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. Большая их
часть полностью выдумана и не соответствует 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 – композиционного материала,
свойства которого определяются не составом, а микроструктурой. Он
представляет собой пластиковые полосы, нанесенные на золотую
подложку. Ученые действовали на эту структуру лазером.
Математический аппарат электромагнетизма, описывающий метаматериал,
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 Большой взрыв — это момент, когда
распространение света начинается по оси z, моделирующей время.
Это событие моделирует начало космологического времени, которое
двигается 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 верность 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 такими свойствами, что свет в них
будет ходить по кругу (а, как мы помним, математически его описание
совпадает с описанием движения частицы в пространстве-времени), то
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.
Автор: София Нескучная
Подробнее:
http://news.mail.ru/society/5711135/