Да, путешествовать во времени можно. Если вас интересовал только этот вопрос, думаю, что этого ответа достаточно. Если же вы хотите разобраться, что я под этим подразумеваю, присоединяйтесь.
В совсем простом смысле мы все неизбежно и, правда, ненамеренно движемся вперёд во времени. Хотя, вероятно, это лукавство и даже подмена понятий. Можем ли мы ровно как и в пространстве перемещаться во времени?
Альберт Эйнштейн в своих работах по Теории относительности показал, что время не является неизменным, постоянным и равномерным, каким мы привыкли и склонны его воспринимать. Непостоянство времени берёт начало в его хитросплетениях с пространством, взаимодействие с тремя измерениями которого дают нам надежду на то, что путешествия в прошлое и будущее всё-таки возможны. Обобщённо можно сказать, что для того, чтобы получить власть над временем, необходимо подчинить себе пространство.
Ускоряемся, двигаясь вперёд.
Не такое уж и лукавство говорить, что все мы постоянно движемся вперёд во времени. Дело в том, что эта скорость воспринимается нами как условный ноль. Для мухи время движется быстрее, поэтому её так сложно поймать – для неё мы движемся замедленно. Для простоты можно сказать, что перемещение в пространстве «крадёт» перемещение у времени. Если вы ускоритесь, например, сядете в самолёт и на скорости около 900 км/ч полетите из одной страны в другую, то вы замедлите своё движение во времени, оказавшись в итоге примерно на 10 наносекунд в «будущем», в том времени, которое для ваших «внутренних часов» ещё не наступило. Так, 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. Сложновато, согласен. Сам запутался. Движемся дальше.
Гравитация.
В описании Общей теории относительности гравитация – это деформация пространственно-временного континуума, и в окрестностях чёрной дыры (да и любого другого гравитирующего объекта) «искривляются» все четыре измерения, причём тем сильнее, чем сильнее притяжение (именно этот эффект является основным в фильме «Интерстеллар»). Время у поверхности Земли течёт медленнее, чем на орбите, и сверхточные часы спутников убегают примерно на 1/3 миллиардной доли секунды в сутки – это очень важный факт, подтверждающий постулаты Теории относительности, который применяется, например, для создания приборов точной навигации.
Сверхмассивная черная дыра в центре нашей Галактики весит около 4 млн. масс Солнц, и если мы выйдем на круговую орбит близ неё, то спустя некоторое время – когда на нашем космическом корабле пройдет всего несколько дней – можем оказаться во времени, когда наша Вселенная уже будет близка к концу. Таким образом постулаты Теории относительности с легкостью допускают перемещения в будущее. Другой вопрос, что на практике они сложны настолько, насколько сложно набрать скорость, близкую к световой, или выжить в окрестностях сверхмассивной чёрной дыры. Так что пока эта часть ОТО остаётся неподвластной человеку.
Назад, в прошлое.
Начну снова с лукавства. Для того, чтобы увидеть прошлое достаточно взглянуть на звёздное небо. Оглядывая ночной небосвод, мы видим исключительно прошлое – Луну, ближайший к нам хорошо различимый объект, мы видим, какой она была около секунды назад, Марс – примерно 20 минут назад, Альфу Центавра почти четырёхлетней давности, соседнюю галактику Туманность Андромеды, неизбежно летящую нам на встречу, – 2,5 млн. лет назад – разумная жизнь в ней может быть уже нашего уровня развития, но мы наблюдаем только момент её зарождения. Получается, что даже если мы сейчас отправимся к ней, преломив пространство, попадём мы только в её будущее.
Самый дальний предел, доступный такого рода «перемещению» во времени, составляет более 10 млрд. лет – так далеко можно заглянуть в микроволновом диапазоне, наблюдая реликтовое излучение Вселенной. Но мы-то хотим перемещаться так, как это показано в фантастических космических сагах – выбираешь год на экране, нажимаешь кнопку и ты уже там.
Интересно, что при определённых допущениях уравнения ОТО не накладывают ограничений и на такие целенаправленные путешествия в прошлое. Если предположить, что скорость света преодолима, то при движении на большей скорости время в этой системе отсчёта будет течь в обратном относительно остальной Вселенной направлении. Но всё-таки масса при достижении световой скорости станет бесконечной, а чтобы разогнать бесконечную массу хотя бы ещё немного быстрее, понадобится бесконечная энергия. Но, главное, существование подобных машин времени способно нарушить фундаментальный закон причинно-следственных связей, порождая так называемый «парадокс убитого дедушки».
