«Машина времени есть у каждого из нас: то, что переносит в прошлое - воспоминания; то, что уносит в будущее - мечты »

Герберт Уэллс. «Машина времени»

О чем мечтает человек, если его голова не занята войной и меркантильными амбициями? Он мечтает о своем будущем, о звездах, о благополучии для окружающих. Наиболее красочно в наших краях этот факт отражался во времена существования Советского Союза, когда госпропаганда в рамках холодной войны и космической гонки убедила людей, что наука – двигатель прогресса. И в этом не было ничего плохого.

Увидев успехи человечества в освоении космического пространства, а также достижения в других областях науки, люди начали мечтать о том, что раньше казалось только фантастикой. Например, о вечной жизни и молодости, вечном двигателе, путешествии к звездам и другим галактикам, пониманию языка зверей, левитации и даже о машине времени. Впрочем, в дело опять вмешалась наука, которая раз за разом подрезает крылья мечтателям своими формулами, которые доказывают, что некоторые мечты несбыточны:

Создание вечного двигателя первого рода невозможно в рамках закона сохранения энергии. Первое начало термодинамики запрещает нам это делать, поэтому нам лишь остается ждать очередной прорывной теории в области физики и математики.

Понимание языка птиц и зверей по вполне понятным причинам до сих пор является фантастикой. Ученые находятся лишь на ранней стадии расшифровки звуков, издаваемых животными. Наибольших успехов удалось добиться в расшифровке языка дельфинов , но и это пока что больше похоже на призрачное будущее.

Жить вечно у нас пока не получится, ведь наши клетки запрограммированы умереть. Адекватных теорий о перепрограммировании пока нет и не предвидится, поэтому жизнь человека можно лишь .

Разбивать мечты человечества о скалы науки можно бесконечно, однако есть вещи, которые наукой не запрещены. Например, путешествие во времени. Одна из самых безумных, на первый взгляд, идей, оказывается реальной, потому что не идет вразрез с современными законами физики.

Первые мысли человечества о путешествии во времени

Установить, когда же человек впервые подумал о том, чтобы вернуться в прошлое или отправиться в будущее – невозможно. Скорее всего, эта мысль посещала многих на протяжении всего времени существования нашего рода. Другое дело отказ от обычных мечтаний и попытка описать идею путешествий во времени в рамках относительности временных отрезков. И первыми на это обратили внимание не ученые, а писатели-фантасты. Творческие люди не скованы научными рамками, поэтому могут дать волю своей фантазии. К тому же оказалось, что большинство пророчеств писателей относительно нашего будущего сбылись.

В литературе путешествия во времени описывались в зависимости от эпохи, в которую жили их творцы. Например, в романах 18 века, когда религия еще сохраняла свой вес в обществе и превалировала над остальными фактами, все необычное писатели связывали с божественным вмешательством.

Первой фантастической книгой о перемещении во времени принято считать роман Сэмюэля Мэддена «Воспоминания о ХХ веке. Письма о государстве, управляемом Георгом VI… Получены в виде откровения в 1728 г. В шести томах». В книге, которая была написана в 1733 году, главный герой получал письма с описанием событий из конца 20 века, которые ему приносил настоящий ангел.

Появление «Машины времени»

Первое упоминание некого рукотворного механизма, который позволял перемещаться во времени, появилось лишь в конце 19 века. В 1881 году в одном из научных журналов Нью-Йорка появился рассказ американского журналиста Эдварда Митчелла «Часы, которые шли назад». В нем говорится о молодом человеке, который смог отправиться в прошлое с помощью обычных комнатных часов.

Эдвард Митчелл считается одним из родоначальников современной научной фантастики. Он описал в своих книгах множество изобретений и идей задолго до того, как они появились на страницах других фантастов. Он рассказал о путешествиях со сверхсветовой скоростью, человеке-невидимке и многом другом раньше других.

В 1895 году произошло событие, которое перевернуло мир фантастической прозы. В английском журнале «The New Review» редактор решает опубликовать рассказ «История Путешественника во Времени» – первое крупное фантастическое произведение Герберта Уэллса. Название «Машина времени» появилось не сразу, и было принято лишь через год. Писатель развил идею рассказа «Аргонавты времени», написанного в 1888 году.

«Идея возможности путешествия во времени возникла у него в 1887 году после того, как некий студент по фамилии Хэмилтон-Гордон в подвальном помещении Горной школы в Южном Кенсингтоне, где проходили заседания «Дискуссионного общества», сделал доклад о возможностях неэвклидовой геометрии по мотивам книги Ч. Хинтона «Что такое четвёртое измерение»

Отличительной особенностью романа является то, что некоторые моменты путешествия главного героя во времени были описаны с помощью предположений, которые впоследствии появились в общей теории относительности Альберта Эйнштейна. На момент написания рассказа ее даже не существовало.

Феномен Эйнштейна

С древних времен человек воспринимал окружающее его пространство, как значение трех измерений: длину, ширину и высоту. Разговоры о времени были уделом философов, лишь в 17 веке ввели понятие времени в науку, как физической величины, однако ученые, в том числе и Ньютон, воспринимали время как нечто неизменяемое, прямолинейное.

Ньютоновская физика предполагала, что часы, которые будут расположены в любой части Вселенной, всегда покажут одинаковое время. Ученых устраивало текущее положение дел, ведь проводить расчеты по таким данным гораздо проще.

Все изменилось в 1915 году, когда за трибуну встал Альберт Эйнштейн. Доклад о Специальной теории относительности (СТО) и Общей теории относительности (ОТО) поставил ньютоновское восприятие времени на колени. В его научных работах время существовало неразрывно с материей и пространством и не было прямолинейным. Оно могло менять свой ход, ускоряться или замедляться, в зависимости от условий.

У сторонников ньютоновской вселенной опустились руки. Теория Эйнштейна была крайне логичной, все основные законы физики продолжали работать в ней безупречно, поэтому научному сообществу осталось принять ее, как данное.

«Воображение важнее, чем знания. Знания ограничены, тогда как воображение охватывает целый мир, стимулируя прогресс, порождая эволюцию ».

Альберт Эйнштейн

В своих уравнениях ученый представил искривления пространства-времени, вызванные гравитационной составляющей материи. В них учитывались не только геометрические особенности объектов, но также плотность, давление и другие факторы, которыми они обладают. Особенность уравнений Эйнштейна в том, что их можно читать как справа-налево, так и слева-направо. В зависимости от этого будет изменяться восприятие окружающего нас мира и взаимодействие пространства-времени.

Первые представления путешествия во времени

После того, как научное сообщество отошло от шока, оно начало активно использовать наработки Эйнштейна в своих исследованиях. Первыми заинтересовались астрономы и астрофизики, ведь теория относительности работала для окружающей нас Вселенной, что несомненно поможет ответить на ряд вопросов, которые ранее считались риторическими. В то же время выяснилось, что научные труды немецкого физика допускают возможность существования машины времени, даже нескольких ее видов.

Уже в 1916 году появились первые научные труды о путешествиях во времени с теоретическим обоснованием. Первым об этом заявил ученый-физик из Австрии, которого звали Людвиг Фламм, которому на тот момент было всего 30 лет. Он вдохновился идеями Эйнштейна и пытался решить его уравнения. Внезапно Фламма осенило, что при искривлении пространства и материи в окружающей нас Вселенной могут возникать своеобразные тоннели, сквозь которые можно проходить не только в рамках пространства, но также и времени.

Эйнштейн тепло принял теорию молодого ученого, и согласился, что она отвечает всем условиям теории относительности. Спустя почти 15 лет ему удалось развить рассуждения Фламма, и он вместе со своим коллегой Натаном Розеном смогли соединить между собой две черных дыры Шварцшильда с помощью пространственно-временного тоннеля, который расширялся на входе, постепенно сужаясь к своей середине. В теории, сквозь такой тоннель можно путешествовать в пространственно-временном континууме. Физики назвали такой тоннель мостом Эйнштейна-Розена.

Людям не из научного мира мосты Эйнштейна-Розена известны под более простым названием «червоточины», которое придумал в середине 20 века ученый из Принстона Джон Уилер. Также распространено название «кротовые норы». Такое выражение быстро распространилось среди сторонников современной теоретической физики и очень точно отражало дыры в пространстве. Проход сквозь «червоточину» позволил бы человеку покрывать огромные расстояния за гораздо более короткие промежутки времени, нежели путешествие по прямой. С их помощью можно было бы даже отправиться на край Вселенной.

Идея «кротовых нор» настолько вдохновила писателей-фантастов, что большинство научной фантастики начиная с середины 20 века рассказывает нам о далеком будущем человечества, где люди освоили весь космос и с легкостью путешествуют от звезды к звезде, встречая новые инопланетные расы и вступая с некоторыми из них в кровопролитные войны.

Впрочем, физики не разделяют оптимизма писателей. По их заявлению, путешествие сквозь червоточину может стать последним, что увидит человек. Как только он попадет за горизонт событий, его жизнь остановится навсегда.

В своей книге «Физика невозможного» знаменитый ученый и популяризатор науки Митио Каку цитирует своего коллегу Ричарда Готта:

«Не думаю, что вопрос в том, может ли человек, находясь в черной дыре, попасть в прошлое, вопрос в том, сможет ли он выбраться оттуда, чтобы похвастаться ».

Но не стоит отчаиваться. На самом деле физики все же оставили лазейку для романтиков, мечтающих путешествовать сквозь пространство и время. Чтобы выжить в червоточине, нужно лишь лететь быстрее скорости света. Дело в том, что по законам современной физики это просто невозможно. Таким образом, мост Эйнштейна-Розена в рамках сегодняшней науки является непроходимым.

Развитие теории путешествий во времени

Если путешествие сквозь «кротовую нору» позволит в теории попасть в будущее, то с нашим прошлым в этом плане все намного сложнее. В середине 20 века австрийский математик Курт Гёдель в очередной раз пытался решить уравнения, созданные Эйнштейном. В результате его вычислений на бумаге вырисовалась вращающаяся вселенная, которая представляла собой цилиндр, время в котором бежало по его краям и было закольцовано. Столь сложную модель неподготовленному человеку трудно даже вообразить, тем не менее в рамках этой теории можно было попасть в прошлое, если обогнуть вселенную по внешнему контуру со скоростью света и выше. По расчетам Гёделя, в таком случае вы прибудете в точку старта задолго до самого старта.

К сожалению, модель Курта Гёделя также не вписывается в рамки современной физики из-за невозможности путешествия быстрее скорости света.

Обратимая червоточина Кипа Торна

Научное сообщество не прекращало попыток решить уравнения теории относительности, и в 1988 году произошел скандал, который поставил весь мир на уши. В одном из научных американских журналов вышла статья от знаменитого физика и эксперта в области теории гравитации Кипа Торна. В своей статье ученый заявил, что он вместе со своими коллегами сумел рассчитать так называемую «обратимую червоточину», которая не схлопнется за космическим кораблем, как только тот войдет в нее. Для сравнения ученый привел пример, что такая червоточина позволит гулять по ней в любом направлении.

Заявление Кипа Торна было очень достоверно и подкреплялось математическими расчетами. Проблема была лишь в том, что она шла вразрез с аксиомой, которая лежит в фундаменте современной физики – события прошлого нельзя изменять.

Так называемый временной парадокс физики в шутку назвали «убийством дедушки». Такое кровожадное название довольно точно описывает схему: вы отправляетесь в прошлое, нечаянно убиваете маленького мальчика (потому что он вас бесит). Мальчик оказывается вашим дедушкой. Соответственно, на свет не появляется ваш отец и вы, значит вы не пройдете сквозь червоточину и не убьете своего дедушку. Круг замкнулся.

Также этот парадокс носит название «Эффект Бабочки», который появился в книге Рэя Брэдбери «И грянул гром» задолго до разработки теории учеными, в 1952 году. В сюжете описывалась история героя, который отправился в путешествие в прошлое, в доисторический период, когда на земле царили гигантские ящеры. Одним из условий путешествия было то, что герои не имеют права сходить со специальной тропы, чтобы не вызвать временной парадокс. Тем не мене, главный герой нарушает это условие, и сходит с тропы, где наступает на бабочку. Когда же он возвращается в свое время, то его глазам предстает ужасающая картина, где мир, который он знал до этого, уже не существует.

Развитие теории Торна

Из-за временных парадоксов отказываться от идеи Кипа Торна и его коллег было бы глупо, проще решить проблему с самими парадоксами. Поэтому поддержку американский ученый получил оттуда, откуда ее меньше всего ожидал: от российского ученого-астрофизика Игоря Новикова, который придумал, как обойти проблему с «дедушкой».

По его теории, которую назвали «принципом самосогласованности», если человек попадает в прошлое, то его возможность влиять на уже произошедшие с ним события стремится к нулю. Т.е. сама физика времени и пространства не даст вам убить дедушку или вызвать «эффект бабочки».

На данный момент, мировое научное сообщество разделилось на два лагеря. Один из них поддерживает мнение Кипа Торна и Игоря Новикова относительно путешествий сквозь кротовые норы и их безопасности, другие упорно отрицают. К сожалению, современная наука не позволяет ни доказать, ни опровергнуть эти заявления. Обнаружить червоточины в космосе мы также пока не в силах из-за примитивности наших приборов и механизмов.

Кип Торн стал главным научным консультантом при создании знаменитого научно-фантастического фильма «Интерстеллар», в котором рассказывается о путешествии человека сквозь «кротовую нору .

Создание собственного пространственно-временного тоннеля

Чем шире фантазия современного ученого, тем больших высот он может достичь в своей работе. Пока скептики отрицают любую возможность существование моста Эйнштейна-Розена, сторонники этой теории предлагают выход из ситуации. Если мы не способны обнаружить червоточину в непосредственной близости от нас, значит ее можно создать самим! Тем более, что наработки для этого уже есть. Пока эта теория находится в области фантастики, однако, как мы уже успели убедиться, большинство предсказаний фантастов сбылись.

Кип Торн вместе со своими сторонниками продолжает работать над теорией кротовых нор. Ученый смог рассчитать, что спровоцировать рождение червоточины можно с помощью так называемой «темной материи» – таинственного строительного материала во Вселенной, который не удается обнаружить напрямую, но по предположениям физиков, из нее состоит 27% нашей вселенной . К слову, на долю барионной материи (той, из который мы с вами состоим и можем увидеть) приходится всего 4,9% от общей массы вселенной. Темная материя обладает удивительными свойствами. Она не испускает электромагнитного излучения, не взаимодействует с другими формами материи кроме как на гравитационном уровне, но ее потенциал поистине огромен.

По словам Торна, с помощью темной материи можно создать обратимую кротовую нору достаточных размеров, чтобы через нее мог пройти космический корабль. Проблема лишь в том, что для этого нужно накопить столько темной материи, что ее масса будет соразмерна с массой Юпитера. Человечество же пока не в состоянии заполучить даже грамм этого вещества, если к нему вообще применимо понятие «грамма». К тому же, необходимость путешествия со скоростью света никто не отменял, а это значит, что несмотря на все достижения человечества в области науки, мы до сих пор находимся на пещерном уровне развития, и до настоящих прорывных открытий нам очень далеко.

Послесловие

Идеи по изобретению настоящей машины времени, которая позволила бы нам открыть загадки прошлого и увидеть свое будущее, пока несбыточны. Впрочем, это не отменяет факта, что теория относительности, разработанная Эйнштейном, продолжает работать относительно каждого из нас. Например, найти настоящего путешественника во времени не составит труда даже сейчас. Чем быстрее движется человек, тем медленнее для него идет время, а это значит, что он медленно, но верно перемещается в будущее. Пилоты авиалайнеров, истребителей и в особенности космонавты, работающие на орбите – настоящие путешественники во времени. Пусть и на сотые доли секунды, но они опередили нас, людей, живущих на Земле.

Концепция машины времени вызывает в воображении образы неправдоподобного устройства, которое слишком часто используется в сюжетах научно-фантастических. Однако согласно общей теории относительности Альберта Эйнштейна, которая объясняет работу гравитации во Вселенной, путешествия во времени — это не только плод воображения. И если в фильмах путешествие во времени — это сюжетный поворот, то как насчет реальности?

Путешествие вперед во времени, согласно теории Эйнштейна, абсолютно возможно. По сути, физикам удалось отправить крошечные частицы под названием мюоны, очень похожие на электроны, вперед во времени, манипулируя гравитацией вокруг них. Это не означает, что технология для отправки людей вперед в будущее станет возможной в ближайшие 100 лет, но все же.

1. Червоточины

Астрофизик Эрик Дэвис из Международного института перспективных исследований EarthTech в Остине считает, что это возможно. Все, что вам нужно — это кротовая нора или червоточина, теоретический проход сквозь ткань пространства-времени, предсказанный в рамках теории относительности.

Червоточины пока не были доказаны, и если их когда-нибудь и найдут, они будут настолько малы, что в них не поместится даже человек, не говоря о космическом корабле. При всем этом Дэвис полагает, что червоточины вполне можно использовать для перемещения обратно в прошлое.

Как общая теория относительности, так и квантовая теория предлагают несколько возможностей для путешествия — например, «закрытую времяподобную кривую» или путь, который сокращает пространство-время, то есть машину времени.

Дэвис утверждает, что современное научное понимание законов физики «кишит машинами времени, то есть многочисленными решениями геометрии пространства-времени, которые позволяют путешествовать во времени или обладают свойствами машины времени».

