued. “Your family, kids, grandkids, hundreds of generations will rise and fall in just matters of minutes or hours.”

According to Palshetkar, those inside the black hole will eventually get to witness billions of years pass by on the outside without getting affected since, in their current state, time is still moving at a regular pace.

Of course, Palshetkar’s explanation of how black holes cause time travel is just a theory. Due to several factors, not much is known about the nature of black holes. For one, it is also impossible to visit a black hole to study it since the nearest one over 6,500 light-years from Earth. In addition, scientists have already stated that humans will most likely not survive if they get sucked into a black hole.

A team of astronomers found a way to get clear images of the black hole. Pitured: Black hole, Results when the core of a massive star collapses the gravitational force is so strong that not even light can escape. Photo: QAI Publishing/Getty Images


Using Gravity as a Means of Time Travel

In much the same way that traveling at speeds close to the speed of light can slow down perceived time, intense gravitational fields can have the same effect.

Gravity only affects the movement of space, but also the flow of time. Time passes more slowly for an observer inside a massive object's gravitational well. The stronger the gravity, the more it affects the flow of time.

Astronauts on the International Space Station experience a combination of these effects, though on a much smaller scale. Since they are traveling quite quickly and orbiting around Earth (a massive body with significant gravity), time slows down for them compared to people on Earth. The difference is much less than a second over the course of their time in space. But, it is measurable.