สิ่งที่ควรอ่าน: คำตอบสั้นๆ สำหรับคำถามใหญ่คือหนังสือเล่มล่าสุดของ Stephen Hawking

2024 ผู้เขียน: Malcolm Clapton | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 04:12

ข้อความที่ตัดตอนมาจากผลงานของนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ว่าการเดินทางข้ามเวลาเป็นไปได้หรือไม่

ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการเดินทางข้ามเวลาคือความสามารถในการย้ายจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในอวกาศได้อย่างรวดเร็ว อย่างที่ฉันพูดไปก่อนหน้านี้ ไอน์สไตน์แสดงให้เห็นว่าแรงขับเจ็ตที่ทรงพลังอย่างไร้ขีดจำกัดจะต้องเร่งยานอวกาศให้มีความเร็วใกล้แสง ดังนั้นวิธีเดียวที่จะย้ายจากส่วนหนึ่งของกาแลคซี่ไปยังอีกส่วนหนึ่งในช่วงเวลาที่เหมาะสมคือการสามารถพับกาลอวกาศในลักษณะที่ท่อขนาดเล็กหรือ "รูหนอน" ก่อตัวขึ้นได้ มันสามารถเชื่อมสองส่วนของกาแล็กซี่และทำหน้าที่เป็นเส้นทางที่สั้นที่สุดระหว่างกัน คุณสามารถบินไปมาและยังคงจับเพื่อน ๆ ของคุณทั้งเป็น "รูหนอน" ดังกล่าวถือเป็นโอกาสสำหรับอารยธรรมแห่งอนาคตอย่างจริงจัง หากคุณสามารถย้ายจากส่วนหนึ่งของกาแล็กซี่ไปยังอีกส่วนหนึ่งได้ภายในสองสามสัปดาห์ คุณก็จะสามารถกลับเข้าไปใน "หลุม" อื่นได้ - ในเวลาเดียวกันก่อนที่คุณจะออกเดินทาง นอกจากนี้ ไม่มีอะไรจะขัดขวางไม่ให้คุณเดินทางไปข้างหน้าและย้อนกลับไปยังอดีตผ่าน "รูหนอน" เดียว หากปลายทั้งสองของมันเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน

เราสามารถพูดได้ว่าเพื่อสร้าง "รูหนอน" จำเป็นต้องงอกาลอวกาศไปในทิศทางตรงกันข้ามกับที่สสารธรรมดาโค้งงอ สสารธรรมดาจะโน้มตัวกาลอวกาศ-เวลาเข้าหาตัวมันเอง เช่นเดียวกับพื้นผิวโลก แต่การสร้าง "รูหนอน" ต้องใช้สสารที่โค้งกาลอวกาศไปในทิศทางตรงกันข้าม เช่น พื้นผิวของอาน เช่นเดียวกับความโค้งอื่นๆ ของกาลอวกาศที่จะเดินทางย้อนอดีต เว้นแต่เอกภพจะโค้งมากจนมีความสามารถในการเดินทางข้ามเวลาอยู่แล้ว ในกรณีนี้ คุณต้องการสสารที่มีมวลลบและความหนาแน่นของพลังงานติดลบเท่านั้น

พลังงานก็เหมือนเงิน หากคุณมียอดเงินคงเหลือในธนาคาร คุณสามารถใช้เงินได้ตามต้องการ อย่างไรก็ตาม ตามกฎหมายคลาสสิกซึ่งก่อนหน้านี้ถือว่าไม่เปลี่ยนรูป ไม่อนุญาตให้ใช้เงินเบิกเกินบัญชีเมื่อใช้พลังงาน

กฎคลาสสิกทำให้เราไม่สามารถดัดจักรวาลเพื่อให้การเดินทางข้ามเวลาเป็นไปได้ แต่กฎคลาสสิกถูกหักล้างโดยทฤษฎีควอนตัม - ครั้งที่สองหลังจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปซึ่งเป็นการปฏิวัติทางปัญญาครั้งยิ่งใหญ่ในการทำความเข้าใจจักรวาลของเรา ทฤษฎีควอนตัมมีความยืดหยุ่นมากกว่าและสามารถเบิกเงินเกินบัญชีได้ในบางกรณี อย่างไรก็ตามธนาคารควรใจดีกับเรา กล่าวอีกนัยหนึ่ง ทฤษฎีควอนตัมยอมให้มีความหนาแน่นของพลังงานเชิงลบในบางสถานที่ ถ้าคุณให้ความหนาแน่นบวกในที่อื่นๆ

ทฤษฎีควอนตัมยอมให้มีความหนาแน่นของพลังงานติดลบเนื่องจากเป็นไปตามหลักการของความไม่แน่นอน และเขาให้เหตุผลว่าคุณลักษณะบางอย่าง เช่น ตำแหน่งและความเร็วของอนุภาค ไม่สามารถมีค่าที่วัดได้อย่างแม่นยำพร้อมๆ กัน ยิ่งกำหนดตำแหน่งของอนุภาคได้แม่นยำมากเท่าใด ความไม่แน่นอนเกี่ยวกับความเร็วของอนุภาคก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น และในทางกลับกัน หลักการความไม่แน่นอนยังใช้กับสนามด้วย เช่น สนามแม่เหล็กไฟฟ้าหรือสนามโน้มถ่วง เขาให้เหตุผลว่าฟิลด์เหล่านี้ไม่สามารถมีค่าว่างได้แม้ว่าเราคิดว่ามีพื้นที่ว่างก็ตาม ความจริงก็คือถ้าค่าของพวกเขาเท่ากับศูนย์ หมายความว่าพวกเขาต้องมีตำแหน่งที่กำหนดไว้อย่างดี เท่ากับศูนย์ และความเร็วที่กำหนดไว้อย่างดี เท่ากับศูนย์ และนี่ขัดกับหลักความไม่แน่นอน ซึ่งหมายความว่าฟิลด์จะต้องมีความผันผวนขั้นต่ำเราสามารถจินตนาการถึงสิ่งที่เรียกว่าความผันผวนของสุญญากาศในรูปแบบของอนุภาคคู่และปฏิปักษ์ที่เกิดขึ้นอย่างกะทันหัน แยกออกจากกัน จากนั้นรวมอีกครั้งและทำลายล้าง ทำลายล้างซึ่งกันและกัน

อนุภาคคู่ดังกล่าว - ปฏิปักษ์ถือเป็นเสมือนเพราะไม่สามารถตรวจจับได้โดยตรงโดยใช้เครื่องตรวจจับอนุภาค แต่สามารถสังเกตผลกระทบทางอ้อมได้ ด้วยเหตุนี้จึงใช้เอฟเฟกต์ Casimir ลองนึกภาพแผ่นโลหะคู่ขนานสองแผ่นที่เว้นระยะห่างกันเล็กน้อย แผ่นเปลือกโลกทำหน้าที่เป็นกระจกสำหรับอนุภาคเสมือนและปฏิปักษ์ ซึ่งหมายความว่าช่องว่างระหว่างแผ่นเปลือกโลกดูเหมือนท่ออวัยวะ แต่จะส่งสัญญาณคลื่นแสงที่มีความถี่เรโซแนนซ์ที่แน่นอนเท่านั้น เป็นผลให้ปรากฎว่ามีความผันผวนของควอนตัมจำนวนหนึ่งเกิดขึ้นระหว่างจานซึ่งแตกต่างจากสิ่งที่เกิดขึ้นเบื้องหลังซึ่งความผันผวนเหล่านี้สามารถมีความยาวคลื่นได้ ความแตกต่างของจำนวนอนุภาคเสมือนระหว่างแผ่นเปลือกโลกและภายนอกหมายความว่าแผ่นเปลือกโลกอยู่ภายใต้แรงกดดันด้านหนึ่งมากกว่าอีกด้านหนึ่ง เกิดแรงเล็กน้อยซึ่งทำให้แผ่นเปลือกโลกเข้าใกล้กันมากขึ้น แรงนี้สามารถวัดได้ในการทดลอง ดังนั้นอนุภาคเสมือนจึงมีอยู่จริงและมีผลจริง

เนื่องจากมีอนุภาคเสมือนน้อยลง หรือความผันผวนของควอนตัมในสุญญากาศระหว่างแผ่นเปลือกโลก ความหนาแน่นของพลังงานที่นี่จึงต่ำกว่าในพื้นที่โดยรอบ แต่ความหนาแน่นพลังงานของพื้นที่ว่างที่ระยะห่างมากจากแผ่นเปลือกโลกควรเท่ากับศูนย์ มิฉะนั้น กาลอวกาศจะโค้งและจักรวาลจะไม่แบนราบอย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าความหนาแน่นของพลังงานในพื้นที่ระหว่างแผ่นเปลือกโลกจะต้องเป็นลบ

การโก่งตัวของแสงที่พิสูจน์แล้วจากการทดลองบ่งชี้ว่ากาลอวกาศเป็นเส้นโค้ง และเอฟเฟกต์คาซิเมียร์ยืนยันว่าความโค้งสามารถเป็นค่าลบได้ และอาจดูเหมือนว่าเมื่อวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น เราจะสามารถสร้าง "รูหนอน" หรือโค้งพื้นที่และเวลาด้วยวิธีอื่นเพื่อให้สามารถเดินทางสู่อดีตได้ แต่ในกรณีนี้ มีคำถามและปัญหามากมายเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

ตัวอย่างเช่น หากการเดินทางข้ามเวลาเป็นไปได้ในอนาคต ทำไมไม่มีใครกลับมาหาเราจากอนาคตและบอกเราว่าต้องทำอย่างไร

แม้ว่าจะมีเหตุผลที่ดีที่ทำให้เราอยู่ในความมืด แต่ก็เป็นเรื่องยากโดยเนื้อแท้ที่มนุษย์จะเชื่อว่าไม่มีใครต้องการแสดงตัวและเปิดเผยความลับของการเดินทางข้ามเวลาของชาวนาที่ยากจนแก่เรา แน่นอนว่าบางคนโต้แย้งว่าแขกจากอนาคตมาเยี่ยมเราแล้ว - พวกเขาบินบนยูเอฟโอและรัฐบาลก็มีส่วนร่วมในการสมรู้ร่วมคิดครั้งใหญ่เพื่อปกปิดข้อเท็จจริงเหล่านี้เพื่อใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่แขกนำติดตัวไปด้วย ฉันสามารถพูดได้เพียงสิ่งเดียวเท่านั้น: ถ้ารัฐบาลกำลังปกปิดอะไรบางอย่าง พวกเขายังไม่สามารถใช้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ที่ได้รับจากมนุษย์ต่างดาวได้ ฉันสงสัยมากเกี่ยวกับ "ทฤษฎีสมคบคิด" และพบว่า "ทฤษฎีความยุ่งเหยิง" ที่น่าจะเป็นไปได้มากกว่า รายงานยูเอฟโอต้องไม่เกี่ยวข้องกับมนุษย์ต่างดาวเพียงอย่างเดียวเพราะเป็นเรื่องที่ขัดแย้งกัน แต่ถ้าเรายอมรับว่าข้อสังเกตเหล่านี้บางส่วนเป็นเพียงข้อผิดพลาดหรือภาพหลอน ไม่มีเหตุผลที่จะยอมรับว่ามันเป็นจริง มากกว่าที่จะเชื่อว่าแขกที่มาเยี่ยมเราในอนาคตหรือจากส่วนอื่นของกาแล็กซี่มาเยี่ยม หากแขกเหล่านี้ต้องการตั้งอาณานิคมบนโลกหรือเตือนเราถึงอันตรายบางอย่าง พวกเขาก็ไร้ประสิทธิภาพอย่างยิ่ง

มีวิธีกระทบยอดความคิดของการเดินทางข้ามเวลากับความจริงที่ว่าเราไม่เคยพบแขกจากอนาคต เราสามารถพูดได้ว่าการเดินทางดังกล่าวจะเกิดขึ้นได้ในอนาคตเท่านั้นกาลอวกาศในอดีตของเราได้รับการแก้ไขแล้วเพราะเราสังเกตและเห็นว่ามันไม่โค้งพอที่จะย้อนเวลากลับไปได้ และอนาคตยังเปิดกว้าง ดังนั้น สักวันหนึ่งเราจะเรียนรู้ที่จะโค้งงอเวลาและหาโอกาสเดินทางข้ามเวลา แต่เนื่องจากเราจะสามารถปรับกาลอวกาศ-เวลาได้เฉพาะในอนาคตเท่านั้น เราจึงไม่สามารถย้อนกลับจากกาลนั้นมาสู่ปัจจุบันของเราหรือแม้แต่ก่อนหน้านั้นได้

ภาพดังกล่าวอาจอธิบายได้ว่าทำไมเราไม่ประสบกับจำนวนนักท่องเที่ยวที่หลั่งไหลเข้ามาในอนาคต แต่ก็ยังเหลือที่ว่างสำหรับความขัดแย้งมากมาย สมมติว่ามีโอกาสที่จะบินในยานอวกาศและกลับมาก่อนเริ่มเที่ยวบิน อะไรจะป้องกันคุณจากการจุดชนวนจรวดที่จุดปล่อยตัวและด้วยเหตุนี้จึงไม่รวมความเป็นไปได้ของเที่ยวบินดังกล่าวสำหรับตัวคุณเอง? มีรูปแบบที่ขัดแย้งกันอื่นๆ เช่น การย้อนเวลากลับไปและฆ่าพ่อแม่ของคุณก่อนคุณเกิด มีสองวิธีแก้ไขปัญหานี้

สิ่งหนึ่งที่ฉันจะเรียกว่าแนวทางทางประวัติศาสตร์ที่สอดคล้องกัน ในกรณีนี้ เราสามารถหาคำตอบที่สอดคล้องกันสำหรับสมการทางกายภาพ - แม้ว่ากาลอวกาศจะโค้งจนถึงระดับที่สามารถเดินทางย้อนอดีตได้ จากมุมมองนี้ คุณไม่สามารถเตรียมจรวดสำหรับการเดินทางสู่อดีตได้ ถ้าคุณไม่กลับมาและไม่สามารถระเบิดแท่นปล่อยจรวดได้ นี่เป็นภาพที่ต่อเนื่องกัน แต่มันบอกว่าเราตั้งใจแน่วแน่: เราไม่สามารถเปลี่ยนความคิดของเราได้ นี่มันมากเกินไปสำหรับเจตจำนงเสรี

อีกวิธีหนึ่งที่ฉันเรียกว่าแนวทางประวัติทางเลือก ได้รับการสนับสนุนจากนักฟิสิกส์ David Deutsch และอาจหมายถึงผู้สร้าง Back to the Future ด้วยวิธีการนี้ ในประวัติศาสตร์ทางเลือกเดียว จะไม่มีการหวนกลับจากอนาคตก่อนการปล่อยจรวด ดังนั้นจึงไม่มีโอกาสที่จะทำให้เกิดการระเบิดได้ แต่เมื่อนักเดินทางกลับมาจากอนาคต เขาพบว่าตัวเองอยู่ในประวัติศาสตร์อื่น ในนั้น เผ่าพันธุ์มนุษย์ใช้ความพยายามอย่างเหลือเชื่อในการสร้างยานอวกาศ แต่ก่อนที่จะเริ่มจากส่วนอื่นของกาแล็กซี่ เรือที่คล้ายคลึงกันก็ปรากฏตัวขึ้นและทำลายยานที่สร้างขึ้นมา

David Deutsch ชอบแนวทางทางประวัติศาสตร์ทางเลือกมากกว่าแนวคิดเรื่องพหุประวัติศาสตร์ ซึ่งเสนอโดย Richard Feynman นักฟิสิกส์ แนวคิดของเขาคือตามทฤษฎีควอนตัม จักรวาลไม่มีประวัติศาสตร์ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว

มีเรื่องราวที่เป็นไปได้ทั้งหมดในจักรวาล โดยแต่ละเรื่องมีความน่าจะเป็นในตัวเอง

ควรมีความเป็นไปได้ของเรื่องราวที่มีสันติภาพที่มั่นคงในตะวันออกกลาง แต่โอกาสที่เรื่องราวดังกล่าวมีแนวโน้มต่ำที่สุด

ในบางเรื่อง กาลอวกาศจะบิดเบี้ยวเพื่อให้วัตถุเช่นจรวดสามารถกลับไปสู่อดีตได้ แต่เรื่องราวแต่ละเรื่องมีความสำคัญและมีความพอเพียง โดยไม่ได้อธิบายเพียงกาลอวกาศที่โค้งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัตถุทั้งหมดที่อยู่ในนั้นด้วย ดังนั้นการกลับมาของจรวดจึงไม่สามารถเข้าสู่ประวัติศาสตร์ทางเลือกอื่นได้ มันยังคงอยู่ในเรื่องเดิมซึ่งจะต้องมีความสอดคล้องในตัวเอง และฉันต่างจาก Deutsch ที่เชื่อว่าแนวคิดเรื่องพหุเรื่องราวสนับสนุนความสอดคล้องทางประวัติศาสตร์มากกว่าวิธีการทางประวัติศาสตร์ทางเลือก

เห็นได้ชัดว่าเราอยู่ในฐานะที่จะละทิ้งภาพประวัติศาสตร์ที่สอดคล้องกันไม่ได้ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้อาจไม่ได้กล่าวถึงประเด็นของการกำหนดระดับและเจตจำนงเสรี หากมีโอกาสน้อยมากที่เรื่องราวที่กาลอวกาศจะโค้งงอ ดังนั้นการเดินทางข้ามเวลาจึงเป็นไปได้เกินขอบเขตมหภาค ฉันเรียกสิ่งนี้ว่าสมมติฐานด้านความปลอดภัยตามลำดับเหตุการณ์: กฎของฟิสิกส์ได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันการเดินทางข้ามเวลาในระดับมหภาค

ดูเหมือนว่าถ้ากาลอวกาศ-เวลาโค้งเกือบพอที่จะให้เดินทางย้อนอดีตได้ อนุภาคเสมือนก็จะกลายเป็นอนุภาคจริงที่เกือบจะเคลื่อนที่ไปตามวิถีปิด ความหนาแน่นของอนุภาคเสมือนและพลังงานเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งหมายความว่าโอกาสของเรื่องราวดังกล่าวมีน้อยมาก แม้ว่าสิ่งนี้จะคล้ายกับกิจกรรมของหน่วยงานคุ้มครองตามลำดับเหตุการณ์ที่พยายามจะอนุรักษ์โลกไว้สำหรับนักประวัติศาสตร์ แต่แก่นเรื่องของความโค้งของอวกาศและเวลายังอยู่ในช่วงเริ่มต้น ตามรูปแบบการรวมตัวของทฤษฎีสตริงที่เรียกว่าทฤษฎี M ซึ่งเรามีความหวังสูงที่จะรวมทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและทฤษฎีควอนตัมเป็นหนึ่งเดียว กาลอวกาศควรมีสิบเอ็ดมิติ ไม่ใช่สี่มิติที่เราประสบ

บรรทัดล่างคือเจ็ดในสิบเอ็ดมิติเหล่านี้ถูกม้วนขึ้นในพื้นที่ขนาดเล็กที่เราไม่สังเกตเห็น ในทางกลับกัน อีกสี่มิติที่เหลือนั้นแทบจะราบเรียบและเป็นตัวแทนของสิ่งที่เราเรียกว่ากาลอวกาศ หากภาพนี้ถูกต้อง ก็น่าจะเป็นไปได้ที่จะเชื่อมโยงมิติทั้งสี่ด้านกับมิติส่วนโค้งสูงหรือบิดเบี้ยวเจ็ดส่วนที่เหลือ อะไรจะเกิดขึ้นเรายังไม่รู้ แต่โอกาสที่น่าตื่นเต้น

โดยสรุปฉันจะพูดต่อไปนี้

แนวคิดสมัยใหม่ของเราไม่ได้กีดกันความเป็นไปได้ของการเดินทางในอวกาศที่รวดเร็วและหวนกลับไปสู่อดีต สิ่งนี้สามารถสร้างปัญหาเชิงตรรกะขนาดใหญ่ได้ ดังนั้น หวังว่าจะมีกฎหมายว่าด้วยการรักษาลำดับเหตุการณ์บางประเภทที่จะป้องกันไม่ให้ผู้คนย้อนเวลากลับไปและฆ่าพ่อแม่ของพวกเขา

แต่แฟนนิยายวิทยาศาสตร์ไม่ควรอารมณ์เสีย ทฤษฎี M ให้ความหวัง

ผลงานชิ้นสุดท้ายของนักฟิสิกส์ชื่อดังระดับโลก Stephen Hawking ซึ่งเป็นหนังสือพินัยกรรม ซึ่งเขาสรุปและพูดในหัวข้อที่สำคัญที่สุดที่ทุกคนกังวล

มนุษยชาติจะอยู่รอดหรือไม่? เราควรจะกระตือรือร้นในอวกาศหรือไม่? มีพระเจ้าไหม? นี่เป็นเพียงไม่กี่คำถามที่ตอบในหนังสือเล่มสุดท้ายของเขาโดยหนึ่งในจิตใจที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์