Раньше путешествия во времени рассматривались в основном как тема научно-фантастических призведений. Теперь многое изменилось, и совсем недавно они заинтересовали физиков-теоретиков. В серьезных научных журналах публикуют анализы путешествий во времени, составленные выдающимися учеными. Видимо, физики поняли, что изучение времени — достаточно серьезная тема, чтобы ей пренебрегать.

Причина этого в том, что уравнения Эйнштейна допускают существование множества разных типов машины времени. В его теории часто встречается термин под названием «замкнутая времяподобная кривая». Она означает пути, которые позволяют перемещения в прошлое. Если двигаться вдоль замкнутой времяподобной кривой, то в результате можно вернуться из путешествия даже раньше, чем мы в него отправились.

image001По расчетам Эйнштейна, возможны несколько видов машин для перемещения во времени.

Первый тип машины времени предусматривает использование так называемых «кротовых нор». Уравнения Эйнштейна имеют множество решений, соединяющих две удаленные точки в пространстве. Но согласно теории Эйнштейна, время и пространство тесно переплетены, а это значит, что та же кротовая нора может соединять и две удаленные точки во времени. При помощи такой кротовой норы можно переместиться в прошлое.

Теоретически, после этого можно вновь вернуться в первоначальную точку и встретить там самого себя перед стартом. Но, если кротовая нора находится в центре черной дыры, то это дорога в один конец. «Не думаю, что вопрос в том, может ли человек, находясь в черной дыре, попасть в прошлое, — говорит физик Ричард Готт. — Вопрос в том, сможет ли он выбраться оттуда, чтобы похвастаться».

Второй тип машины времени способен «функционировать» во вращающейся Вселенной. В 1949 г. известный математик Курт Гёдель нашел одно из первых решений для расчетов Эйнштейна, которое относится к путешествиям во времени. Если обогнуть вращающуюся Вселенную достаточно быстро, то можно оказаться в прошлом и попасть в точку старта даже раньше, чем вы оттуда отправились. Таким образом, что путешествие вокруг Вселенной одновременно окажется и путешествием назад во времени.

Гёдель часто спрашивал у знакомых астрономов, имеются ли у них доказательства того, что Вселенная вращается. Те в один голос отвечали, что Вселенная точно расширяется, а вот вращение, вероятно, равно нулю. Иначе путешествия во времени могли бы стать обычным явлением, а история, в известном нам понимании перестала бы существовать.

Третий тип машины времени допускает возможность вернуться к старту раньше отправления, если двигаться вокруг бесконечно длинного вращающегося цилиндра. (Это решение Биллем ван Стокум нашел в 1936 г., раньше Гёделя, но, по-видимому, не подозревал, что оно позволяет путешествовать во времени). Из этого следует, что если активно поплясать вокруг шеста с лентами на майском празднике, то можно ненароком оказаться в предыдущем апреле. Проблема, однако, в том, что цилиндр должен быть бесконечным и вращаться так быстро, что большинство известных материалов просто не выдержат и разлетятся на кусочки.

Последний на сегодняшний день тип путешествий во времени обнаружил в 1991 г. Ричард Готт из Принстонского университета. Его решение основывается на обнаружении в пространстве гигантских космических струн, которые могли остаться со времен Большого взрыва.

Он, предположил, что две такие космические струны могут столкнуться. Значит, если быстро обогнуть эти струны в момент столкновения, то можно попасть в прошлое. Достоинством этого типа машины времени является то, что вам не потребуются бесконечные вращающиеся цилиндры, вращающаяся Вселенная или даже черные дыры. Однако, проблема в том, что вам сначала придется отыскать в пространстве эти самые громадные космические струны, а потом заставить их столкнуться нужным образом.

К тому же и «дверь» в прошлое при этом откроется на очень короткий промежуток времени. Готт говорит: «Коллапсирующая струнная петля, достаточно большая, чтобы ее можно было обогнуть один раз и вернуться при этом на один год назад, по своей массе-энергии должна превосходить половину галактики».

И, все-таки, самая многообещающая схема машины времени — это так называемые обратимые кротовые норы, упомянутые выше. Это пространственно-временные дыры, в которых человек может свободно перемещаться во времени вперед и назад. Теоретически, обратимые кротовые норы дают возможность не только путешествовать быстрее скорости света, но и перемещаться во времени. Ключ к обратимым кротовым норам — это отрицательная энергия.