Как вы понимаете, червоточина позволила бы судну, например, пройти из одной точки в другую быстрее скорости света — почти как в варп-пузыре. Все потому, что корабль прибудет в пункт назначения раньше, чем луч света, пройдя по короткому пути сквозь пространство-время. Транспорт, таким образом, не нарушит правило универсального ограничения скорости, которое накладывает свет, поскольку сам корабль не путешествует с такой скоростью.

Такая червоточина может теоретически вести не сквозь пространство, но и сквозь время.

«Машины времени неизбежны в нашем физическом пространстве-времени», — пишет Дэвис в работе. — «Проходные червоточины включают машины времени».

Тем не менее, добавляет Дэвис, превратить червоточину в машину времени будет нелегко. Понадобятся титанические усилия. Все потому, что как только червоточина будет создана, один или оба ее конца нужно будет ускорить во времени к пункту назначения, что следует из общей теории относительности.

2. Машина времени: цилиндр Типлера

Чтобы использовать машину времени на основе цилиндра Типлера, вам нужно покинуть Землю на космическом корабле и отправиться в космос к цилиндру, который там вращается. Когда вы достаточно приблизитесь к поверхности цилиндра (пространство вокруг него будет по большей части «варпнуто», деформировано), вам нужно будет несколько раз обогнуть его и вернуться на Землю. Вы прибудете в прошлое.

Насколько далеко в прошлое — зависит от того, сколько раз вы обогнете цилиндр по орбите. Даже если вам покажется, что ваше собственное время движется вперед как обычно, пока вы огибаете цилиндр, за пределами искаженного пространства вы неизбежно будете двигаться в прошлое. Это все равно, что вы поднимаетесь по винтовой лестнице и обнаруживаете, что с каждым полным кругом находитесь на одну ступеньку ниже.

3. Пончиковый вакуум

По мнению Амоса Ори из Израильского технологического института в Хайфе, пространство может быть достаточно скручено для создания локального гравитационного поля, которое напоминает пончик определенных размеров. Гравитационное поле образует круги вокруг этого пончика, поэтому пространство и время крепко закручены.

Важно отметить, что такое положение дел сводит на нет необходимость какой-либо гипотетической экзотической материи. Хотя как это будет выглядеть в реальном мире описать довольно трудно. Ори говорит, что математика показала, что через равные промежутки времени внутри пончика в вакууме будет образовываться машина времени.

Все, что вам нужно — это попасть туда. В теории можно будет отправиться в любой момент времени с тех пор, как была построена машина времени.

4. Экзотическая материя

В физике экзотическая материя — это материя, которая так или иначе отличается от нормальной и обладает некоторыми «экзотическими» свойствами. Поскольку путешествие во времени считается нефизическим, физики полагают, что так называемые тахионы (гипотетические частицы, для которых скорость света — это состояние покоя) либо не существуют, либо неспособны взаимодействовать с нормальной материей.

Но когда отрицательная энергия или масса — та самая экзотическая материя, или вещество — скручивает пространство-время, становятся возможными все невероятные явления: червоточины, которые могут выступать туннелями, соединяющими удаленные участки вселенной; варп-двигатель, который позволит путешествия быстрее скорости света; машины времени, которые позволят отправиться в прошлое.

5. Космические струны

Космические струны — это гипотетические 1-мерные (пространственно) топологические дефекты в ткани пространства-времени, оставшиеся еще со времен образования вселенной. С их помощью в теории могут быть образованы поля замкнутых времениподобных кривых, позволяющих путешествовать в прошлое. Некоторые ученые предлагают использовать «космические струны» для построения машины времени.

Если подвести две космические струны достаточно близко одна к другой или одну струну к черной дыре, в теории это может создать целый массив «замкнутых времениподобных кривых». Если делать тщательно рассчитанную «восьмерку» на космическом корабле вокруг двух бесконечно длинных космических струн, в теории можно оказаться где угодно и когда угодно.

6. Сквозь черную дыру

Черная дыра оказывает невероятное влияние на время, замедляя его так, как ничто другое в галактике. По сути, это природная машина времени. Если бы миссией облета вокруг черной дыры управляло наземное агентство, для них облет орбиты занял бы 16 минут. Но для смелых людей на борту корабля, который находится близко к массивному объекту, время шло бы очень медленно. Куда медленнее, чем на Земле. Время для команды замедлилось бы вдвое. За каждые 16 минут они переживали бы только 8.

Поезд - реальная машина времени.

Если вы хотите прожить пару лет немного быстрее, чем кто-то другой, вам нужно управляться с пространством-временем. Спутники глобального позиционирования совершают это каждый день, обгоняя естественный ход времени на три миллиардных доли секунды. На орбите время течет быстрее, поскольку спутники находятся далеко от массы Земли. А на поверхности масса планеты увлекает за собой время и замедляет его в относительно небольших масштабах.

Этот эффект называется гравитационным замедлением времени. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, гравитация искривляет пространство-время, и астрономы используют это следствие, когда изучают свет, проходящий вблизи массивных объектов (о гравитационном линзировании мы писали и ).

Но какое отношение это имеет ко времени? Помните - любое событие, происходящее во вселенной, вовлекает как пространство, так и время. Гравитация не только стягивает пространство, но и время.

Будучи в потоке времени, вы едва ли заметите изменение его хода. Но достаточно массивные объекты - вроде сверхмассивной черной дыры альфы Стрельца, расположенной в центре нашей галактики - будут серьезно искривлять ткань времени. Масса ее точки сингулярности - 4 миллиона солнц. Такая масса замедляет время в два раза. Пять лет на орбите черной дыры (без падения в нее) - это десять лет на Земле.

Скорость движения тоже играет важную роль в скорости течения нашего времени. Чем ближе вы подходите к максимальной скорости движения - скорости света - тем медленнее течет время. Часы в быстро идущем поезде к концу путешествия начнут «опаздывать» на одну миллиардную секунды. Если поезд достигнет скорости в 99,999% световой, за один год в вагоне поезда можно перенестись на двести двадцать три года в будущее.

