Один из подписчиков на моём телеграм-канале прислал следующий вопрос:
Добрый день. Давно интересуюсь возможностью путешествий во времени. Есть ли какие-то подвижки в этом направлении? Возможно ли это?
Ну что же, у меня для автора этого вопроса есть хорошие новости. Путешествия во времени возможны. Я мог бы сказать избитую фразу насчёт того, что мы с вами и автором этого вопроса постоянно путешествуем во времени в будущее со скоростью 1 секунда в мнэ... секунду, но это скучно. Тем более, что возможность путешествий во времени давно является научным фактом и более того, существуют люди, которые успешно совершили путешествия во времени. Но обо всём по порядку.
Способы путешествия во времени
Для нахождения способов перемещаться во времени нам нужно всего-лишь обратиться к теории относительности. Время существует везде в наблюдаемой вселенной, но при этом скорость течения времени в разных её местах может отличаться в зависимости от обстоятельств.
Существуют два главных фактора влияющих на скорость течения времени: гравитация и скорость.
Гравитационное замедление времени
Как гласит общая теория относительности: чем ближе вы находитесь к массивному телу (например к Земле, Солнцу, чёрной дыре и т.п.), тем медленнее для вас течёт время. К примеру если мы возьмём пару синхронизированных часов и одни поместим на поверхности Земли на уровне моря, а вторые — поместим на спутник, находящийся на геостационарной орбите, то часы рассинхронизируются и чем дальше — тем больше будет рассинхронизация. Часы на Земле будут отставать от часов находящихся на орбите.
Этот эффект был неоднократно проверен экспериментально, более того: гравитационное замедление времени принимается во внимание при проектировании любых орбитальных систем.
Как это использовать?
Если мы экстраполируем вышесказанное и подставим вместо Земли гораздо более массивный объект, например нейтронную звезду или даже чёрную дыру, это открывает вполне реальную, фактическую возможность путешествовать во времени.
Что есть машина времени? Определим её как некую машину, в которую вы можете зайти в момент времени t₀, провести в ней ненулевой интервал времени t, и когда вы покинете её — вы окажетесь в моменте времени t₁, не равном t₀ + t.
Представим, что мы находимся на планете, обращающейся вокруг чёрной дыры на расстоянии от неё в 10 астрономических единиц. Представим, что мы садимся в космический корабль и направляемся к чёрной дыре. Подлетаем на расстояние в 0.1 астрономическую единицу к горизонту событий, затем разворачиваемся и летим обратно. По мере приближения к чёрной дыре время для нас, находящихся на космическом корабле, течёт всё медленнее и медленнее.
Самое большое замедление экипаж корабля будет испытывать в ближайшей к чёрной дыре точке своего путешествия. Если для экипажа корабля это путешествие займет, скажем 1 год субъективного времени, то на планете пройдет больший срок, например 2 года. Таким образом наш космический корабль вполне подходит под определение машины времени: мы сели в него, провели внутри год, и попали на 2 года в будущее!
Однако к сожалению (или к счастью) чёрных дыр по близости нет, равно как у нас пока нет космических кораблей способных преодолевать 19.8 астрономических единиц за 1 год, да еще и с экипажем на борту, поэтому гравитационное замедление времени не особо подходит для организации путешествия во времени, по крайней мере на текущий момент. Однако есть и другой способ.
Замедление времени при движении
Вновь обратимся к теории относительности, на этот раз к специальной. Согласно ней объекты движущиеся в пространстве испытывают замедление времени. При движении на низких скоростях, таких как например скорость пешехода, автомобиля или даже самолёта эффект замедления времени настолько мал, что его невозможно заметить. Но при увеличении скорости этот эффект становится всё более и более заметным.
Так например МКС движется по орбите со скоростью около 7.5 км/c. Синхронизированные атомные часы на Земле и на борту МКС начинают испытывать рассинхронизацию — часы на МКС отстают.
Так к примеру для астронавта Скотта Келли, который провёл год на борту МКС время текло чуть медленнее, чем для его брата — Марка, оставшегося на Земле. Когда Скотт вернулся на Землю он стал на 2 минуты младше своего брата и по сути совершил путешествие в будущее на 2 минуты.
То же самое происходит с любым космонавтом или астронавтом находящимися на борту МКС: все они путешествуют во времени на небольшие интервалы вперёд. При этом чем дольше срок пребывания на орбите, тем дальше во времени путешествует человек, ведь эффект замедления времени накапливается!
Если бы мы научились строить космические корабли движущиеся со скоростями сравнимыми со скоростью света (например 0.9 от скорости света), то мы бы могли без труда реализовать путешествие во времени на заметные промежутки времени.
Так, например, если мы создадим корабль, способный двигаться со скоростью 0.995 скорости света, то 1 год проведённый на таком корабле отправит путешественника в будущее на 10 лет по сравнению с людьми оставшимися на Земле (время необходимое на разгон и торможение для простоты не учитываем). И такой корабль также удовлетворяет нашему определению машины времени.
А что с прошлым?
Со способами путешествовать в будущее проблем нет: практически это возможно, хотя пока и довольно сложно технически. А как быть с прошлым?
С прошлым всё гораздо сложнее. В теории существуют такие решения уравнения Эйнштейна, которые допускают существование замкнутых времениподобных кривых в четырёхмерном пространстве-времени (например метрика Гёделя).
Впрочем есть мнение, которое среди прочих разделял Стивен Хокинг, состоящее в том, что, когда в общей теории относительности учтут квантовые эффекты эти лазейки, допускающие существование мировых линий пересекающих самих себя, пропадут.
По мнению Стивена Хокинга законы природы таковы, что предотвращают возможность путешествия во времени вспять (см. гипотеза о защищённости хронологии).
Однако со 100% уверенностью судить об этом до появления проверенной и общепринятой теории квантовой гравитации нельзя.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал на youtube. Каждую неделю там выходят видео, где я отвечаю на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!
