タイムマシンは絶対につくれないことの証明？

Question

現在から過去にタイムマシンで何かを転送するとします。たとえば
今から１００年前にパソコンを送るとします。ここで質量とエネルギーは等価だから、パソコンを送ることはエネルギーを送ることになります。しかしエネルギー保存則から、世界のエネルギーの合計は時間変化しません。よってタイムマシンはエネルギー保存則に反する。

と学科の先輩が言っていました。この議論は正しいような気がしますが
これはタイムマシンができない証明として正しいのでしょうか。

ninigi · Accepted Answer

正しくないと思います。
　
> 常識的に考えたら宇宙全体まで含めたらどの時刻でも宇宙は閉じていると考えてよいのではないのでしょうか。
　
この常識は相対性理論で覆されました。
物体は宇宙空間ではなく時空の中を運動しています。従って異なる運動をしている物体どうしに流れる時間は同一ではありません。つまり時間は全ての場所に共通のものではなく、「ある時刻における宇宙」などという概念は存在しません。
これにより、エネルギーは時間変化しない、という考えは既に意味をなさず、閉じた時空内で変化しない、と言い換える必要があります。
　
時空の事が理解できれば、先輩の議論はタイムマシンではなく瞬間移動についての議論である事が判ります。
つまり移動元の周りと移動先の周りの両方でエネルギーが一瞬で変化しているから、瞬間移動はありえない。そして移動元と移動先の時間が異なっている場合はタイムマシンになるので、タイムマシンはありえない。と言っているのです。
確かに瞬間移動で時空を移動するタイプのタイムマシンは実現できないでしょう。
　
しかしこの議論では、例えばワームホールを通るような、時空を連続的に移動して過去へ行くタイプのタイムマシンまでは否定できません。
この宇宙の時空はどのような形をしているのか全く判っていないので、もしかすると時間軸を遡らなくても過去へ行ける宇宙航路が将来発見されるかもしれません。ちなみに、このようなワームホールを人工的に作り出すには銀河系程度のエネルギーが必要らしいです。

doc_sunday · Answer

>エネルギー保存という物理の大原則が崩れることになりますよね。

定常宇宙説というものがあります。宇宙の膨張をビッグバンに求めないモノで、宇宙は昔からずっと膨張し続けていると言う論点です。
一見標準理論に反しますが、宇宙の膨張による巨視的な密度を一定に保つには１ｍ^3の中に一秒で水素一原子が無から生ずる、と言う仮定を置けば成り立ちます。その程度の測定はまだあまり精度が良くないようです。何千立米の有機塩素化合物に数個のアルゴン原子を入れてほぼ九割を回収する事には十年以上前に成功しては居ますけど。

Vitamin_Q · Answer

私もその論理は正しいと思います。
ウラシマ効果というもので時間の進み方に変化をもたらし、「未来に行く」という表現ができる現象は作り出せますが、過去に戻るのは矛盾が生じます。
極端な話、数億年前に地球を送り込むことさえできることになります。地球が二つ存在することになります。
そして現在に戻ってきたら、地球が二つある未来になっていなければならないわけですよね？　この調子でいくつもの地球を過去に送り込めば、宇宙の質量は増え続けることになってしまいます。
そんなことがあっていいはずがありませんから、タイムマシーンは存在し得ないでしょう。

isoworld · Answer

エネルギー保存則がどの範囲で成り立つかです。時空の歪みが見られるような非線形の４次元空間（あるいはもっと多次元）の世界でも成り立つかどうか…ですね。

super-dog · Answer

空間の歪みは時刻の歪みですから。
原子時計を持って飛行機に乗れば数万分の1秒の未来に行ったことを確認できますよ。(世の中には本当にやっている酔狂な金持ちがいます)

neKo_deux · Answer

エネルギー保存の法則：
「ある閉じた系の中のエネルギーの総量は変化しない」

ですから、１００年前と現在(または未来)までを含めて「閉じた系」と考えれば、
・現在からは、パソコン１台分のエネルギーが減る。
・１００年前では、パソコン１台分のエネルギーが増える。
なので、矛盾しません。


> これはタイムマシンができない証明として正しいのでしょうか。

前提として、１００年前(のある一瞬？)または現在が「閉じた系」である事の証明が必要になると思います。

タイムマシンは絶対につくれないことの証明？

>エネルギー保存という物理の大原則が崩れることになりますよね。

私もその論理は正しいと思います。

エネルギー保存則がどの範囲で成り立つかです。

空間の歪みは時刻の歪みですから。

エネルギー保存の法則：

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　エネルギー保存則がどの範囲で成り立つかです。