科学的事実とSF

SF における古代の魅力であるタイムトラベルは、科学において依然として複雑で未解決の概念です。 熱力学の第 2 法則は、時間は前進のみできると述べていますが、アインシュタインの相対性理論は時間と速度の関係を示しています。 ワームホールなどの理論的なアイデアは潜在的なルートを提供しますが、実際的な課題や「祖父のパラドックス」などのパラドックスが、実際のタイムトラベルの実現可能性をさらに複雑にしています。

タイムトラベルが起こる可能性はあるのでしょうか？

SF映画の登場人物のようにタイムトラベルを夢見たことがありますか? 何世紀にもわたって、タイムトラベルの概念は人々の想像力を魅了してきました。 タイムトラベルは、異なる場所間を移動するのと同じように、異なる時点間を移動するという概念です。 映画の中で、登場人物が特別な機械や魔法の装置を使用したり、未来の車に飛び乗って時間を逆行または前進させたりするのを見たことがあるかもしれません。

しかし、これは単なる映画の面白いアイデアなのでしょうか、それとも実際に起こり得るのでしょうか?

タイムトラベルの背後にある科学

時間が可逆的であるかどうかという問題は、依然として科学における最大の未解決の問題の 1 つです。 宇宙が従うなら 熱力学の法則、できないかもしれません。 熱力学の第 2 法則は、宇宙の物事は変化しないか、時間の経過とともにさらに無秩序になると述べています。

それは、卵が調理された後に割ってはいけないと言っているのと少し似ています。 この法則によれば、宇宙は完全に元の状態に戻ることはできません。 時間は一方通行のように前に進むことしかできません。

時間は相対的なものです

しかし、物理学者アルバート・アインシュタインの特殊相対性理論は、人によって時間の経過速度が異なることを示唆しています。 時速6億7,100万マイルという光速に近い速度で移動する宇宙船に人が乗っています。 -彼は地球上の誰よりもゆっくりと生きるでしょう。

人類はまだ光速に近い速度で移動できる宇宙船を建造していませんが、宇宙を訪れる宇宙飛行士は 国際宇宙ステーション 時速17,500マイルに近い速度で地球の周りを周回しています。 宇宙飛行士スコット・ケリーは国際宇宙ステーションで520日間を過ごし、その結果、双子の兄弟であり宇宙飛行士仲間であるマーク・ケリーよりもわずかに老化が遅い。 スコットは双子の兄より6分年下でした。 さて、スコットは何日もマークよりもはるかに速く移動しているため、彼もマークよりもはるかに速く移動しています 6分5ミリ秒短縮。

時間はどこでも同じではありません。

理論的な可能性と課題

科学者の中には、理論的にタイムトラベルを可能にする他のアイデアを模索している人もいます。 コンセプトの 1 つは、宇宙を旅するための近道を作成できる宇宙内のワームホール、つまり仮想トンネルに関するものです。 誰かがワームホールを構築し、その一端を光速に近い速度で動かす方法を発見できたとしたら（前述の仮想宇宙船のように）、動く端は固定端よりもゆっくりと老化するでしょう。 移動端に入り、固定端を通ってワームホールから出た人は、過去の中に抜け出すことになります。

しかし、ワームホールは理論のままであり、科学者たちはまだワームホールを発見できていません。 どうやらそうなりそうです 信じられないほど難しい 人間をスペーストンネルを通ってワームホールに送り込む。

矛盾と失敗したディナーパーティー

タイムトラベルに関連するパラドックスもあります。 有名な “おじいさんのパラドックス「これは、誰かがタイムトラベルして、誤って先祖が会うのを妨げた場合に起こり得る仮定の問題です。これでは、あなたは生まれていないので、矛盾が生じます。つまり、そもそもどうやってタイムトラベルできたのでしょうか？という疑問が生じます。」それはパズルだ。」心にとって、それはタイムトラベルの謎をさらに深めます。

物理学者スティーブン・ホーキング博士がタイムトラベルの可能性を実験したことが知られている ディナーパーティーを主催する 日付、時刻、座標を示す招待状は、事後まで送信されませんでした。 彼は、タイムトラベル能力を持つ未来に住む誰かに自分の招待状が読まれることを望んでいた。 しかし誰も現れなかった。

そのまま 指摘した「タイムトラベルが不可能であり、今後も不可能であることを示す最良の証拠は、私たちが未来からの大群の観光客に侵略されていないということです。」

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の芸術的なレンダリング。 クレジット: ノースロップ・グラマン

望遠鏡はタイムマシンです

興味深いことに、強力な望遠鏡を装備した天体物理学者は、独特の形式のタイムトラベルを持っています。 広大な宇宙を眺めるとき、彼らは過去の宇宙を見つめているのです。 すべての銀河や星からの光は移動するのに時間がかかり、これらの光線は遠い過去からの情報を運びます。 天体物理学者が望遠鏡で星や銀河を観察するとき、彼らはそれが現在存在しているものとして見るのではなく、数百万年から数十億年前に光が地球へ旅を始めたときに存在していたものとして見ます。

望遠鏡は一種のタイムマシンであり、過去を覗くことができます。

NASA の最新の宇宙望遠鏡であるジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡は、約 137 億年前のビッグバンの始まりに形成された銀河を観察しています。

映画に登場するようなタイムマシンがすぐに登場する可能性は低いですが、科学者たちは新しいアイデアを積極的に研究し、模索しています。 しかし今のところ、私たちはお気に入りの本、映画、夢の中でタイムトラベルのアイデアを楽しむしかありません。

ボルティモア郡メリーランド大学の天文学および天体物理学の助教授、アディ・フォードによって書かれました。

に最初に掲載された記事を改​​作したもの 会話。