Путешествия во времени: возможно ли?

2 мая Сергей Васильев Комментариев: 8

Любой из нас каждые сутки совершает перемещение примерно на 24 часа вперед. Другое дело, что движение это остается таким же ненамеренным, как и неизбежным. В отличие от пространства, мы не можем по собственному желанию встать и переместиться на столько-то «шагов» в прошлое или будущее... или можем?

26.9K
Выбор редакции

Представление о потоке времени, как о чем-то неизменном, постоянном, вечном и равномерном, сидит где-то очень глубоко в нашей психике. Мы измеряем его секундами, часами, годами, но продолжительность этих промежутков может меняться. Как речной поток, который в самом деле часто сравнивают с потоком времени, может то ускоряться на резких перепадах, то замедляться, разливаясь широко, время само подвержено изменениям. Это открытие стало, возможно, ключевым в той научной революции, которую в 1905–1915 гг. совершили работы Альберта Эйнштейна. 

 

Непостоянство времени берет начало в его сложных отношениях с пространством. Три пространственных измерения и одно временное образуют единый, нераздельный континуум – ту сцену, на которой разворачивается все происходящее в нашем мире. Сложные переплетения и взаимодействия этих четырех измерений друг с другом дают нам надежду на то, что путешествия в прошлое и будущее все-таки возможны. Чтобы получить власть над временем, надо всего лишь приручить пространство. Как это возможно?

 

Только вперед

 

Для простоты давайте представим, что континуум нашей Вселенной включает не четыре, а только два измерения: одно пространственное и одно временное. Каждый объект, от фотона до Дональда Трампа, движется по этому континууму с постоянной скоростью. Что он ни делает, пересекает ли Галактику или отвечает на вопросы журналистов, сидя на стуле, общая скорость его движения остается неизменной – упрощая, можно сказать, что сумма скоростей, с которой перемещается объект, всегда равна скорости света. Если президент по пространству не перемещается, то вся энергия его движения уходит в перемещение по оси времени. Если фотон движется по пространству со световой скоростью, то на время у него энергии не остается, и для этих частиц время не движется вовсе. 

 

Можно сказать, что перемещение в пространстве «крадет» перемещение у времени. Если Дональд Трамп ускорится – сядет в самолет и на скорости около 900 км/ч пересечет Атлантику, – он замедлит свое движение во времени и окажется где-то на 10 наносекунд в «будущем», в том времени, которое для его «внутренних часов» еще не наступило. Текущий рекордсмен пребывания в космосе Геннадий Падалка за 820 дней на МКС, в течение которых он двигался на скорости около 27,6 тыс. км/ч, переместился в будущее на несколько десятков миллисекунд. При достижении скорости в 99,999% световой за год можно переместиться в будущее на 223 «обычных» земных года. 

 

Это перетекание движения из пространства во время и обратно стоит расширить и на гравитацию. В описании Общей теории относительности гравитация – это деформация пространственно-временного континуума, и в окрестностях черной дыры (да и любого другого гравитирующего объекта) «искривляются» все четыре измерения, причем тем сильнее, чем сильнее притяжение. Время у поверхности Земли течет медленнее, чем на орбите, и сверхточные часы спутников убегают примерно на 1/3 миллиардной доли секунды в сутки. Куда заметнее это перемещение в будущее для тел, находящихся близ более массивных объектов. 

 

Сверхмассивная черная дыра в центре нашей Галактики весит около 4 млн Солнц, и если мы начнем нарезать круги поблизости от нее, то спустя некоторое время – когда на нашем космическом корабле пройдет всего несколько дней – можем оказаться во Вселенной на несколько лет старше нас. Опять же, в будущем. Как мы поняли, формулы Эйнштейна с легкостью допускают такие перемещения, хотя на практике они сложны настолько, насколько сложно набрать скорость, близкую к световой, или выжить в окрестностях сверхмассивной черной дыры. Но как быть с прошлым?

 

©depositphotos

©depositphotos
 
Назад и вверх

 

По большому счету, путешествие во времени назад устроить еще проще, чем вперед: достаточно взглянуть на звездное небо. Диаметр Млечного Пути составляет около 100 тыс. световых лет, а свет более далеких звезд и галактик может идти к нам и миллионы, и миллиарды лет. Оглядывая ночной небосвод, мы видим вспышки прошлого – Луну, какой она была около секунды назад, Марс – примерно 20 минут назад, Альфу Центавра почти четырехлетней давности, соседнюю галактику Туманность Андромеды – 2,5 млн лет назад. 

