Машина времени: не нарушая правил физики

машины времениНаучный факт: по мнению ученых, создать машину времени очень проблематично, но путешествия во времени не противоречат законам физики. На протяжении тысяч лет ученые и философы говорили о времени как о реке, в которую нельзя войти дважды, которая меняется с каждым днем. Но что если бы существовал способ плыть против течения, или бежать по берегу, опережая бег реки? Можно ли путешествовать во времени так же, как мы путешествуем в пространстве? Идея не так уж фантастична, как кажется поначалу, и возможности, которые открывают перед человечеством путешествия во времени, шокируют.

 

«Время течет словно река и мы находимся в этой реке. Однако время похоже на реку и в другом смысле - оно может ускоряться и замедляться и в этом содержится ключ к путешествиям во времени» - Стивен Хокинг

 

Со времен Эйнштейна ученые занимаются изучением трехмерного пространства и времени не как двух разных вещей, а как различных аспектов четырехмерного «пространственно-временного континуума». Специалистам по квантовой физике, изучающие мир субатомных частиц, часто легче объяснить события, если допустить, что время движется в двух направлениях, не только вперед, но и назад, хотя это и противоречит здравому смыслу. С другой стороны, космологи, рассматривающие события в масштабе вселенной, установили, что пространство и время могут искажаться под действием силы тяжести и скорости.

По мнению Стивена Хокинга для решения проблемы создания машины времени необходимо подключить такое понятие как «четвертое измерение» или чревоточина. Чревоточины по-прежнему остаются лишь теорией. Никто и никогде их не видел и если они реально существуют, то настолько малы, что через них не сможет пройти даже человек, не говоря о космическом корабле.

Еще в 1940 году немецкий математик Курт Гедель доказал, что если бы мы могли в достаточной степени искажать и скручивать пространственно-временной континуум – создавая, как он выразился, «замкнутые временеподобные линии» - мы могли бы проделывать туннели сквозь время. Но никто не знал, как можно «скручивать» пространство-время – до открытия черных дыр. Гравитационное притяжение черных дыр настолько велико, что оно искажает саму ткань пространственно-временного континуума, образуя так называемую сингулярность – область пространства-времени, в которой кривизна пространственно-временного континуума обращается в бесконечность или разрывается. Когда выяснилось, что сингулярности могут вращаться, было доказано, что замкнутые временеподобные линии не только возможны – их возникновение неминуемо. Сингулярность образует в пространстве-времени нечто наподобие кольца, отверстие которого является воротами в некую точку пространства – или времени.

alt

Туннели во времени

 

По мнению современной науки именно чревоточины являются реальной машиной времени, которая позволит заглянуть в прошлое и будущее. Чревоточины позволят космическому кораблю перемещаться из одной точки в другую быстрее скорости света. Теоретически чревоточины также позволят путешествовать во времени.

 

За последнее десятилетие или около того путешествия во времени стали если не популярной, то модной темой для обсуждения в определенных кругах мира физики. Немало этому способствовал астроном Карл Саган, который летом 1985 года писал научно-фантастический роман и обратился к физику-релятивисту Кипу Торну, из Калифорнийского технологического института, с просьбой придумать правдоподобное научнообразное «объяснение» для выдуманной им кротовины в пространстве, с помощью которой герои романа могли путешествовать по космосу.

Воодушевленный Торн решил посмотреть на уравнения общей теории относительности в новом свете и обнаружил, что в этих уравнениях нет ничего, что противоречило бы существованию таких кротовин (или червоточин). Через некоторое время он понял, что любой туннель в пространстве также является туннелем во времени. Путешествия во времени не противоречат законам физики.

Осознание этого факта имело два следствия. Когда роман Сагана, «Контакт», был опубликован в 1986 году, в нем был фрагмент, который читается как фантастика чистой воды, но который на самом деле является серьезным научным описанием кротовины – туннеля в пространстве-времени (хотя немногие читатели могли это понять в тот момент). Публикации Торном и его коллегами научных статей о машинах времени и путешествиях во времени сыграли роль камня, брошенного в тихий пруд, по поверхности которого немедленно разошлись круги – сотни доморощенных физиков рьяно принялись изучать пространственно-временной континуум.

Любопытно, что этот анекдот не описан в книге Поля Нахина, посвященной фактам и вымыслам о путешествиях во времени.

alt

Научная фантастика

 

В настоящее время наука не может решить главной проблемы - стабильности чревоточин, которая позволила бы премещаться в заданную точку пространства-времени без риска для экипажа. На самом деле чревоточины находятся вокруг нас, однако они слишком малы, чтобы человек смог их зафиксировать и изучить.

 

Нахин – профессор электротехники в университете штата Нью-Гемпшир и автор нескольких опубликованных научно-фантастических романов, в некоторых из них рассматриваются загадкам и парадоксам путешествия во времени. Нахин рассказывает, как в десять лет он открыл для себя и буквально «пожирал» научную фантастику. Его книга написана с научной точки зрения, что доказывают 36 страниц примечаний, девять технических приложений и бесконечный список литературы.

Правда, в научном подходе Нахина есть два существенных недостатка. Меньший из них – откровенно слабое и несколько запутанное обсуждение черных дыр. Однако гораздо важнее то, что Нахин не в состоянии оценить, как многовариантная интерпретация квантовой механики позволяет путешественнику во времени вернуться в прошлое и изменить его без каких-либо проблем и последствий, предусмотренных знаменитым «парадоксом дедушки». Согласно самой известной версии парадокса, вы перемещаетесь в прошлое и убиваете своего дедушку до того, как он познакомился с вашей бабушкой, из-за чего вы не сможете появиться на свет и, следовательно, не сможете убить своего дедушку

Особенное значение приобретают черные дыры, так как именно около них время и пространство теряют свои привычные свойства. Пока человечество не в силах справиться с черной дырой, однако теоретически оно способно создать структуру, обладающую свойствами черной дыры.

Но в соответствии с многовариантной интерпретацией (самым активным популяризатором которой сегодня является Дэвид Дойч из Оксфорда) убийство дедушки создает новую реальность, поэтому когда вы перемещаетесь в будущее, вы находитесь уже не в своем мире, а в «соседней» вселенной. Это объясняет, например, некоторые интересные моменты в трилогии «Назад в будущее», которую Нахин комментирует, но совершенно не видит ее главную идею. Но, несмотря на недостатки, его книга все же очень интересна. Таким образом, многовариантная интерпретация квантовой механики свидетельствует о том, что никаких парадоксов путешествие во времени не вызовет, и что события просто развернутся иначе, когда вы попадете в прошлое.

Читать дальше Варианты

Самое обсуждаемое
Почти всегда, когда говорят о цунами, подразумевают морские (чаще всего - океанские) цунами,
Слово полтергейст пришло к нам из немецкого языка, в переводе оно означает «шумный дух». Случаи
Всем или почти всем из нас хочется знать, что же будет там, за гранью, ждёт ли там ещё какая-то,