Машина времени для путешествий в обратимых кротовых норах должна состоять из двух камер. Каждая камера, в свою очередь, из двух концентрических сфер, разделенных крошечным промежутком. Если обжать наружную сферу внутрь, по направлению к внутренней сфере, то между двумя сферами в результате возникнет отрицательная энергия, основанная на эффекте Казимира.

image003Давайте представим, что некая цивилизация III типа способна протянуть кротовую нору между двумя этими камерами (допустим, соорудив ее из пространственно-временной пены). Далее берем первую камеру и отправляем ее в пространство на околосветовой скорости. Время в этой камере замедлится, и часы в обеих камерах потеряют синхронность. Время в двух камерах, соединенных кротовой норой, пойдет с разной скоростью.

Из второй камеры можно по кротовой норе мгновенно переместиться в первую, которая существует в более раннем времени и, таким образом, оказаться в прошлом.

Реализация этой схемы связана с серьезными трудностями. Так, кротовая нора может оказаться совсем крошечной, намного меньше размеров атома. А концентрические сферы, возможно, потребуется обжать до гигантских космических масштабов, чтобы получить достаточно отрицательной энергии.

И еще. На такой машине времени Вы сможете возвращаться назад во времени лишь только в тот момент, когда она была создана — ведь до этого момента время в обеих камерах было совершенно синхронно!

Путешествия во времени порождают множество вопросов, как технических, так и социальных. Ларри Дуайер поднимает всевозможные моральные, юридические и этические вопросы; он говорит: «Следует ли предъявить обвинения путешественнику во времени, если он побил самого себя, только более молодого (или наоборот)?

Если путешественник во времени совершит убийство и скроется в прошлом, следует ли судить его в прошлом за преступление, которое ему еще только предстоит совершить? Если он женится в прошлом, то можно ли судить его за двоеженство, если другой жене предстоит родиться, скажем, через пять тысяч лет?»

Однако, самые труднорешаемые проблемы — это логические парадоксы, которые могут возникнуть при путешествиях во времени. К примеру, что произойдет, если мы убьем своих родителей до своего рождения? Это логически невозможно, поэтому получается парадокс — иногда его называют «парадокс дедушки».

Существует три точки зрения на эти парадоксы.

Во-первых, не исключено, что при возвращении в прошлое вам просто придется еще раз пережить все то же самое, восстановив тем самым историю в прежнем ее виде. В этом случае вы лишены свободы воли и вынуждены повторять прошлое в том виде, в каком оно единожды было реализовано.

В этой ситуации получается, что если вы отправляетесь в прошлое, чтобы передать самому себе секрет путешествий во времени, то, значит, именно так все и должно было произойти: секрет путешествий во времени действительно был доставлен из будущего. Такова судьба. Правда, при этом останется неясным, откуда все-таки стал известен сам секрет путешествий во времени.

Второй вариант. Вы обладаете свободой воли и, соответственно, можете изменять прошлое, но в ограниченных пределах. Ваша свобода воли работает до тех пор, пока вы не создаете временных парадоксов. Стоит вам попытаться убить родителей до своего рождения, и загадочная сила не даст вам спустить курок. Существует, к примеру, закон природы, не позволяющий нам ходить по потолку, хотя мы можем этого захотеть. Почему бы не предположить, что существует и закон, который не даст нам убить родителей до нашего рождения? Обстоятельства могут сложиться так, что по независящим от нас причинам, просто не удастся спустить курок.

И наконец, третий вариант. Вселенная расщепляется на две параллельных вселенных. Люди, которых вы убили, в точности похожи на ваших родителей, но на самом деле ими не являются, поскольку вы уже находитесь в параллельной вселенной. Похоже, именно этот вариант наиболее соответствует квантовой теории.

Второй вариант рассмотрен в фильме «Терминатор-3», где Арнольд Шварценеггер играет робота из будущего, в котором власть захватили агрессивные машины. На немногих оставшихся в живых людей роботы охотятся, как на зверей. Однако они не в силах уничтожить лидера сопротивления. Машины направляют целую серию роботов-убийц в прошлое, в момент незадолго до рождения лидера, с заданием уничтожить его мать. Но, в конце концов, после эпических сражений, в финале фильма машины все же уничтожают человеческую цивилизацию, как и планировали с самого начала.

Фильм «Назад в будущее» рассматривает третий вариант событий. Доктор Браун изобретает машину, работающую на плутонии, на базе старого автомобиля DeLorean; на самом деле это машина времени для путешествия в прошлое. Герой фильма – Марти Макфлай садится в нее, отправляется в прошлое и встречается там со своей молодой матерью, которая случайно влюбляется в него. В результате возникает сложная проблема. Если будущая мать Марти отвергнет его будущего отца и они не поженятся, то герой фильма просто не родится на свет.

Проблему немного проясняет доктор Браун. Он рисует на доске горизонтальную линию, представляющую течение времени в нашей Вселенной. Затем он рисует вторую линию, которая ответвляется от первой и представляет параллельную вселенную. Она появляется в тот момент, когда вы совершаете изменения в прошлом. Таким образом, если двинуться назад против течения времени, как одна линия времени тут же превращается в две. Этот теория известна как концепция множественности миров.

Это означает, что все парадоксы времени вполне возможно разрешить. Если вы совершили убийство своих родителей до вашего рождения, это означает только то, что вы убили людей, которые не являются на самом деле вашими родителями — хотя, конечно, идентичны им генетически, обладают той же личностью и теми же воспоминаниями.

Теория множественности миров может помочь решить, как минимум, одну серьезную проблему путешествий во времени. Для физика главная проблема, связанная с путешествиями во времени, не считая поисков отрицательной энергии, состоит в том, что последствия излучения могут накапливаться, и в итоге случится одно из двух: либо путешественник во времени упадет замертво при попытке войти в машину, либо кротовая нора схлопнется в тот момент, когда вы будете сквозь нее проходить.

Все радиационные эффекты будут накапливаться, так как любое излучение, попавшее в портал времени, отправится в прошлое. Там это излучение выйдет наружу и начнет бродить по Вселенной до того дня, когда придет время ему снова войти в портал. Из-за того, что излучение может попасть в портал бесконечное число раз, внутри портала оно способно достичь невероятно высокого уровня, вполне достаточного для того, чтобы убить любого, кто там окажется.

Однако, если говорить о теории с «множественными мирами», то эта проблема отпадет сама собой. Излучение, попавшее в машину времени, конечно же отправится в прошлое, но там оно попадает в новую вселенную и не сможет входить в портал времени снова и снова. Таким образом, у каждой из бесконечного количества вселенных будет свой цикл, и в каждом цикле в портал времени проникнет только один фотон излучения — а не бесконечно много.

В 1997 году три физика – Бернард Кей, Марек Радзиковски и Роберт Уолд показали, что путешествия во времени никак не противоречат известным законам физики, за исключением одного момента. Когда речь идет о передвижении во времени, все проблемы концентрируются на горизонте событий, расположенном возле входа в портал. Но этот горизонт — как раз то самое место, где, по современным представлениям, теория Эйнштейна уступает место квантовым эффектам.

image007К сожалению, пытаясь рассчитать радиационные эффекты на входе в машину времени, нам приходится использовать теорию, которая сочетает в себе общую теорию относительности Эйнштейна и квантовую теорию излучения. Но, как бы мы ни пытались объединить эти две теории, результат расчетов выходит неубедительным и даже бессмысленным, потому что в некоторых местах ответ получается бесконечным.

Вот тогда и приходит время для так называемой «теории всего». Все проблемы путешествий через кротовые норы, например, стабильность кротовой норы, схлопывание кротовой норы при попытке пройти через нее, опасное для жизни излучение, сконцентрированы на горизонте событий — в точности там, где теряет свой смысл теория Эйнштейна.

Таким образом, ключевым для понимания путешествий во времени является понимание физики горизонта событий — а ее может описать и объяснить только теория всего. Именно по этой причине мнения большинства физиков на сегодняшний день сходятся в том, что единственный способ разрешить вопрос путешествий во времени — разработать полную теорию пространства-времени и гравитации.

Теория всего должна объединить четыре фундаментальных физических взаимодействия Вселенной и позволить рассчитать математически, что произойдет при входе в машину времени. Именно теория всего могла бы успешно рассчитать радиационные эффекты, создаваемые кротовой норой, и прояснить вопрос о том, насколько стабилен будет портал при входе человека в машину времени. Но даже после появления такой теории нам, возможно, придется ждать несколько сотен лет или даже дольше, прежде чем первая машина времени сможет экспериментально подтвердить ее выводы.

Теории путешествий во времени настолько взаимосвязаны с физикой кротовых нор, что сами путешествия, видимо, следует отнести ко II классу невозможности.

Типы машин для перемещений во времени

Редакция рекомендует: