В конце « Мстителей: Война Бесконечности» половина людей (включая героев и злодеев) во вселенной исчезла в мгновение ока от Таноса (Джош Бролин).
Так как же Avengers: Endgame (в кинотеатрах этой недели) попытаться вернуть их?
Ну, с этим испытанным устройством сюжета фильма: путешествие во времени. Плюс удивительное количество научного жаргона, включая квантовую механику , предложения Дойча , собственные значения и перевернутые полоски Мёбиуса.
Но не думайте, что все, что вы слышите во время фильма, было создано в сознании какого-то сумасшедшего сценариста. Многие концепции путешествия во времени в Endgame связаны, по крайней мере, по названию, с недавней научной теорией, симуляцией и спекуляцией.
Marvel Studios ‘Avengers: Endgame — официальный трейлер.
Давайте углубимся в науку о квантовых путешествиях во времени и обсудим, могут ли собственные значения реально спасти вселенную, но будьте осторожны: впереди умеренные спойлеры .
Путешествия во времени
Ключевая предпосылка фильма заключается в том, что единственной вещью, которая может обратить вспять смерть половины вселенной, являются вещи, которые вызвали эти смерти в первую очередь: мощные Камни Бесконечности .
Проблема в том, что Танос уничтожил их в наши дни, поэтому камни доступны только в прошлом. Их получение потребует запутанного путешествия во времени к нескольким локациям оставшихся Мстителей.
Возможно ли путешествие во времени ? Мы знали , так как Альберт Эйнштейн поставил его специальную теорию относительности более 100 лет назад , что путешествовать вперед во времени относительно легко.
Все, что вам нужно сделать, это двигаться со скоростью, близкой к скорости света, и вы теоретически можете путешествовать на миллионы или даже миллиарды лет в будущее в течение своей жизни.
Но не могли бы вы вернуться снова? Этот подвиг кажется гораздо сложнее. Вот несколько проблем и возможных решений.
Парадокс деда
Путешествие во времени может привести к очевидным логическим несоответствиям в реальности, как, например, известный дедушкин парадокс .
Если вы вернулись в прошлое и убили своего деда, когда он был молодым, то вы никогда не могли бы родиться, но если вы не родились, то как вы вернулись и убили его?
У ученых есть несколько теорий об этих временных петлях (физики называют их замкнутыми временными кривыми ). Некоторые теории утверждают, что такие петли просто физически невозможны, и поэтому путешествие во времени никогда не может произойти.
Но мы также знаем, благодаря Эйнштейну, что вращающиеся черные дыры могут искажать пространство и время , поэтому одна сторона черной дыры ярче, чем другая на первом снимке, сделанном когда-либо .
Путешествие во времени в финале
В фильме герои сначала высмеивают многие другие фильмы о путешествиях во времени, такие как « Назад в будущее» и сериал «Терминатор», где возможно изменение своего прошлого и будущего.
Вместо этого Endgame следует идее альтернативной реальности, когда любые изменения во времени приводят к созданию целой новой вселенной, так называемому разделению или разветвлению нескольких временных шкал. В физике эта идея называется теорией многих миров .
Изменения в прошлом вызывают многочисленные будущие временные рамки в одной теории путешествий во времени. lilu330 / 123rf.com / Майкл Милфорд.
Чтобы избежать этой проблемы, Мстители планируют заимствовать камни из прошлых сроков, использовать их в текущий день, но вернуть их точно в тот же момент, как только они закончат с ними. Но сработает ли это?
Введите квантовую механику
Квантовая механика часто упоминается в фильме, и на самом деле существует много новых теорий о квантовом путешествии во времени , включая те, которые потенциально разрешают парадокс дедушки .
В квантовой механике атомные частицы больше похожи на нечеткие волны вероятности . Так, например, вы никогда не сможете точно знать, где находится частица и в каком направлении она движется. Вы только знаете, что есть определенная вероятность того, что это будет в определенном месте.
Британский физик по имени Дэвид Дойч, который упоминается в фильме, объединил эту идею с теорией многих миров и показал, что парадокс дедушки может исчезнуть, если вы выразите все вероятностно .
Подобно частицам, у человека, возвращающегося в прошлое, есть только определенная вероятность убить своего деда, нарушив петлю причинности. Это было смоделировано успешно .
Это может показаться странным, и хотя некоторые из жаргонов, используемых в фильме, могут показаться немного чрезмерными, вы можете быть уверены, что настоящая квантовая наука даже более странна, чем могли себе представить кинематографисты. Понятно, что даже ученые пытаются понять смысл квантовой теории.
Терминология для эффекта
Сцены теории путешествий во времени (из которых есть несколько) заполнены техническим жаргоном, некоторые неуместны, некоторые в правом поле.
Вот несколько терминов, которые мы слышим в фильме о путешествиях во времени:
Собственные значения : при обсуждении своего подхода к путешествиям во времени персонажи Тони Старк и Брюс Бэннер упоминают собственные значения . Скорее всего, это пример того, как математика говорит о эффекте, поскольку собственные значения являются довольно низкоуровневым (базовым) понятием в линейной алгебре.
Вердикт: случай математического бормочет
Шкала Планка : шкала Планка — это очень мелочи. Длина Планка, время и масса являются базовыми единицами, используемыми в физике. Длина Планка составляет 1,616 × 10 -35 м. Это очень мало.
Это расстояние, которое свет проходит за одну единицу планковского времени, что также очень мало времени. Учитывая, что фильм о путешествиях во времени на основе квантовой механики, общение в масштабе Планка не кажется слишком далеким от темы.
Вердикт: у Планка есть смысл.
Перевернутая полоса Мёбиуса
Жаргон о путешествиях во времени также обсуждает инверсию ленты Мебиуса. Нормальная полоса Мёбиуса — это поверхность только с одной стороны. Вы можете легко создать его, взяв полоску бумаги, скрутив ее один раз, а затем склеив вместе.
Хотя полоса Мёбиуса обладает рядом интересных математических свойств, ее техническая значимость для путешествий во времени незначительна, за исключением некоторых попыток высокого уровня объяснить парадокс дедушки.
Вердикт: немного искажает теорию.
С научной точки зрения, интригующе иметь новый фильм с таким тяжелым сюжетом в путешествиях во времени, и фильм не заставляет задуматься о погружении прямо в жаргон и последствия различных сценариев путешествия во времени.
В то время как некоторые математические термины явно налицо для эффекта, сюжет прилагает разумные усилия, чтобы придерживаться нынешнего высокого уровня мышления о путешествии во времени — в точку.
Путешествие во времени — одна из тех увлекательных научных концепций, которая, пожалуй, наиболее далека от реализации учеными, поэтому ее ключевая роль в фильме о супергероях, которые могут летать, летать в субатомах, разрушать вселенные и изменять реальность, возможно, особенно уместна.