Мечтата за пътуване във времето е сред най-вълнуващите сюжети в научната фантастика. Липсата на гости от бъдещето обаче отдавна подсказва, че законите на физическия свят са доста по-безпощадни.

Ново изследване на физика Хуншън Джан от университета „Дзинан“ в Китай, публикувано на платформата за препринти arXiv, поставя категорична математическа бариера пред съществуването на затворени времеви примки в почти всички познати модели на Вселената.

Вместо да прибягва до сложни квантови калкулации, гравитационни сингулярности или хипотетични източници на безкрайна енергия, Джан използва утвърденото уравнение за „нулевия ейконал“. То обикновено описва разпространението на светлинните вълни в пространството.

Полученият резултат е изненадващо кратък и елегантен. Доказателството се състои от едва три реда и се опира на чиста геометрия. Светлиноподобното направление никога не може да бъде перпендикулярно на времевата траектория на даден обект.

От това следва, че определена математическа величина неизменно нараства по протежение на целия път, което прави невъзможно завръщането на който и да е наблюдател в собственото му минало.

Ситуацията може да се оприличи на движение по улица с еднопосочно движение, където липсват отбивки, пресечки или място за обратен завой.

Четирите бариери пред миналото

До момента теоретичната физика разчиташе на три основни групи критерии, които забраняват затворените времеподобни криви:

• Времеви: предполагат съществуването на универсален космически часовник, който се движи само напред.
• Енергийни: изискват наличие на положителна енергия и гравитация, отхвърляйки „екзотична материя“ с отрицателна маса.
• Топологични: свързани с формата и свързаността на самата тъкан на пространство-времето.

Разработката на Джан въвежда четвърти инструмент, който позволява бърза проверка на космологичните модели, без да се налага решаването на сложните уравнения от общата теория на относителността.

Светлината като абсолютен съдия

Новаторският елемент в подхода на учения е начинът, по който се разглежда геометрията на Вселената.

Докато традиционните методи изискват определянето на конкретен момент „сега“ – концепция, която зависи от часовника на наблюдателя – Джан структурира пространство-времето чрез повърхностите, по които се движи самата светлина.

Тази рамка е напълно обективна и независима от субективни измервания.

Има ли вратички за машините на времето?

Математическият модел очертава и редките изключения, при които забраната би могла да се заобиколи. Според автора съществуват само две теоретични възможности:

• Локално усукване: екстремно изкривяване на пространството и времето в непосредствена близост до масивни обекти с мощна гравитация, като например бързовъртящи се черни дупки.
• Глобална топология: сценарий, при който мащабната структура на Вселената е затворена в себе си под формата на гигантски тороид (подобно на поничка).

Дали подобни условия наистина съществуват в реалния свят остава отворен въпрос.

Но благодарение на новото проучване физиците вече разполагат с ясни геометрични параметри за това кои закони трябва да бъдат нарушени, за да бъде възможно пътуване назад във времето.