Как путешествия во времени и телепортация выглядят с точки зрения науки?

ForbesНаука

Космические струны, кротовые норы и черные дыры: что ученые знают о путешествиях во времени и телепортации

Как путешествия во времени и телепортация выглядят с точки зрения современной науки и станут ли они когда-то возможны (спройлер: да)?

Редакция Forbes

ad41027ed644764e8dfe8997b8a14eb3.jpg__1573484070__39710.jpg
Кадр из фильма «Назад в будущее» / Universal Pictures

Forbes публикует фрагмент книги «На что похоже будущее», которую в конце ноября выпустит на русском языке издательство «Альпина нон-фикшн». В книге коллектив авторов под руководством британского физика-теоретика Джима Аль-Халили пытается ответить на вопрос, что ждет человечество в будущем. Как изменится климат, каким будет транспорт и что получится, если искусственный интеллект возьмет над нами верх? Станут ли люди счастливее с помощью таблеток и здоровее благодаря лечению с учетом индивидуальной ДНК? Каких чудес техники нам ждать? Каких революций в быту? Forbes публикует последнюю главу книги, посвященную далекому будущему. В ней Аль-Халили пытается дать ответ на вопрос, возможны ли путешествия во времени и телепортация.

Телепортация

Основная идея телепортации заключается в переносе материи из одной точки в другую без необходимости преодолевать физическое пространство между ними. Ее можно часто встретить в научно-фантастических книгах, фильмах и видеоиграх. И попала она туда раньше, чем вы думаете.

Насколько нам известно, самое первое упоминание устройства для телепортации содержится в книге Эдварда Пейджа Митчелла «Человек без тела», написанной в 1877 году: в ней рассказывается об ученом, который изобретает машину, способную разложить тело живого человека на атомы, а затем отправить их, подобно электрическому току, по проводам к некоему принимающему устройству, обеспечивающему воссоединение. Самое удивительное в том, что книга появилась не только до открытия электрона, но даже до внятного объяснения природы самих атомов.

Перенесемся на полстолетия вперед, в 1929 год, когда Артур Конан Дойль опубликовал рассказ под названием «Дезинтеграционная машина» об устройстве, способном разделять материю на части, а потом воссоздавать ее в прежнем виде. Один из персонажей рассказа задается вопросом: «В состоянии ли вы представить себе процесс, посредством которого вы, органическое существо, <...> постепенно растворяетесь в пространстве, а затем благодаря обратному изменению условий появляетесь вновь?». Два года спустя американский писатель Чарльз Форт впервые ввел неологизм «телепортация » для объяснения случаев загадочного исчезновения людей и объектов и их предполагаемого появления где-то в другом месте. Форт относил такого рода происшествия к числу аномалий наряду с загадочными сверхъестественными и паранормальными явлениями, не находившими объяснения в рамках общепринятой научной картины мира. Благодаря интересу писателя появился целый класс «фортеанских феноменов».

Современное представление об устройстве для телепортации стало достоянием массовой культуры в 1958 году с выходом на экраны научно-фантастического фильма ужасов «Муха» (The Fly), в котором ученый по неосторожности примешивает к своему ДНК гены мухи, залетевшей в кабину для телепортации. Однако самым известным и долго живущим художественным воплощением идеи телепортации для множества людей по всему миру стал «транспортер» на борту звездолета «Энтерпрайз», а фраза, которую произносит один из героев перед телепортацией — «телепортируй меня, Скотти», — стала почти крылатой. Когда образ такого устройства возник в голове создателя сериала «Звездный путь» Джина Родденберрив середине 1960-х годов, им двигало желание сэкономить на спецэффектах: показывать, как персонажи сначала исчезают в специальном отсеке, а потом появляются сразу на поверхности планеты, было куда дешевле и проще, чем изображать спуск с «Энтерпрайз» на каких-нибудь космических челноках.

Это, конечно, все очень любопытно, но что по этому поводу может сказать серьезная наука? Идея переноса материи из одного места в другое без необходимости преодолевать расстояние между двумя точками может показаться чем-то нелепым, но на самом деле в ней нет ничего необычного при условии, конечно, что вы спуститесь на уровень квантовых взаимодействий. В ходе процесса под названием «квантовое туннелирование» такие субатомные частицы, как электроны, «прыгают» из одной точки в другую тогда, когда у них нет достаточного количества энергии.

Для наглядности можно привести пример мяча, который бросают в стену и который исчезает, а потом снова появляется на другой стороне стены без каких-либо последствий для нее. В этом совершенно точно нет ничего фантастического. Более того, сияние нашего Солнца, а значит, и поддержание жизни на Земле возможно только благодаря тому, что атомы водорода способны соединяться друг с другом за счет туннельного эффекта, несмотря на наличие, казалось бы, непреодолимого силового поля между ними.

Но еще более любопытное и парадоксальное предсказание квантовой механики, которое при этом было неоднократно подтверждено в ходе экспериментов, — идея запутанности. В данном случае мы имеем дело с ситуацией, когда две и более отдельные частицы оказываются связаны таким образом, что любое измерение или воздействие, осуществленное в отношении одной из них, приводит к аналогичному эффекту в отношении ее удаленного партнера, что, как кажется, противоречит теории относительности Эйнштейна о непреодолимости скорости света.

В квантовой механике это объясняется тем, что запутанные частицы — часть единой системы, то есть они не ведут себя как независимые объекты.

Давайте рассмотрим следующую аналогию. Представьте, что у вас есть пара перчаток, каждая из которых лежит в своем ящике. Теперь давайте перенесем один ящик в другое место, а второй оставим там, где он был изначально. Если вы откроете тот ящик, который остался у вас, вы найдете в нем левую перчатку. При этом вам станет сразу понятно, что во втором ящике находится перчатка для правой руки. Разумеется, в этом нет ничего загадочного — ведь вы просто констатируете то, что знаете: во втором ящике всегда была правая перчатка. Но в квантовом мире вместо перчаток мы имеем дело с запутанными частицами, каждая из которых способна участвовать одновременно в двух разных вращениях — и по часовой стрелке, и против часовой стрелки. Это явление называют квантовой суперпозицией.

Открывая ящик рядом с вами, вы совершаете действие, которое называют «квантовым измерением»: вы заставляете частицу «решить», в каком из вращений ей теперь участвовать. Мы же никогда не видим частицы вращающимися в обоих направлениях — ведь это же просто нелепо! Разве нет? Квантовая механика говорит нам — и эксперименты подтверждают ее правоту, — что такие квантовые суперпозиции действительно имеют место. Более того, как только вы открываете свой ящик, чтобы проверить перчатку, частица во втором ящике сразу же переходит из суперпозиции, в которой она вращалась в обоих направлениях, к вращению в одном направлении — противоположном направлению вращения первой частицы. Все происходит так, как будто в момент открытия первого ящика в другой мгновенно передается квантовый сигнал, сообщающий второй частице, как ей себя вести.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Био-механизм Био-механизм

Пауки, пожалуй, самые высокотехнологичные существа на планете

Вокруг света
Короли Севера Короли Севера

«Вокруг света» собрал полотно из рассказов жителей и гостей столицы Заполярья

Вокруг света
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Пить теплое пиво или дышать над картошкой: народные средства против простуды Пить теплое пиво или дышать над картошкой: народные средства против простуды

Существуют ли эффективные народные средства от простуды

Cosmopolitan
Карина-вирус! Карина-вирус!

В это тревожное время героиней обложки стала главная медсестра страны

Maxim
Знакомьтесь, пирометр: измеряем температуру дистанционно Знакомьтесь, пирометр: измеряем температуру дистанционно

Где используется пирометр, как им работать и как выбрать подходящий прибор

CHIP
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Умные томаты Умные томаты

Как построить агробизнес в городских условиях?

Forbes
Мозг, память и чтение: как стать умнее и знать больше других Мозг, память и чтение: как стать умнее и знать больше других

Ученые сделали вывод, что объем памяти мозга человека составляет 1 петабайт

Популярная механика
10 вариантов самодельных гирлянд на Новый год: праздник своими руками 10 вариантов самодельных гирлянд на Новый год: праздник своими руками

Сделать гирлянды для праздника можно и без особых финансовых затрат

Популярная механика
Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки

Удается ли вам спать достаточное количество часов?

Psychologies
Естественный соблазн Естественный соблазн

Антонио Бандерас рассказал о том, что делает его счастливым

Домашний Очаг
Вечные девственники: 6 исторических личностей, которых не интересовал секс Вечные девственники: 6 исторических личностей, которых не интересовал секс

Эти люди точно знали, как сублимировать эффективно

Cosmopolitan
Держи скорость: какие циклические виды спорта бывают Держи скорость: какие циклические виды спорта бывают

Выбирайте подходящие циклические виды спорта для регулярных тренировок

Cosmopolitan
«Smart regulation» как основная концепция развития отрасли торговли «Smart regulation» как основная концепция развития отрасли торговли

Мнение Сергея Белякова, Председателя Президиума АКОРТ

Forbes
Басманные бабушки Басманные бабушки

Художник Аня Десницкая о зарисовках из жизни и разговоров бабушек

Seasons of life
Изображение чёрной дыры: что на самом деле получили астрономы Изображение чёрной дыры: что на самом деле получили астрономы

Но что мы видим на полученном изображении чёрной дыры

Наука и жизнь
Ёлки-иголки Ёлки-иголки

Новый год – это диагноз, который не лечится!

Cosmopolitan
Как правильно рассчитать освещенность квартиры? Как правильно рассчитать освещенность квартиры?

Как правильно рассчитать освещенность каждого помещения в доме?

CHIP
Что выкачивает из нас энергию: неочевидные причины хронической усталости Что выкачивает из нас энергию: неочевидные причины хронической усталости

Несколько причин постоянной усталости

Psychologies
Лучшие вакуумные наушники: рейтинг 2019-2020 Лучшие вакуумные наушники: рейтинг 2019-2020

Все типы моделей, от простых до беспроводных — в нашем топе вакуумных наушников

CHIP
Отец и дочь: когда матери нет места в этих отношениях Отец и дочь: когда матери нет места в этих отношениях

Психологам часто приходится сталкиваться с обвинениями дочерей в адрес матери

Psychologies
Основы практической магии Основы практической магии

То, что делает с нами заветная дата, ничем, кроме магии, объяснить невозможно

Домашний Очаг
Как начать заниматься спортом? Как начать заниматься спортом?

Вам кажется, что вы слишком стары или толсты, чтобы купить абонемент на фитнес

Худеем правильно
Идеальный стейк: как выбрать хорошее мясо по отличной цене Идеальный стейк: как выбрать хорошее мясо по отличной цене

Что делать, если хочется сэкономить деньги и насладиться качественным стейком

Популярная механика
Город внутри Город внутри

Интерьер, в котором как в Зазеркалье отражается панорама большого города

AD
Как звезда «Дневников вампира» запустил производство энергетиков в Китае и планирует выйти в Россию Как звезда «Дневников вампира» запустил производство энергетиков в Китае и планирует выйти в Россию

Голливудский актер создал компанию Immortal Rituals

Forbes
Эрогенные зоны женщины: где искать и как стимулировать Эрогенные зоны женщины: где искать и как стимулировать

У женщин есть много эрогенных зон, и ты обязательно найдешь их все

Playboy
Диана Машкова: Я — Сания. История сироты Диана Машкова: Я — Сания. История сироты

Почему дети, выросшие в детских домах, никогда не плачут

СНОБ
Суда на подводных крыльях: 150 лет истории Суда на подводных крыльях: 150 лет истории

Концепция подводных крыльев прошла долгий путь

Популярная механика
Открыть в приложении