 

Самый дальний предел, доступный такого рода «перемещению» во времени, составляет более 10 млрд лет: картину той невероятно далекой эпохи можно увидеть в микроволновом диапазоне, как следы реликтового излучения Вселенной. Но, конечно, нас такими путешествиями не удовлетворишь; в них чудится что-то «ненастоящее» в сравнении с тем, как такие перемещения выглядят в фантастике. Выбираешь нужную эпоху на экране, нажимаешь кнопку – и... 

 

Интересно, что уравнения Эйнштейна не накладывают ограничений и на такие целенаправленные путешествия в прошлое. Поэтому некоторые теоретики, рассуждая об этом, предполагают, что при движении на скорости большей скорости света время в этой системе отсчета будет течь в обратном относительно остальной Вселенной направлении. С другой стороны, такое движение эйнштейновские теории все же запрещают: масса при достижении световой скорости станет бесконечной, а чтобы разогнать бесконечную массу хотя бы еще чуточку быстрее, понадобится бесконечная энергия. Но, главное, введение таких машин времени способно нарушить не менее фундаментальный причинно-следственный принцип. 

 

Представьте, что вы – яростный сторонник Хиллари Клинтон и решили вернуться в прошлое, чтобы поколотить мелкого Дональда Трампа и навсегда отвадить его от политики. Если это сработало, и Дональд после такого «поучения» еще в 1950-х решил полностью сосредоточиться на бизнесе или на игре в шахматы, то каким образом вы бы вообще узнали о его существовании, не говоря о том, чтобы воспылать нелюбовью к этому политику?.. Эти парадоксы хорошо раскрывает культовая серия фильмов «Назад в будущее», а многие ученые считают, что они делают путешествия в прошлое принципиально невозможными. С другой стороны, рассуждать и фантазировать мы можем всегда. Давайте попробуем?

 

©Universal Pictures

©Universal Pictures

 

Сквозь кольцо

 

Приближение к какой-нибудь достаточно крупной черной дыре приводит к замедлению времени. Падение внутрь – вряд ли вариант: это занятие чересчур опасно и не позволит сохранить в целости и вас, и вашу машину для перемещений во времени. Однако существует вариант, при котором черная дыра может оказаться вполне подходящим «порталом» в прошлое. На него указали расчеты, проведенные еще в 1960-х известным (а тогда еще очень молодым) новозеландским физиком Роем Керром, который изучал гравитационное поле вращающихся черных дыр. 
В самом деле, если обычное сферическое тело сжимается до критического радиуса и образует сингулярность черной дыры, то масса вращающегося тела испытывает влияние центробежных сил. Этот момент импульса не позволяет образоваться обычной «точечной» сингулярности, и вместо нее появляется сингулярность очень необычная – в виде кольца нулевой толщины, но ненулевого диаметра. И если сингулярности обычной черной дыры не избегнет любой, кто дерзнет приблизиться к ней слишком близко, то наблюдатель, сближающийся с кольцеобразной сингулярностью, вполне может «проскочить» ее – и оказаться по ту сторону. 

 

Некоторые ученые предполагают, что эти свойства могут делать «керровские» черные дыры своего рода антиподами обычных – где-то, в ином пространстве-времени они не поглощают, а напротив, выбрасывают из себя все, что попало в них в нашем. Счастливчик, избегнувший полной дезинтеграции в кольцеобразной сингулярности, окажется где-то совершенно в ином месте и времени. Где? Увы, и тут никакого управления пока не предусматривается: как повезет. Пока что мы не уверены даже в существовании сингулярности такой подходящей формы, не говоря уже о том, чтобы контролировать их возникновение и то, какие именно участки пространственно-временного континуума они соединяют. Вам это что-то напоминает?

 

©depositphotos

©depositphotos
 
Норы и струны
 

Если мы вспомним о нашем упрощенном двумерном континууме, который содержит всего одно временно′е измерение и одно пространственное, то нам будет легко представить, как его ткань не только деформируется и изгибается, но и рвется – как в окрестностях массивных тел и в сингулярности черной дыры. Но куда приводят такие разрывы? Видимо, опять же, – в иную часть континуума, – как если б мы взяли плоскую двумерную простыню и сложили пополам, пробив «дырки» с одной поверхности на другую. Ни одна теория не запрещает существование и в нашем четырехмерном пространстве-времени таких дыр – объектов, широко известных как кротовые норы. 

 

Практически физики нигде и никогда их не наблюдали, но существует ряд моделей, описывающих такие кротовые норы, причем к числу их авторов относятся весьма авторитетные фигуры, включая американца Кипа Торна и британца Стивена Хокинга. Последний считает, что кротовые норы существуют лишь на планковских масштабах, в «квантовой пене» виртуальных частиц, которые непрерывно рождаются и аннигилируют в вакууме пространства-времени. Вместе с ними рождаются и рассыпаются бесчисленные туннели кротовых нор, которые на крошечную долю секунды – случайным образом – соединяют совершенно разные области пространства-времени, и снова исчезают. 

 

Чтобы использовать такие норы хоть для какой-либо пользы, их придется научиться стабилизировать и увеличивать в размерах. Увы, расчеты показывают, что для этого понадобятся колоссальные количества энергии, непредставимые ни для американского президента, ни для всего человечества в любой более-менее обозримой перспективе. Поэтому несколько большую надежду на свободные перемещения во времени дает другая полуфантастическая концепция, развитая во второй половине ХХ в. Томасом Кибблом, Яковом Зельдовичем и Ричардом Готтом – речь идет о космических струнах. 

 

Не стоит путать их с суперструнами из другой известной теории: космические струны в представлении Готта – это весьма плотные одномерные складки пространства-времени, возникшие еще на заре существования Вселенной. Упрощенно говоря, «ткань» пространства-времени в ту эпоху еще не «разгладилась», и некоторые из тогдашних складок сохранились до сих пор. Они растянулись до десятков парсек, но по-прежнему необычайно тонки (порядка 10–31 м) и несут огромную энергию (плотность порядка 1022 г на см длины). 

 

Тоньше атома, космические струны пронизывают пространственно-временной континуум, проявляя мощнейшую, хотя и локально ограниченную, гравитацию. Зато если мы научимся ими манипулировать, сближать, скручивать и сплетать, мы можем как угодно «настраивать» и пространство-время вокруг. Такие сверхспособности обещают уже вполне полноценные перемещения в прошлое и будущее по желанию, по надобности или настроению. Если только на это не существует фундаментальных запретов. Помните про «Назад в будущее»?

 

©Universal Pictures 
 
Парадоксы и их разрешение

 

Нарушение причинно-следственных связей при путешествии в прошлое способно поставить в тупик не только философов, но и любые разумные физические и математические выкладки. Самый известный пример этому – «парадокс убитого дедушки», впервые описанный в научной фантастике еще в 1940-х. В книге французского писателя Рене Баржавеля рассказывается, как неосторожный путешественник во времени убил своего собственного деда, так что впоследствии он не смог появиться на свет, совершить перелет в прошлое и убить дедушку... Тут начинает сбоить любая логика: возникает разорванная цепь причин и следствий, которую не приемлет ни наука, ни наш повседневный опыт. 

 

Одним из решений этого парадокса может быть «постселекция» событий самой Вселенной. Иначе говоря, оказавшись в прошлом, путешественник не сумеет сделать ничего, что нарушило бы правильный ход причин и следствий. Пистолет не сработает, или он не отыщет своего дедушку, или случится тысяча других случайностей, странностей, конфузов, но течение вещей не позволит сбить Вселенную с ее размеренного хода. Но вообще трудно представить себе хоть какое-либо действие в прошлом, которое не имело бы далеко идущих последствий. Вспомним еще один пришедший из фантастики термин – «эффект бабочки», который указывает на свойство некоторых систем усиливать незначительное влияние до больших и непредсказуемых последствий. Возможно, постселективное решение парадоксов времени все равно не позволит нам путешествовать по нему. 

 

Впрочем, существует и другой подход, куда более многообещающий. Согласно популярной сегодня гипотезе Мультивселенной, в мироздании может реализовываться любой возможный (и невозможный) вариант, просто все они «расходятся» по разным параллельным вселенным. Вы можете переместиться в прошлое и застрелить дедушку, и он действительно не родит вашего отца, а тот – вас, но в другом, параллельном мире. Так же, как где-то там Дональд Трамп может проиграть выборы, или вовсе не появиться на свет, или оказаться знаменитым велогонщиком. Так же, как где-то существуют миры, населенные зелеными мыслящими медузами или вообще подчиняющиеся иным законам физики. 

 

Так, путешествие во времени парадоксальным образом приводит нас к проблемам фундаментального устройства пространственно-временного континуума. Проблемам, окончательно решить которые поможет разве что первый опыт настоящего перемещения в прошлое – жаль, что в нашем мире этого невероятного события придется подождать еще неопределенное время. 

С точки зрения науки

Naked Science Facebook VK Twitter
26.9K
Комментарии
Аватар пользователя Сергей Огарков
11 ч
Знаете куда проподает масса при складывании частиц, а...
Аватар пользователя Сергей Огарков
12 ч
Эти теоретики действительно вне реальности...
А...
Аватар пользователя Алексей Паульман
Сегодня
Как я согласен с кукурузой теплойю , космос жесть, там...
Комментарии
Аватар пользователя Alex Kohn
Время-это мера скорости протекания процессов в материи.
Придумана эта мера нами, людьми.
Поскольку это-мера, она сама по себе-нематериальна.
Итого-чтобы "путешествовать во времени", необходимо научиться манипулировать скоростью и направлением протекания процессов в окружающем пространстве.
Если научимся поворачивать течение процессов в материи вспять-получим "путешествие в прошлое".
А если научимся убыстрять-"путешествие в будущее".
А сможем научиться останавливать течение процессов-получим "остановку времени".
Причем,когда я говорю о скорости процессов в материи-я имею в виду скорость протекания процессов в материи всего пространства, а не отдельных его объектов.
Непостоянство времени берет начало в его сложных отношениях с пространством.
Бред школяра недоучки.

У времени не может быть никаких взаимоотношений с пространством.
ПРОСТРАНСТВО - это совокупность шкал измерения.
Мерность пространства ограничена только количеством известных систем измерения.

ВРЕМЯ - это двумерное (состоящее из двух шкал) пространство.
На одной шкале распады цезия.
На второй шкале секунды.
Определённому количеству распадов цезия соответствует секунда.

Усё.
Если скорость распадов цезия станет нестабильной (начнёт уменьшаться там или увеличиваться)... просто напросто система счисления времени накроется медным тазом.
Придётся придумывать что-то другое.
На 100% уверен, что путешествие во времени не возможно, иначе сломается история, эволюция, вообще порядок вещей, основанный на физических законах. как последовательность событий. Природа этого не допустит. Она не была замечена в умственных спекуляциях и фантазиях. Но проекции будущего , вернее потенциальные возможности развития, вероятность - почему бы этому не фиксироваться? И как-то отображаться. Но не больше. Так же и прошлое, если может быть записано на пленку, оцифровано, то возможно и сохраняться в каких-то естественных природных структурах. Кто знает, может, например, ДНК сохраняет флешка гораздо больше информации, вплоть до видео. И когда-нибудь удастся это раскодировать. Или сингулярность черной дыры. Но это только информация. Которой можно пользоваться, но никак там не действовать Тот мир давно исчез и перетек в будущее.
Автор прикольно предполагает возможные решения парадокса убитого дедушки.
В какой школе выдавали аттестат этому "умнику"?
он же понятия не имеет что такое парадокс.

ПАРАДОКС - это СУЩЕСТВОВАНИЕ двух взаимоисключающих вариантов.
Пока внука убившего дедушку в колыбели нема... нет никакого парадокса.

А словесного поноса под видом парадоксов насочинять можно немеряно.
Например:
Друган в шутку насыпал автору статьи лошадиную дозу пургена.
С полными штанами дерьма автор конкретно обиделся, отправился в прошлое и убил "шутника" в колыбели.
"Пародокс" готов.
Дарю автору статьи :)
Аватар пользователя Asmund
Как мы можем видеть Марс 20 минут назад, если мы Солнце видим всего 8 минут назад? Или я чего-то не знаю?
Аватар пользователя Mdk Mdk
Когда Марс и Земля находятся на противоположных точках своих орбит (в перигелиях), то к Солнцу они ближе чем друг к другу
Аватар пользователя Asmund
Странно было такое писать, у всех сразу возникает мысль о том, что первое Солнце, потом Земля, а потом Марс, и Марс при этом очень близко к Земле, по сравнению с Солнцем. =/
Угум.
Скорость света зависит от среды и...
Когда между Марсом и Землёй проходит какое либо "облако" то изображение Марса может идти до зрителя на Земле и час :)

Быстрый вход

или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку