Cha kusoma: Majibu Mafupi kwa Maswali Makuu ni kitabu kipya zaidi cha Stephen Hawking

2024 Mwandishi: Malcolm Clapton | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 04:11

Nukuu kutoka kwa kazi ya mwanasayansi mkuu juu ya ikiwa kusafiri kwa wakati kunawezekana.

Kuhusiana kwa karibu na kusafiri kwa wakati ni uwezo wa kusonga haraka kutoka sehemu moja kwenye nafasi hadi nyingine. Kama nilivyosema awali, Einstein alionyesha kwamba msukumo wa ndege wenye nguvu sana ungehitajika ili kuharakisha chombo cha anga hadi kasi ya karibu ya mwanga. Kwa hivyo njia pekee ya kuhama kutoka sehemu moja ya Galaxy hadi nyingine kwa muda unaofaa ni kuweza kukunja wakati wa nafasi kwa njia ambayo bomba ndogo, au "shimo la minyoo" litengenezwe. Inaweza kuunganisha sehemu mbili za Galaxy na kutenda kama njia fupi kati yao; unaweza kuruka na kurudi na bado unakamata marafiki zako wote wakiwa hai. "Wormholes" kama hizo zilizingatiwa sana kama fursa inayopatikana kwa ustaarabu wa siku zijazo. Ikiwa utaweza kuhama kutoka sehemu moja ya Galaxy hadi nyingine katika wiki kadhaa, basi unaweza kurudi kupitia "shimo" lingine - wakati huo huo kabla ya kugonga barabara. Pia, hakuna kitakachokuzuia kusafiri kwenda mbele na kurudi zamani kupitia "mshimo" mmoja ikiwa ncha zake zote mbili zitasonga kwa kila mmoja.

Tunaweza kusema kwamba ili kuunda "shimo la minyoo", ni muhimu kupiga wakati wa nafasi katika mwelekeo kinyume na ile ambayo jambo la kawaida huipiga. Jambo la kawaida hupinda wakati wa nafasi kuelekea yenyewe, kama uso wa Dunia. Lakini kuunda "shimo la minyoo" kunahitaji jambo ambalo linapinda wakati wa nafasi katika mwelekeo tofauti, kama uso wa tandiko. Ndivyo ilivyo kwa mpindo mwingine wowote wa muda wa angani kusafiri hadi zamani, isipokuwa ulimwengu umepinda sana hivi kwamba tayari una uwezo wa kusafiri kwa wakati. Ni katika kesi hii tu utahitaji jambo na misa hasi na wiani hasi wa nishati.

Nishati ni kama pesa. Ikiwa una usawa mzuri katika benki, unaweza kutumia pesa kwa njia yoyote unayotaka. Hata hivyo, kwa mujibu wa sheria za classical, ambazo hadi hivi karibuni zilizingatiwa kuwa hazibadiliki, overdraft hairuhusiwi wakati wa kutumia nishati.

Sheria za kitamaduni hutufanya tushindwe kuupinda ulimwengu ili kusafiri kwa wakati kuwezekane. Lakini sheria za kitamaduni zinakanushwa na nadharia ya quantum - ya pili baada ya nadharia ya jumla ya uhusiano, mapinduzi makubwa ya kiakili katika ufahamu wetu wa Ulimwengu. Nadharia ya quantum ni rahisi zaidi na inaruhusu overdraft katika baadhi ya matukio. Walakini, benki inapaswa kuwa na huruma ya kutosha kwetu. Kwa maneno mengine, nadharia ya quantum inaruhusu wiani hasi wa nishati katika maeneo fulani, ikiwa unatoa wiani mzuri kwa wengine.

