Путешествие во времени это излюбленная тема книжных и кинематографических фантастов. Вся интрига, как правило, строится на возможности путешествия в обоих временных направлениях "туда и обратно". Относительно путешествия из настоящего в будущее существуют чисто теоретические и вполне логичные обоснования, но с возвращением назад во времени есть серьезные проблемы. И они не сводятся к одной лишь теории, которая говорит о чисто физической неосуществимости, - есть ряд парадоксов, которые гласят, что такое путешествие создавало бы неразрешимые проблемы из-за нарушения причинно-следственных связей в нашем мире (например, можно вспомнить широко растиражированный "парадокс дедушки").
Однако есть один ракурс обсуждения, который редко рассматривается как в научной, так и популярной литературе на эту тему, и который как раз мог бы дать ответ (вероятнее всего отрицательный) на вопрос об осуществимости путешествий назад во времени. И все потому, что этот ракурс объединяет вопросы и физической реализации и парадоксов, связанных с причинностью.
1. Проблема координат в пространстве-времени
Пытаясь решить проблему парадоксов, связанных с нарушением причинности, герой фильма "Назад в будущее" постоянно отправлялся то вперед, то назад в будущее. С разным успехом ему удавалось все более-менее исправлять за счет того, что он оказывался в одном и том же месте, но в разное историческое время.
Из логики сюжета фильма следовало, что "место" в пространстве это некоторая незыблемая абсолютная величина, достаточно только выставить на приборах нужное время. Все вроде-бы логично, Эйнштейн определил наш мир как четырехмерную систему пространства-времени, в которой время одна из четырех координат. Но с другой стороны Эйнштейн ввел и понятие относительности. Благодаря нему, если бы у нас была такая технологическая возможность, мы могли бы задавать координату времени просто плюсуя или минусуя относительно нашего настоящего.
Но вот с пространственными координатами возникает серьезная проблема.
Допустим, что путешественник во времени планирует попасть в какой-то календарный день ровно год назад. То есть ему необходимо каким-то образом разорвать свою пространственно-временную связь с настоящим, раскрутить маховик времени в обратном направлении и в нужный момент снова вернуться в систему координат "пространство-время" в нужной точке пространства.
Можно представить это как, если бы этот путешественник стоял на вращающемся диске (диск здесь это аналогия пространства, у которого для упрощения вместо трех координат две), который вращается по часовой стрелке (такое вращение диска здесь это аналогия обычного прямолинейного перемещения во времени). Не вдаваясь в детали, как он это сделает, путешественник раскручивает диск в обратном направлении, то есть против часовой стрелки, соскакивает с диска, например, подпрыгивает, после чего в нужный момент возвращается на диск в нужном месте.
Так, например, для путешественника, желающего посмотреть на динозавров, можно было бы, с оговорками, но довольно точно рассчитать положение Земли 60 миллионов лет назад, но... только относительно Солнца!
Проблема в том, что Солнце не имеет абсолютных координат в пространстве. Также как и наша солнечная система в пределах галактики, так же как и галактика в пределах местной группы, да и Вселенной в целом.
В общем, пространство, хотя и позволяет нам в отличие от времени свободно перемещаться в любом направлении, но оно в следствие этого еще более относительно, чем время.
Возвращаясь к аналогии с диском-пространством, это означало бы, что диск (то есть наша локальная система координат) вращается не только вокруг собственного центра, но и сам кружится на более крупном диске, который также кружится на еще большем диске, и так далее и так далее...
Из-за того, что мы не знаем ни количество, ни размеры всех систем вращения в пространстве, и более того, не знаем есть ли для них единый центр вращения, мы не можем предполагать наличие абсолютных пространственных координат.
Конечно, можно возразить, что, например, вращающаяся на детской площадке карусель находится на вращающейся поверхности Земли, которая в свою очередь вращается вокруг Солнца, которое в свою очередь тоже вращается вместе со своей системой вокруг галактического центра, но при этом, если подпрыгнуть на карусели, то можно не опасаться, что Земля с каруселью улетят из под ног. Даже если абстрагироваться от того, что гравитация Земли просто не даст экспериментатору на карусели зависнуть на столько времени, что вся система от него улетит, остается инерционность этой системы, которая задает (опять же на некоторое время) общий вектор движения для всех элементов.
В общем, можно с грустью констатировать, что в путешествиях назад во времени главной проблемой может оказаться не то, как это технически реализовать, а как определить пункт назначения такого путешествия. И это если даже не принимать в расчет, что Вселенная не просто не имеет центра координат, а она к тому же расширяется с ускорением.
Можно было подумать, что это решение задачки - надо просто найти центр, относительно которого она расширяется, это будет точкой отсчета для нашей системы. Но и здесь Вселенная не облегчает нам задачу, потому что она расширяется одинаково во всех направлениях, из какой бы ее точки в пространстве не производилось наблюдение.