Кіріспе
Физика заңдары жабық уақыт тәрізді қисықтардың пайда болуын болдырмайды деген болжам. Хронологияны қорғау болжамы – Стивен Хокинг алғаш ұсынған гипотеза, ол стандартты жалпы салыстырмалылық теориясынан тыс физика заңдарының барлық масштабта, тіпті микроскопиялық деңгейде уақыт саяхатын қанағаттандырмайды, тіпті кейбір теориялар мұны мүмкін деп болжаса да (мысалы, жарық жылдамдығынан артық саяхатқа рұқсат етілген жағдайларда). Уақыт саяхатына рұқсат беруі жалпы салыстырмалылық теориясының өріс теңдеулерінің кейбір шешімдеріндегі жабық уақыт тәрізді қисықтардың болуымен математикалық тұрғыдан көрсетіледі. Хронологияны қорғау болжамын хронологиялық цензурадан ажырату қажет, онда әрбір жабық уақыт тәрізді қисық оқиғалар горизонты арқылы өтеді, бұл бақылаушыға себеп-салдарлық бұзушылықты (сондай-ақ хронологиялық бұзушылық) анықтауға кедергі келтіруі мүмкін.
The chronology protection conjecture is a hypothesis first proposed by Stephen Hawking that laws of physics beyond those of standard general relativity prevent time travel on all but microscopic scales even when the latter theory states that it should be possible (such as in scenarios where faster than light travel is allowed). The permissibility of time travel is represented mathematically by the existence of closed timelike curves in some solutions to the field equations of general relativity. The chronology protection conjecture should be distinguished from chronological censorship under which every closed timelike curve passes through an event horizon, which might prevent an observer from detecting the causal violation (also known as chronology violation).
Этимология
1992 жылғы мақаласында Хокинг физиканың макроскопиялық деңгейде уақыт саяхатын мүмкін етпейтін аспектілерін бейнелеу үшін "Хронологияны қорғау агенттігі" метафорасын қолданады, осылайша уақыт парадокстарын болдырмайды. Ол былай дейді: Хронологияны қорғау агенттігінің идеясы көңілді түрде уақыт патрулі немесе уақыт полициясы тұжырымынан алынған сияқты, бұл тұжырым Пол Андерсонның "Уақыт патрулі" әңгімелер сериясында, Исаак Азимовтың "Мәңгіліктің соңы" романында немесе "Доктор Кто" телесериалында көптеген ғылыми фантастикалық туындыларда қолданылған. Хокингтің мақаласынан кейін жарық көрген Пол Левинсонның "Хронологияны қорғау ісі" уақыт саяхатын ойлап табуға жақын тұрған ғалымдарды өлтіретін ғаламды ұсынады. Ларри Нивеннің "Айналмалы цилиндрлер және жаһандық себеп-салдарлық бұзушылық мүмкіндігі" атты әңгімесінде бұл идея кеңейтіліп, ғалам кез келген өркениетке сәтті құрылыс белгілерін көрсеткен жағдайда экологиялық апатқа, жаһандық азаматтық соғысқа немесе жергілікті жұлдыздың жарылуына алып келеді.
The idea of the Chronology Protection Agency appears to be drawn playfully from the Time Patrol or Time Police concept, which has been used in many works of science fiction such as Poul Anderson's series of Time Patrol stories or Isaac Asimov's novel The End of Eternity, or in the television series Doctor Who. "The Chronology Protection Case" by Paul Levinson, published after Hawking's paper, posits a universe that goes so far as to murder any scientists who are close to inventing any means of time travel. Larry Niven, in his short story ‘Rotating Cylinders and the possibility of Global Causalty Violation’ expands this concept so that the universe causes environmental catastrophe, or global civil war, or the local sun going nova, to any civilisation which shows any sign of successful construction.
Жалпы салыстырмалылық теориясы мен кванттық түзетулер
Жабық уақытқа ұқсас қисық сызықтардың сценарийлерін жасауға көптеген әрекеттер ұсынылды, ал жалпы салыстырмалылық теориясы оларды белгілі бір жағдайларда рұқсат етеді. Жалпы салыстырмалылық теориясындағы кейбір теориялық шешімдер жабық уақыт тәрізді қисықтарды қамтиды, бұл біздің ғаламда жоқ сияқты белгілі бір ерекшеліктері бар шексіз ғаламды қажет етеді, мысалы, Гёдель метрикасының әмбебап айналуы немесе Типлер цилиндрі деп аталатын шексіз ұзындықтағы айналатын цилиндр. Алайда кейбір шешімдер кеңістіктегі уақыт аймағында жабық уақытқа ұқсас қисықтарды жасауға мүмкіндік береді, Коши горизонты - бұл кеңістіктегі уақыт аймағы арасындағы шекара, онда жабық уақытқа ұқсас қисықтар болуы мүмкін және қалған кеңістікте олар болмайды. Мұндай уақытпен шектелген саяхаттаудың алғашқы шешімдерінің бірі өтіп кетуге болатын құрт ойығынан жасалды, бұл құрт ойығының екі "аузының" біріне салыстырмалы жылдамдықпен саяхаттауға арналған саяхатқа бару және оның және басқа ауыз арасындағы уақыт айырмашылығын жасау идеясына негізделген (қ. Wormhole#Time travel). Жалпы салыстырмалылық теориясы кванттық әсерлерді өз алдына қамтымайды, жалпы салыстырмалылық теориясы мен кванттық механиканы толықтай біріктіру үшін кванттық гравитация теориясы қажет, бірақ жалпы салыстырмалылық теориясының қисық кеңістіктегі кванттық өрістерді модельдеудің шамамен әдісі бар, ол жартылай классикалық гравитация деп аталады. Қиындықты басып өтетін құрт ойығының уақыт машинасына жартылай классикалық гравитация қолданудың алғашқы әрекеттері құрт ойығы тұйық уақытқа ұқсас қисықтарға мүмкіндік беретін сәтте, кванттық вакуумдық ауытқулар жинақталып, құрт ойықтары аймағындағы энергия тығыздығын шексізге дейін жеткізеді. Бұл екі құрт ойығының ауыздары, оларды A және B деп атаңыз, жарық жылдамдығымен қозғалатын бөлшектің немесе толқынның B аузына белгілі бір уақытта T2 кіруіне және A аузы арқылы ертерек T1 шығуына, содан кейін B аузына қарай қарапайым кеңістік арқылы қайта оралуына және B аузына T2 келуі мүмкін. Есептеулер көрсеткендей, бұл әсер радиацияның қарапайым сәулесі үшін пайда болмайды, өйткені оны құрт ойығы "орынсыз" етеді, сондықтан А аузынан шығатын сәуленің көпшілігі таралып, В аузын жіберіп алады. Бірақ вакуумдық ауытқулар үшін есептелген кезде, олар ауыздар арасындағы сапарға өздігінен қайта назар аударатындығы анықталды, бұл үйісу әсері бұл жағдайда құрт тезігін жою үшін жеткілікті болуы мүмкін екенін көрсетеді. Бұл тұжырымға қатысты белгісіздік сақталды, өйткені жартылай классикалық есептеулер үйісу энергия тығыздығын тек шексіз уақытқа дейін шексіз уақытқа дейін жеткізеді, содан кейін энергия тығыздығы төмендейді. Бірақ жартылай классикалық гравитация үлкен энергия тығыздықтары немесе Планк шкаласына жететін қысқа уақыт аралығы үшін сенімді емес деп саналады; бұл шкалаларда дәл болжау үшін кванттық гравитацияның толық теориясы қажет. Сонымен, кванттық гравитациялық әсерлер энергия тығыздығының құрт ойығын жоятын мөлшерге дейін өсуіне кедергі бола ма, жоқ па, белгісіз. Стивен Хокинг вакуумдық ауытқулардың үйілуі кванттық гравитациядағы құрт ойынын жоюға мүмкіндік беретінін ғана емес, сонымен қатар физика заңдары кез келген уақыт машинасының пайда болуына жол бермейтінін болжады; бұл хронологияны қорғау болжамы. Кейінгі жартылай классикалық гравитациядағы жұмыстар Кауши горизонтынан тыс кеңістіктегі уақыт аймағында вакуумдық ауытқуларға байланысты энергия тығыздығы шексізге жақындамайтын жабық уақыт тәрізді қисық сызықтары бар кеңістіктегі уақыт үлгілерін ұсынды. Екі жағдай да жартылай классикалық әдістердің көкжиекте сенімді бола алмайтынын және кванттық ауырлық әсерлерінің маңызды болатынын көрсетеді, бұл мұндай әсерлердің уақыт машиналарының пайда болуына кедергі келтіру мүмкіндігімен сәйкес келеді. жартылай классикалық әдістерге қарағанда. Строй теориясының кейбір аргументтері хронологияны қорғауды қолдайтын сияқты, бірақ Строй теориясы әлі кванттық гравитация туралы толық теория емес. Жабық уақытқа ұқсас қисықтарды тәжірибелік бақылау, әрине, бұл болжамның жалған екенін дәлелдейді, бірақ бұдан басқа, егер физиктерде кванттық гравитация теориясы болса, оның болжамы басқа салаларда жақсы расталған болса, бұл оларға теорияның болжамына айтарлықтай сенімділік береді. уақытпен саяхаттау мүмкіндігі немесе мүмкін еместігі туралы. Басқаша айтқанда, кері уақыт саяхатына мүмкіндік беретін, бірақ уақыт парадокстарын болдырмайтын, мысалы, Новиковтың өзіне сәйкес келетін принцип, ол уақыт жолының тұрақтылығын қамтамасыз етеді, немесе уақыт саяхатшысы өз бастапқы уақыт жолының бұзылмауымен параллель ғаламға жіберіледі, бұл "хронологияны қорғау" болып табылмайды.