Nadharia ya quantum inaruhusu msongamano hasi wa nishati kwa sababu inategemea kanuni ya kutokuwa na uhakika. Na anasema kuwa baadhi ya sifa, kama vile nafasi na kasi ya chembe, haziwezi kuwa na maadili yaliyopimwa kwa wakati mmoja. Kwa usahihi zaidi nafasi ya chembe imedhamiriwa, juu ya kutokuwa na uhakika juu ya kasi yake na kinyume chake. Kanuni ya kutokuwa na uhakika pia inatumika kwa nyanja - kwa mfano, kwa uwanja wa sumakuumeme au mvuto. Anasema kuwa nyanja hizi haziwezi kuwa na thamani isiyofaa hata pale ambapo tunafikiri kuna nafasi tupu. Ukweli ni kwamba ikiwa maadili yao ni sawa na sifuri, basi hii ina maana kwamba wanapaswa kuwa na nafasi iliyoelezwa vizuri, sawa na sifuri, na kasi iliyoelezwa vizuri, sawa na sifuri. Na hii ni kinyume na kanuni ya kutokuwa na uhakika. Hii ina maana kwamba sehemu lazima ziwe na mabadiliko ya kiwango cha chini. Mtu anaweza kufikiria kinachojulikana kushuka kwa utupu kwa namna ya jozi za chembe na antiparticles ambazo hujitokeza ghafla, hutengana, kisha kuunganisha tena na kuangamiza, kuangamiza kwa pande zote.

Jozi kama hizo za chembe - antiparticles zinachukuliwa kuwa za kawaida, kwa sababu haziwezi kugunduliwa moja kwa moja kwa kutumia detector ya chembe. Lakini athari isiyo ya moja kwa moja inaweza kuzingatiwa. Kwa hili, kinachojulikana kama athari ya Casimir hutumiwa. Jaribu kufikiria sahani mbili za chuma zinazofanana zikiwa zimetengana umbali mfupi kutoka kwa nyingine. Sahani hufanya kama vioo vya chembe pepe na antiparticles. Hii ina maana kwamba nafasi kati ya sahani inaonekana kama bomba la chombo, tu hupitisha mawimbi ya mwanga ya mzunguko fulani wa resonant. Matokeo yake, zinageuka kuwa kiasi fulani cha mabadiliko ya quantum hutokea kati ya sahani, tofauti na kile kinachotokea nyuma yao, ambapo mabadiliko haya yanaweza kuwa na urefu wowote. Tofauti katika idadi ya chembe za kawaida kati ya sahani na nje inamaanisha kuwa sahani ziko chini ya shinikizo zaidi upande mmoja kuliko upande mwingine. Nguvu ndogo hutokea, ambayo huleta sahani karibu na kila mmoja. Nguvu hii inaweza kupimwa kwa majaribio. Kwa hivyo chembe pepe zipo katika hali halisi na zina athari halisi.

Kwa kuwa kuna chembechembe chache za mtandaoni, au mabadiliko ya quantum katika utupu, kati ya sahani, msongamano wa nishati pia ni wa chini hapa kuliko katika nafasi inayozunguka. Lakini wiani wa nishati ya nafasi tupu kwa umbali mkubwa kutoka kwa sahani inapaswa kuwa sawa na sifuri. Vinginevyo, muda wa nafasi utakuwa umepinda na Ulimwengu hautakuwa tambarare kabisa. Hii ina maana kwamba wiani wa nishati katika eneo kati ya sahani lazima iwe mbaya.

Mkengeuko uliothibitishwa wa mwanga kwa majaribio unaonyesha kuwa muda wa angani umejipinda, na athari ya Casimir inathibitisha kuwa mpindano unaweza kuwa hasi. Na inaweza kuonekana kuwa sayansi na teknolojia inapoendelea, tutaweza kuunda "wormholes" au bend nafasi na wakati kwa njia nyingine ili kuweza kusafiri katika siku za nyuma. Lakini katika kesi hii, idadi ya maswali na shida huibuka.

Kwa mfano: ikiwa kusafiri kwa wakati kunawezekana katika siku zijazo, kwa nini hakuna mtu aliyerudi kwetu kutoka siku zijazo na kutuambia jinsi ya kufanya hivyo.

Hata ikiwa kuna sababu nzuri za kutuweka gizani, ni ngumu kwa wanadamu kuamini kuwa hakuna mtu anayetaka kujitokeza na kutufunulia sisi wakulima masikini waliorudi nyuma siri ya kusafiri kwa wakati. Kwa kweli, wengine wanasema kuwa wageni kutoka siku zijazo tayari wanatutembelea - wanaruka kwenye UFOs, na serikali zinahusika katika njama kubwa ya kuficha ukweli huu ili kutumia maarifa ya kisayansi ambayo wageni hubeba nao. Ninaweza kusema jambo moja tu: ikiwa serikali zinaficha kitu, bado haziwezi kutumia habari muhimu zilizopokelewa kutoka kwa wageni. Nina mashaka sana juu ya "nadharia ya njama" na ninapata "nadharia ya fujo" inayokubalika zaidi. Ripoti za UFO haziwezi kuhusishwa pekee na wageni kwa sababu zinakinzana. Lakini ikiwa tunakubali kwamba baadhi ya uchunguzi huu ni makosa au ndoto tu, je, si jambo la kimantiki zaidi kukiri kwamba ndivyo ilivyo, kuliko kuamini kwamba tunatembelewa na wageni kutoka siku zijazo au kutoka sehemu nyingine ya Galaxy? Ikiwa wageni hawa wanataka kweli kutawala Dunia au kutuonya juu ya aina fulani ya hatari, basi hawana ufanisi sana.

Kuna njia ya kupatanisha wazo la kusafiri kwa wakati na ukweli kwamba hatujawahi kukutana na wageni kutoka siku zijazo. Tunaweza kusema kwamba safari kama hiyo itawezekana tu katika siku zijazo. Wakati wetu wa zamani umepangwa kwa sababu tuliuona na kuona kuwa haukuwa umepinda vya kutosha ili tuweze kusafiri kurudi kwa wakati. Na siku zijazo ni wazi, kwa hivyo siku moja tutajifunza kupiga wakati wa nafasi na kupata fursa ya kusafiri kwa wakati. Lakini kwa kuwa tutaweza kugeuza wakati wa nafasi katika siku zijazo tu, hatutaweza kurudi kutoka kwake hadi sasa au hata mapema.

Picha kama hiyo inaweza kuelezea kwa nini hatuoni wimbi la watalii kutoka siku zijazo. Lakini bado inaacha nafasi kwa vitendawili vingi. Tuseme kuna fursa ya kuruka katika spaceship na kurudi kabla ya kuanza kwa ndege. Ni nini kitakachokuzuia kufyatua roketi kwenye tovuti ya uzinduzi na hivyo kuwatenga uwezekano wa kukimbia kama wewe mwenyewe? Kuna matoleo mengine yasiyo ya chini ya kitendawili: kwa mfano, kurudi nyuma na kuua wazazi wako kabla ya kuzaliwa. Kuna suluhisho mbili zinazowezekana kwa hii.

Jambo moja ningeita mbinu thabiti ya kihistoria. Katika kesi hii, mtu anaweza kupata suluhu thabiti kwa milinganyo ya kimwili - ingawa muda wa anga umepinda kiasi kwamba inawezekana kusafiri katika siku za nyuma. Kwa mtazamo huu, huwezi kuandaa roketi ya kusafiri katika siku za nyuma ikiwa haujarudi kwake na haujaweza kulipua pedi ya uzinduzi. Hii ni picha ya mlolongo, lakini inasema kwamba tumedhamiriwa kabisa: hatuwezi kubadilisha mawazo yetu. Hii ni nyingi sana kwa hiari.

Suluhisho lingine ninaita njia mbadala ya historia. Ilichangiwa na mwanafizikia David Deutsch, na pengine ilikusudiwa na waundaji wa Back to the Future. Kwa mbinu hii, katika historia moja mbadala hakutakuwa na kurudi kutoka siku zijazo kabla ya kuzinduliwa kwa roketi na, ipasavyo, hakutakuwa na fursa ya kulipua. Lakini msafiri anaporudi kutoka siku zijazo, anajikuta katika historia nyingine mbadala. Ndani yake, jamii ya wanadamu hufanya juhudi za ajabu za kujenga chombo cha anga, lakini kabla ya kuanza kutoka sehemu nyingine ya Galaxy, meli kama hiyo inaonekana na kuharibu iliyojengwa.

David Deutsch anapendelea mbinu mbadala ya kihistoria kwa dhana ya wingi wa historia, ambayo ilitolewa na mwanafizikia Richard Feynman. Wazo lake ni kwamba, kulingana na nadharia ya quantum, ulimwengu hauna historia ya kipekee na ya kipekee.

Kuna hadithi zote zinazowezekana katika Ulimwengu, kila moja ikiwa na kiwango chake cha uwezekano.

Kunapaswa kuwa na uwezekano wa hadithi ambayo kuna amani thabiti katika Mashariki ya Kati, lakini uwezekano wa hadithi kama hiyo ni uwezekano mdogo.

Katika baadhi ya hadithi, muda wa angani hupindishwa ili vitu kama vile roketi viweze kurudi kwenye maisha yao ya zamani. Lakini kila hadithi ni muhimu na inajitosheleza, inayoelezea sio tu wakati wa nafasi iliyopindika, lakini pia vitu vyote vilivyomo. Kwa hivyo, roketi, ikirudi, haiwezi kuingia kwenye historia nyingine mbadala. Inabakia katika hadithi sawa, ambayo lazima iwe na kujitegemea. Na mimi, tofauti na Deutsch, ninaamini kwamba wazo la wingi wa hadithi hufanya kazi kwa kupendelea historia thabiti badala ya mbinu mbadala ya kihistoria.

Inavyoonekana, hatuko katika nafasi ya kuachana na picha thabiti ya kihistoria. Hata hivyo, hii inaweza isishughulikie masuala ya uamuzi na hiari ikiwa kuna uwezekano mdogo sana wa hadithi ambapo muda wa anga umepinda ili kusafiri kwa muda kuwezekana zaidi ya kipimo kikubwa. Ninaita hii nadharia ya usalama ya kronolojia: sheria za fizikia zimeundwa ili kuzuia kusafiri kwa wakati katika kiwango cha macroscopic.

Inaonekana kama muda wa nafasi umepindana karibu vya kutosha kuruhusu kusafiri hadi zamani, basi chembe pepe zinaweza kuwa karibu chembe halisi zinazosonga kwenye njia zilizofungwa. Msongamano wa chembe za kawaida na nishati yao huongezeka kwa kiasi kikubwa, ambayo ina maana kwamba uwezekano wa hadithi hizo ni mdogo sana. Ingawa hii inakuwa sawa na shughuli za wakala wa ulinzi wa mpangilio wa matukio ambao unatafuta kuhifadhi ulimwengu kwa wanahistoria. Lakini mada ya mkunjo wa nafasi na wakati bado ni changa. Kulingana na aina ya nadharia ya mfuatano inayojulikana kama nadharia ya M, ambayo tuna matumaini makubwa ya kuunganisha uhusiano wa jumla na nadharia ya quantum, muda wa anga unapaswa kuwa na vipimo kumi na moja, wala si vinne tunavyopitia.

Jambo la msingi ni kwamba vipimo saba kati ya hivi kumi na moja vimekunjwa kwenye nafasi ndogo kiasi kwamba hatuioni. Kwa upande mwingine, vipimo vinne vilivyobaki ni tambarare na vinawakilisha kile tunachokiita muda wa nafasi. Ikiwa picha hii ni sahihi, basi inapaswa iwezekanavyo kwa namna fulani kuunganisha vipimo vinne vya gorofa na saba iliyobaki iliyopigwa sana, au iliyopotoka, vipimo. Nini kitatokea kwa hii, bado hatujui. Lakini fursa ni za kusisimua.

Kwa kumalizia, nitasema yafuatayo.

Dhana zetu za kisasa hazizuii uwezekano wa kusafiri kwa nafasi ya haraka na kurudi kwa siku za nyuma. Hili linaweza kuleta matatizo makubwa ya kimantiki, kwa hivyo tutegemee kuna aina fulani ya Sheria ya Usalama ya Kronolojia ambayo itawazuia watu kurudi nyuma na kuwaua wazazi wao.

Lakini mashabiki wa hadithi za kisayansi hawapaswi kukasirika. Nadharia ya M inatoa matumaini.

Kazi ya mwisho ya mwanafizikia maarufu duniani Stephen Hawking, kitabu-agano, ambayo yeye muhtasari na kuzungumza juu ya mada muhimu ya wasiwasi kwa kila mtu.

Je, ubinadamu utaokoka? Je, tunapaswa kuwa watendaji sana angani? Je, kuna Mungu? Haya ni baadhi tu ya maswali yaliyojibiwa katika kitabu chake cha mwisho na mmoja wa watu wenye akili kubwa zaidi katika historia.