Чёрное кольцо.
Приближение к какой-нибудь достаточно крупной черной дыре приводит к замедлению времени. Падение внутрь станет причиной разложения вас на атомы. Однако, расчёты, проведенные в 1960-х новозеландским физиком Роем Керром, который изучал гравитационное поле вращающихся чёрных дыр, показали существование варианта, при котором чёрная дыра может оказаться вполне подходящим «порталом» в прошлое. Если тело, то момента коллапса очень быстро вращалось, то его масса испытывала влияние центробежных сил. Этот момент импульса может не позволить образоваться обычной сингулярности в виде чёрной дыры, и вместо неё появится сингулярность в виде кольца нулевой толщины, но ненулевого диаметра. Так, наблюдатель, сближающийся с кольцеобразной сингулярностью, вполне может «проскочить» сквозь неё. Таким образом «керровские» чёрные дыры с одной стороны выбрасывают из себя всё, что попало в них с другой. Мало того, что мы не уверены даже в существовании сингулярности такой формы, мы точно не можем говорить о том, чтобы контролировать её возникновение и соединяемые точки пространства. Помните такой глуповатый сериал «Звёздные врата»?
Норы и струны.
Представьте себе простыню, сложенную пополам, в которой вы пробиваете дыры с одной поверхности на другую. Ни одна теория не запрещает существование и в нашем четырехмерном пространстве-времени таких дыр – объектов, называемых кротовыми норами.
До сих пор никто и никогда их не наблюдали, но существует ряд моделей, описывающих такие кротовые норы. Стивен Хокинг предполагал, 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 доли секунды – случайным образом – соединяют совершенно разные области пространства-времени, и снова исчезают. Чтобы попытаться такие норы использовать, их необходимо не только стабилизировать, но и увеличивать в размерах, для чего потребуются колоссальные количества энергии, недостижимые для всего человечества в сколь-нибудь обозримом будущем.
Другое дело – космические струны, полуфантастическая концепция, развитая во второй половине ХХ в. Томасом Кибблом, Яковом Зельдовичем и Ричардом Готтом.
Это не суперструны из одноимённой теории: космические струны в представлении Готта – это весьма плотные одномерные «складки» пространства-времени, возникшие на заре существования Вселенной. То есть подразумеваются буквально складки. «Ткань» пространства-времени не до конца «разгладилась» на заре формирования Вселенной, и некоторые из складок сохранились до сих пор, растянувшись на десятки парсек, истончившись (порядка 10–31 м) и сконцентрировав в себе колоссальную энергию (плотность порядка 1022 г на см длины).
Если мы научимся манипулировать такими струнами – сближать, скручивать и сплетать их, мы сможем как нам заблагорассудится настраивать пространство-время вокруг них, выбирая пункты назначения. В этом случае речь идёт о вполне полноценных перемещениях в прошлое и будущее по желанию, надобности или даже настроению.
Так что там с убитым дедушкой?
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 деда, так что впоследствии он не смог появиться на свет, совершить перелет в прошлое и убить деда. Опять сложно всё.
Одним из решений этого парадокса может быть «постселекция» событий самой Вселенной. Так, оказавшись в прошлом, путешественник не сумеет сделать ничего, что нарушило бы причинно-следственных связей, которые уже сформированы. Пистолет не сработает, или он не отыщет своего дедушку, или случится тысяча других случайностей, странностей, конфузов, но течение вещей не позволит сбить Вселенную. Тут мы можем дойти до разумности самой Вселенной. Можно упомянуть ещё один термин – «эффект бабочки», который указывает на свойство некоторых систем усиливать незначительное влияние до больших и непредсказуемых последствий. То есть, если бы путешественники из будущего существовали, то само их появление в момент времени, где их быть не должно, разрушит всё.
Но и тут физики выкрутились – хочется им путешествовать во времени. 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 всё это будет происходить в параллельном мире.
P. S.
К сожалению или счастью, но перемещения во времени даже в отдалённой перспективе не представляются возможными, поэтому мы можем лишь продолжать своё движение в будущее, поглядывая иногда в прошлое, бросая взор на звёзды ясными ночами.
__________
Подписывайтесь на канал, чтобы первыми узнавать новости из мира науки и технологий, и делитесь ссылкой на него с друзьями в социальных сетях. За футболками и худи с крутейшими принтами вот в этот магазин. Ещё у меня есть канал в Telegram и уютный чатик для дискуссий на научные темы. Не забывайте делиться ссылкой на канал с друзьями. Спасибо, что читаете.