По сути, на этой идее строятся гипотетические путешествия в будущее в будущем, простите за тавтологию. Но как насчет прошлого? Можно ли повернуть время вспять?

Временные путешествия в прошлое

Звезды - пережитки прошлого.

Мы выяснили, что путешествие в будущее происходит все время. Ученые доказали это экспериментально, и эта идея лежит в основе теории относительности Эйнштейна. В будущее вполне можно переместиться, вопросом остается только «насколько быстро»? Что касается путешествий в прошлое, то для ответа на этот вопрос нужно взглянуть в ночное небо.

Галактика Млечный Путь шириной примерно в 100 000 лет, а значит, свету от далеких звезд нужно преодолеть тысячи и тысячи лет, прежде чем он достигнет Земли. Уловите этот свет, и по сути, вы просто заглянете прошлое. Когда астрономы измеряют космическое микроволновое излучение, они заглядывают в тот космос, каким он был 10 миллиардов лет назад. Но все ли это?

В теории относительности Эйнштейна нет ничего, что исключало бы возможность путешествие в прошлое, но само возможное существование кнопки, которая могла бы вернуть вас во вчерашний день, нарушает закон причинности или причины и следствия. Когда во вселенной что-то происходит, событие порождает новую бесконечную цепочку событий. Причина всегда рождается раньше следствия. Просто представьте себе мир, где жертва бы умирала до того, как пуля попадет ей в голову. Это нарушение действительности, но несмотря на это, многие ученые не исключают возможности путешествий в прошлое.

Например, полагают, что движение быстрее скорости света может отправить назад в прошлое. Если время замедляется по мере того, как объект приближается к скорости света, то может преодоление этого барьера повернет время вспять? Конечно, при приближении к скорости света растет и релятивистская масса объекта, то есть приближается к бесконечности. Ускорить бесконечную массу представляется невозможным. Теоретически, варп-скорость, то есть деформация скорости как таковой, может обмануть универсальный закон, но даже это потребует колоссальных затрат энергии.

А что, если путешествия во времени в будущее и прошлое зависят не столько на наших базовых знаниях космоса, а больше от существующих космических феноменов? Давайте взглянем на черную дыру.

Черные дыры и кольца Керра

Что находится по ту сторону черной дыры?

Покружитесь около черной дыры достаточно долго и гравитационное замедление времени забросит вас в будущее. Но что, если вы угодите прямо в пасть этого космического монстра? О том, что будет при погружении в черную дыру, мы уже писали , но не упоминали такую экзотическую разновидность черных дыр, как кольцо Керра . Или черная дыра Керра.

В 1963 году новозеландский математик Рой Керр предложил первую реалистическую теорию вращающейся черной дыры. Концепция включает нейтронные звезды ­- массивные коллапсирующие звезды размером с Санкт-Петербург, например, но с массой земного Солнца. Нейтронные дыры мы включили в список , обозвав их магнетарами . Керр предположил, что если умирающая звезда сколлапсирует во вращающееся кольцо нейтронных звезд, их центробежная сила не даст им превратиться в сингулярность. И поскольку у черной дыры не будет точки сингулярности, Керр посчитал, что вполне можно будет попасть внутрь, без страха быть разорванным гравитацией в центре.

Если черные дыры Керра существуют, мы могли бы пройти сквозь них и выйти в белую дыру. Это как выхлопная труба черной дыры. Вместо того, чтобы засасывать все, что только можно, белая дыра будет, напротив, выбрасывать все, что можно. Возможно, даже в другом времени или другой Вселенной.

Черные дыры Керра остаются теорией, но если они действительно существуют, они являются своего рода порталами, предлагающими одностороннее путешествие в будущее или прошлое. И хотя чрезвычайно развитая цивилизация могла бы развиваться таким образом и перемещаться во времени, никто не знает, когда «дикая» черная дыра Керра исчезнет.

Кротовые норы (червоточины)

Искривление пространства-времени.

Теоретические кольца Керра являются не единственным способом возможных «сокращенных» путей в прошлое или будущее. В научно-фантастических фильмах - от «Звездного пути» до «Донни Дарко» - часто рассматривается теоретический мост Эйнштейна-Розена . Вам эти мосты более известны под названием червоточин .

Эйнштейна допускает существование червоточин, поскольку в основе теории великого физика лежит искривление пространства-времени под воздействием массы. Чтобы понять эту кривизну, представьте себе ткань пространства-времени в виде белого листа и согните его пополам. Площадь листа останется прежней, сам он не деформируется, но вот расстояние между двумя точками соприкосновение явно будет меньшим, чем когда лист лежал на плоской поверхности.

В этом упрощенном примере пространство изображается в виде двухмерной плоскости, а не четырехмерной, каким на самом деле и является (вспомним четвертое измерение - время). Аналогично работают и гипотетические кротовые норы.

Перенесемся в космос. Концентрация массы в двух разных частях Вселенной могла бы создать своеобразный туннель в пространстве-времени. В теории этот туннель соединил бы два разных отрезка пространственно-временного континуума между собой. Разумеется, вполне возможно, что какие-нибудь физические или квантовые свойства не дают таким червоточинам зарождаться самостоятельно. Ну или они рождаются и тут же гибнут, будучи нестабильными.

По словам Стивена Хокинга, десять самых интересных фактов из жизни которого мы вам , червоточины могут существовать в квантовой пене - самой мелкой среде во Вселенной. Крошечные туннели постоянно рождаются и разрываются, связывая отдельные места и время на короткие мгновения.

Кротовые норы могут оказаться слишком малы и кратковременными для перемещения человека, но вдруг однажды мы сможем их найти, удержать, стабилизировать и увеличить? При условии, как отмечает Хокинг, что вы будете готовы к обратной связи. Если мы захотим искусственным образом стабилизировать туннель пространства-времени, радиация от наших действий может его уничтожить, как обратный ход звука может повредить динамик.

Мы пытаемся протиснуться сквозь черные дыры и червоточины, но, может, есть другой способ путешествий во времени с использованием теоретического космического феномена? С этими мыслями мы обращаемся к физику Дж. Ричарду Готту, который изложил идею космической струны в 1991 году. Как следует из названия, это гипотетические объекты, которые могли сформироваться на ранних этапах развития вселенной.

Эти струны пронизывают всю Вселенную, будучи тоньше атома и находясь под сильным давлением. Естественно, из этого следует, что они дают гравитационную тягу всему, что проходит рядом с ними, а значит объекты, прикрепленные к космической струне, могут путешествовать во времени с невероятной скоростью. Если подтянуть две космические струны поближе друг к другу или расположить одну из них рядом с черной дырой, можно создать то, что называется замкнутой времениподобной кривой.

Используя гравитацию, производимую двумя космическими струнами (или струной и черной дырой), космический корабль теоретически мог бы отправить себя в прошлое. Для этого нужно было бы сделать петлю вокруг космических струн.

Между прочим, квантовые струны сейчас очень горячо обсуждаемые. Готт заявил, что для путешествия назад во времени, нужно сделать петлю вокруг струны, содержащей половину массы-энергии целой галактики. Другими словами, половину атомов в галактике пришлось бы задействовать как топливо для вашей машины времени. Ну и как всем хорошо известно, нельзя вернуться во времени раньше, чем была создана сама машина.

Кроме того, существуют и временные парадоксы .

Парадоксы путешествий во времени

Убил деда - убил себя.

Как мы уже сказали, идея путешествия в прошлое слегка омрачается второй частью закона причинности. Причина следует перед следствием, как минимум в нашей вселенной, а значит может испортить даже самые продуманные планы путешествий во времени.

Для начала представьте: если вы отправитесь в прошлое на 200 лет, вы появитесь задолго до своего рождения. Подумайте об этом секунду. В течение какого-то времени следствие (вы) будет существовать прежде причины (ваше рождение).

Чтобы лучше понять, с чем мы имеем дело, рассмотрим известный парадокс деда. Вы - убийца, который путешествует во времени, вшаа цель - ваш собственный дедушка. Вы проникаете сквозь ближайшую кротовую нору и подходите к живой 18-летней версии отца вашего отца. Вы поднимаете пистолет, но что происходит, когда вы нажимаете на спусковой крючок?

Подумайте. Вы еще не родились. Даже ваш отец еще не родился. Если вы убьете деда, у него не будет сына. Этот сын никогда не родит вас, и вы не сможете отправиться в прошлое, выполняя кровавую задачу. И ваше отсутствие никак не нажмет на курок, тем самым отрицая всю цепочку событий. Мы называем это петлей несовместимых причин.

С другой стороны, можно рассмотреть идею последовательной причинной петли. Она, хоть и заставляет задуматься, теоретически избавляет от временных парадоксов. По мнению физика Пола Дэвиса, подобная петля выглядит следующим образом: профессор математики отправляется в будущее и похищает сложнейшую математическую теорему. После этого выдает ее самому блестящему студенту. После этого перспективный студент растет и учится с тем, чтобы однажды стать человеком, у которого профессор однажды спер теорему.

Кроме того, есть еще одна модель путешествий во времени, которая включает в себя искажение вероятности при приближении к возможности парадоксального события. Что это означает? Давайте вернемся в шкуру убийцы вашего деушки. Эта модель путешествия во времени может убить вашего дедушку виртуально. Вы можете нажать на курок, но пистолет не сработает. Птичка чирикнет в нужный момент или произойдет еще что-нибудь: квантовая флуктуация не даст парадоксальной ситуации состояться.

И наконец, самое интересное. Будущее или прошлое, в которое вы отправитесь, попросту может существовать в параллельной Вселенной. Представим это как парадокс разделения. Вы можете уничтожить все, что угодно, но на ваш домашний мирок это никак не повлияет. Вы убьете деда, но не исчезнете ­- исчезнет, возможно, другой «вы» в параллельном мире, ну или сценарий пойдет по уже рассмотренным нами схемам парадокса. Однако, вполне возможно, что такое путешествие во времени будет одноразовым и вы никогда не сможете вернуться домой.

Совсем запутались? Добро пожаловать в мир путешествий во времени.

События

Современная культура - кино, литература и музыка пестрят историями о преодолении временных пространств. Но что говорят физики о путешествиях во времени?

Путешественники во времени

Автор книги "Как построить машину времени", физик-теоретик и космолог Пол Дэвис рассказывает о своем видении этого вопроса. "Кратко можно так ответить на вопрос о путешествиях во времени", - загадочно произносит Пол Дэвис. "Путешествие во времени не только возможно, но оно имело место быть и мы знаем о нем уже более века. Просто поездок было так мало, что нам кажется, что мы ни о чем подобном не слышали ".

Он называет это феноменом замедленного времени. Дело в том, что чем ближе мы к скорости света, тем медленнее проходит время. Так, например, ручные часы в движущемся поезде идут медленнее обычных часов. Человеку эта разница незаметна. Но прежде, чем поезд вернется к станции, пройдут миллиарды секунд. Если бы подобный поезд достигал скорости света на 99, 999 процентов, то только один год на борту поезда был бы равен 223 годам. Именно через столько лет теоретически поезд возвратится на железнодорожный вокзал.

Скорость - не единственный фактор, влияющий на время. В меньших масштабах на него влияет масса: чем ближе к центру массивного объекта, тем медленнее проходит время. Намного быстрее оно идет в пространстве, чем на Земле. К примеру, время, проведенное на крыше, проходит чуть быстрее, чем в подвале. "Это вполне соизмеримый эффект", - уверяет Пол Дэвис.

На время на борту орбитального спутника влияет как скорость ее орбиты, так и расстояние, которое отделяет его от центра тяжести Земли.

"Вот вам и способ "забежать вперед". Так что, в принципе, чтобы попасть, скажем, в год этак 3000, можете сами выбрать промежуток времени - год, месяц или сколько сами пожелаете. Это только вопрос техники и денег ", - говорит ученый.

Вперед - да, назад - нет

Путешествия во времени в будущее - один из основных аспектов теории относительности Альберта Эйнштейна. Ученые не раз проверяли ее в экспериментальных и практических условиях. А как же путешествия во времени в обратном направлении?

Пол Дэвис говорит, что это совсем другое дело. "В теории Эйнштейна нет ничего такого, что бы исключало возвращение в прошлое. Но многих ученых беспокоят парадоксы, которые возникают при этом", - рассказывает физик.

Представьте себе, что, вернувшись в прошлое, вы убиваете свою мать. Тогда она никогда не родит вас, чтобы вы могли вернуться в это самое прошлое, чтобы совершить убийство.

Учитывая наше современное представление о природе времени и физике, путешествия во времени в прошлое невозможны. Но Вселенная полна тайн и одна из них - гипотетическая особенность пространства времени - "кротовая нора" или "червоточина", представляющая собой "туннель" в пространстве. Они, предполагают ученые, могут быть проводниками сквозь пространство и время. "Например", - фантазирует Дэвис, - "прыгнув в такую нору в Пенсильвании, выйти можно будет на другой стороне Галактики". Пока же этот вопрос остается открытым и спорным.

Так, всемирно известный физик-теоретик Стивен Хокинг предполагает, что теоретически "червоточины" могут быть плацдармом для путешествия во времени. Но другой физик из калифорнийского университета в Санта-Барабаре Эндрю Клилэнд считает, что с такими предположениями нужно быть осторожными.

"Любые теории, основанные на математических вычислениях или философских теориях, должны пройти экспериментальную проверку. Конечно же, о подобных опытах путешествий в прошлое ничего неизвестно", - замечает Клилэнд.

Теория причины и следствия

Невозможность путешествий в прошлое определяет основной принцип причинности. Вся Вселенная подчинена этому правилу. Что-то всегда предшествует чему-то. Никаким экспериментом и опытом опровергнуть данную истину пока не удавалось.

Астрономы в некотором смысле постоянно возвращаются назад во времени, хотя людей собственно не так уж заботит это. Когда физики измеряют реликтовое излучение (или космическое микроволновое фоновое излучение), то они также заглядывают на более чем 10 миллиардов лет назад. Столько времени понадобилось, чтобы свет добрался до нас.

Все же множество вопросов о путешествиях во времени остаются без ответов. Появятся ли туристы из будущего, чтобы помочь нам разобраться с этим? Надо набраться терпения и ждать. Но если они доберутся до нас, используя в качестве машины времени "червоточины", значит, мы для начала должны догадаться и соорудить их. В конце концов, ведь нельзя пересечь мост, если один конец его не достроен?

Чтобы попасть и в прошлое, и в будущее. Хотя многие имеют дерзость не согласиться со светочем и предлагают свои теории. Впрочем, они все сомнительные, потому как не были протестированы; документального подтверждения их успешности нет, да и сами ученые не уверены. Все знают, что это возможно, только не определились, каким способом.

Да и вообще, затея перемещаться во времени – вещь весьма странная. Сколько временных коллапсов нас ждет, плюс появление альтернативных вселенных, в которых мы будем путаться, как психбольные в смирительных рубашках. Да и стоит ли ездить в прошлое, если по возвращении на Землю пройдет 6000 земных лет, тогда как путешествие занимало не больше дня? Разберитесь с настоящим, прежде чем портить прошлое. В конце концов, если бы не было Гитлера и Второй мировой, то большая часть наших дедушек и бабушек вряд ли бы женились друг на друге. Бывали всякие ситуации, романы на фронте и эвакуации. Да и выбора особо не было. Ну да бог с ним, речь не об этом. Речь о том, что в Библии не написано.

1. Пробей будущее лбом

Вот самая примитивная из всех теорий: нужно бежать так быстро, пока не добежишь и не пробьешь лбом будущее. И что самое странное: по сути это утверждение абсолютно верно. Чем быстрее ты шагаешь, тем дальше залетишь.

Этому было посвящено немало опытов. Например, в 1971 был проведен эксперимент. Чтобы не углубляться в техническую составляющую, скажем кратко: исследовательская группа летала вокруг Земли до тех пор, пока не произошло путешествие во времени. Нет, по-настоящему. Они загрузили в самолет атомные часы и полетели на восток, пока не вернулись в то место, откуда начали. Когда исследователи приземлились, часы на Земле опережали на 60 наносекунд часы самолетные. Иными словами, часы в самолете были эффектно перенесены на 60 наносекунд в будущее. Затем исследователи полетели в другом направлении. На этот раз часы авиационные на 270 наносекунд опережали земные.

Это объясняется тем, что часы на Земле не были стационарными, ибо находились на вращающейся поверхности планеты. Часы в самолете, который летел на запад, шли медленнее, так что по сравнению с ними на Земле все замедлялось. Получается, знаменитая сцена, где Супермен летает вокруг Земли и поворачивает время вспять, - всего лишь плод больного мозга сценариста.

Кстати, считай, что этот тип путешествия во времени у нас в кармане. Твой телефон подключен к GPS-спутникам, которые приходится корректировать под замедление (у спутников ведь свой ход времени). Если этого не сделать, навигационная система вместо ближайшего KFC заведет тебя в крэковый притон соседней области.

Давай предположим, что уже придуман автомобиль, который на самом деле позволяет путешествовать таким образом. Мы достигаем скорости и совершаем скачок не на 60 наносекунд, а на 60 лет. Несколько минут или несколько часов вокруг планеты, и затем – бум! – светлое будущее!

Только вот сможешь ли ты жить в этом будущем, где все тебя забыли, а если и помнят, то только как мудака, который без конца крутится вокруг Земли?

2. Плотные дырявые объекты комических масштабов

Если ты видел «Интерстеллар», то суть теории должна быть понятна. Чем ты ближе к большому, плотному объекту, тем медленнее проходит время. Для тебя.

Массовые путешествия во времени уже наблюдаются. Ученые выстрелили из огромного лазера на 10000 километров вверх. Иногда у науки не остается никакого другого выхода, кроме как шмалять из мегапушки в космос. Зато эксперимент подтвердил, что время действительно двигается с разной скоростью в зависимости от расстояния до гравитации.

И что этот выстрел дал? Ничего, в очередной раз подтвердил теорию о том, что вблизи сверхмассивного объекта время течет гораздо медленнее. Ближе к Земле ход времени не так быстр, как в слоях стратосферы. Так что, если кто-то вдруг надумает использовать массу Юпитера для путешествий, то удачи. Достаточно сжать массу планеты до размера консервной банки, и тогда путешествия станут в 2 раза быстрее. И не надо лететь к , которая мало того, что сверхмассивная, так еще и является настоящей галактической машиной времени: время вокруг нее течет ну очень медленно.

Самая странная часть этой теории заключается в том, что подобное путешествие уже происходит с тобой прямо сейчас. На самом деле это происходит везде, не только в волшебных горизонтах какой-то таинственной черной дыры на другом конце галактики. Ядро Земли движется во времени медленнее, чем люди, стоящие на автобусной остановке в Махачкале. Когда ты стоишь, твоя пятая точка стареет медленнее, чем лицо (хотя лучше было бы наоборот). Нам не нужна машина, чтобы путешествовать во времени. Нам просто нужно, чтобы рядом было что-то огромное, как эго Милонова или туша Стаса Барецкого. Хотя, даже если подобная машина, использующая чудовищную массу, и будет создана, то моментально появится толпа протестующих, опасающихся космического коллапса и того, что ось Земли сместится, а Снуп Дог станет президентом.

3. Кротовые норы и трубы Красникова

Ты не можешь путешествовать в пространстве и времени быстрее скорости света, но с трубами Красникова эта проблема моментально решается. Просто прорубаешь тоннель сквозь пространство и время и шляешься туда-сюда, как по одной из тех зеленых труб в «Супер Марио». Тут тоже есть вход, выход, а главное - путешествие проходит ну очень быстро вне зависимости от расстояния, так что наскучить вряд ли успеет.

Подобные «червоточины» – это не физический объект, а искажение пространства и времени. Схематично это выглядит так: два пласта пространства прогибаются в определенном месте до тех пор, пока не соприкасаются друг с другом, как трусы, застрявшие в жопе.

Главные плюсы труб – их можно создать искусственно, а самый большой плюс – путешественник возвращается туда же точно в то время, с которого он начал путешествие. Но помни: прорубая окно к новым звездам, находящимся на расстоянии в 3000 световых лет, ты рискуешь вляпаться в межгалактическую войну.

В 1993 году профессор Веллингтонского университета Мэтт Виссер отметил, что два входа в «кротовые норы» с наведенной разницей во времени не могут быть объединены без возникновения квантового поля и гравитационных эффектов, которые приведут к коллапсу, либо отталкиванию «кротовых нор» друг от друга. Проще говоря, масса будет нарастать, что только разрушит несчастные трубы. К тому же этот способ передвижения, по сути, не нарушает так называемого универсального ограничения скорости, – предельной скорости света – потому что сам корабль не движется быстрее света. Червоточина сокращает путь не только в пространстве, но и во времени.

4. Мексиканские пузыри

Путешествовать быстрее света так же реально, как подоить самку единорога и угостить этим молоком злонравного лепрекона. Так что перестань думать об этом - это глупо и нереально.

Так все считали, пока в 90-х мексиканский ученый Мигель Алькубьерре не задумался о пузыре, сжимающем пространство прямо перед собой и расширяющем его позади себя. Все, что для этого нужно, – тонны отрицательной энергии (речь не о зависти, убийствах, апатии, речах Владимира Соловьева). Идея была чисто теоретической и даже фантастической. При существовании отрицательной энергии перемещение пузыря диаметром в 200 метров потребует энергии, эквивалентной массе Юпитера. Тут Соловьевым не обойдешься - придется Кургиняна подключать.

Однако в последние несколько лет были предложены модификации его идеи, в которой «пузырь» заменили на тор, а отрицательная энергия оказалась и вовсе не нужной. В этом случае расчеты показывают необходимость в энергии, содержащейся всего в сотнях килограмм массы. Даже был проведен эксперимент, который доказал, что пространство прекрасно искривляется и без отрицательной энергии. Но есть одна проблема: пузырь чувствительный, как девственник в первом опыте общения с женщиной, и слишком много посторонних фактов могут сбить его с цели.

5. Цилиндр в какой-то галактике

Что такое цилиндра Типлера? Где-то в космосе, примерно слева от Бетльгейзе, есть вращающийся цилиндр. Берешь корабль и счастливо едешь туда. Когда достаточно приблизишься к поверхности цилиндра (пространство вокруг него будет по большей части деформировано), нужно будет несколько раз обогнуть его и вернуться на Землю. Напоминает бурятский шаманский обряд, но с космосом всегда не все просто. Зато ты прибудешь в прошлое. Насколько далеко – зависит от того, сколько раз обогнешь цилиндр по орбите. Даже если покажется, что твое собственное время движется вперед, как обычно, пока ты огибаешь цилиндр, за пределами искаженного пространства неизбежно будешь двигаться в прошлое. Это как бежать вверх по движущемуся вниз эскалатору.

Осталось только найти этот цилиндр. Судя по всему, это что-то очень большое и длинное, как… фильмы Никиты Михалкова. Но пока их никто не видел. Ни в телескоп, ни во все остальные приборы. У космонавтов спрашивали – они тоже не видели. Цилиндр – вещь гипотетическая, выверенная из уравнений Эйнштейна, а потому никто не знает, чем это путешествие обернется.