タイムトラベル

タイムトラベルは、異なる時点 (過去または未来) の間を移動する可能性を提供する概念です。

このアイデアは空想的で、多くの場合フィクションに関連しているように見えますが、適切な技術があればタイムトラベルが可能であることをいくつかの科学的証拠が示しています。

このため、アルバート・アインシュタイン、スティーブン・ホーキング博士、カール・セーガンなど、何人かの著名な科学者がすでにこのテーマに取り組んでいます。

タイムトラベルの主な基礎は、現代物理学の画期的な出来事であるアインシュタインの 相対性理論 に基づいています。一般的に、相対性理論は、時間と空間の間の相互依存関係と、この関係から生じる結果を実証する一連の研究で構成されています。

アインシュタインにとって、宇宙は 時空と 呼ばれる一種の織物で構成されており、3 つの空間次元 (幅、高さ、深さ) と時間次元 (時間) によって形成されます。

どの天体もこの組織に「重み」を付け、時空の曲率を形成し、近くのすべての天体に影響を与えます。この曲率は、重力、回転運動、ひいては時間の認識の違いなど、いくつかの影響の原因となります。

アインシュタインは、速度と同様に、時間も 絶対的な量ではなく、相対的な量であることも 理解していました。これらの結論はニュートンの法則に強く基づいており、物体の移動速度は絶対的なものではなく、常に参照フレームを通じて分析する必要があると理解されていました。たとえば、同じ列車は、静止した基準に対しては 40 km/h で移動できますが、それと同じ方向に移動する基準に対しては 20 km/h しか移動できません。

この例で使用したのと同じ相対性理論の概念を、地球、太陽、および天の川全体の速度に適用する必要があります。

時空と相対性理論に基づいて、タイムトラベルに関する科学で最も人気のある理論を確認してください。

時間の遅れはアインシュタインの相対性理論に含まれる概念であり、これによれば時間は速度と同様に絶対的なものではなく、採用された基準系に応じて相対的なものとなります。

時間の遅れは 2 つの方法で発生します。1 つは 2 人の観測者の速度の違い、もう 1 つは観測者それぞれに影響を与える重力の影響の違い (重力時間の遅れ) です。

速度時間膨張 (または単に時間膨張) は、人類が光に近い速度で宇宙を移動する手段を獲得した場合、未来への旅行の可能性を予測する理論です。

物理学者のジェームス・クラーク・マクスウェルによれば、採用された基準系に関係なく、光の速度はまったく同じ（約 300,000,000 m/s）です。ニュートンの法則と直接矛盾するこの考えは、次のシナリオを暗示します。静止している観測者と移動している観測者は、相対性理論なしに光が点 A から点 B に同時に到達するのを見るでしょう。

アインシュタインの結論は、2 つの法則が共存できる唯一の方法は、移動する観察者に対して時間自体が遅くなり、時間の遅れの概念が生まれる場合であるということでした。

この理論は、物体が空間を速く移動するほど、時間の移動は遅くなるということを証明しました。この考えは、国際宇宙ステーション ( ISS ) で行われた実験によって証明され、 6 か月後には 、ステーション上の時計が地球上の時計よりも 0.007 秒 遅く進むことがわかりました。

この証拠に基づいて、たとえ小規模であっても、6 か月後に国際宇宙ステーションから地球に帰還した宇宙飛行士は 0.007 秒未来に移動したと言えるでしょう。

この時間の差は、物体の速度が光速に近づくにつれて大きくなると考えられています。この理論は、人間が高速で移動する船の中で宇宙に留まるという思考実験からなる 双子のパラドックス (またはランジュバン パラドックス) を通じて説明されることがよくあります。彼が地球に戻ると、双子の兄は数十歳も年上ですが、彼自身はほとんど年をとっていません。

重力時間遅延とは、人類が地球よりもはるかに大きな重力を持つ惑星に旅行する手段を手に入れた場合、未来へ旅行できる可能性を予測する理論です。

重力膨張は、大きな質量の天体が観測者に及ぼす影響によって発生します。天体が大きくなればなるほど、時空の曲率が大きくなり、その結果、周囲の重力の影響も大きくなります。つまり、重力が強い場所では時間の経過が遅くなります。

重力膨張に基づいて、重力場の近くにいる観測者の時間は、遠くにいる別の観測者よりも遅くなります。この仮説は、さまざまな高度にある衛星に搭載された原子時計によってすでに証明されています。最終的には、ナノ秒単位ではありますが、クロックが乖離し始めました。

地球よりも重力の影響がはるかに大きい惑星に旅行して戻ることができれば、地球では時間の経過がはるかに速くなるため、旅行者は未来に旅行したことになると考えられています。

ワームホールは、時空の異なる点を接続するトンネルで構成される仮説上の現象です。非常にありそうもないことですが、相対性理論では転移可能なワームホール、つまり一方の側からもう一方の側へ移動できるワームホールの存在が有効であると考えられています。

理論的には、ワームホールは空間内の他の点へのショートカットとして機能するだけでなく、過去を含む時間内の他の点へのショートカットとしても機能します。

天体物理学者 J. リチャード ゴットによると、宇宙ひもは、亀裂のように時空全体に伸びるエネルギー チューブの一種です。この現象は仮説であり、宇宙の形成中に発生したトポロジカル欠陥と考えられています。

ゴット氏は、宇宙ひもは原子よりも薄く、ブラックホールのように膨大な量の集中質量を持ち、その結果、時空を歪めることができる非常に強力な重力場が生じると信じていた。

理論的には、近くにある2つの宇宙ひも（またはブラックホールの近くに張られた宇宙ひも）によって生じる歪みは、時空を曲げることができる衝撃を引き起こし、 閉じた時間曲線 を形成し、それを通って物体がいつでも再現できる可能性があります。過去も含めたある時点のこと。

以下も参照してください。