Путешествия во времени завораживали человечество на протяжении поколений, вдохновляя бесчисленное количество фантастических романов и фильмов. Хотя эта концепция может показаться неосуществимой, она имеет в своей основе научные принципы — по крайней мере, когда речь идет о движении вперед во времени.
Путешествие в будущее, или восприятие времени с другой скоростью, чем у других, хорошо поддерживается теорией относительности Эйнштейна. При движении со скоростью, близкой к скорости света, или в присутствии сильных гравитационных полей время для путешественника замедляется по сравнению с теми, кто находится в другом месте. Однако путешествие назад во времени остается прочно в сфере фантастики, поскольку противоречит нашему современному пониманию физики и причинно-следственных связей.
Мы все путешественники во времени, неуклонно двигаясь вперёд со скоростью одна секунда в секунду. Но концепция стремительного путешествия во времени — прыжка на годы в будущее — это не просто научная фантастика; это реальное следствие теории относительности Эйнштейна. Специальная теория относительности показывает, что время замедляется для тех, кто движется со скоростью, близкой к скорости света, по сравнению с теми, кто остаётся на месте. Например, представьте, что вы совершаете путешествие длиной в год со скоростью 99,9% от скорости света. Для вас пройдёт всего год, но по возвращении на Землю вы обнаружите, что для всех остальных прошло около 22 лет. По сути, вы отправились в будущее.
Общая теория относительности добавляет к этому ещё один уровень, показывая, как на время влияет гравитация. Если бы вы приблизились к горизонту событий чёрной дыры, где гравитация невероятно сильна, время исказилось бы ещё сильнее. Пока вы наблюдаете за чёрной дырой с безопасного расстояния, для вас могут пройти всего несколько часов, а для тех, кто остался на Земле, — столетия. Чёрные дыры с их огромным гравитационным притяжением действуют как естественные ускорители для путешествий во времени в будущее, растягивая ткань времени и пространства до предела.
В моем любимом фильме «Интерстеллар» эта концепция блестяще проиллюстрирована на примере планеты Миллер, которая вращается опасно близко к массивной чёрной дыре Гаргантюа. Из-за сильного гравитационного притяжения Гаргантюа время на планете Миллер течёт гораздо медленнее, чем в других местах. В фильме всего несколько часов, проведённых на планете, приравниваются к десятилетиям, прошедшим для тех, кто находится дальше от чёрной дыры. Из-за сильного замедления времени один час на планете равен семи годам на Земле, то есть один день там соответствует примерно 168 годам, прошедшим дома.
Однако слишком близкое приближение к черной дыре грозит «спагеттификацией» — разрывом на части гравитационными силами. Хотя эффекты замедления времени в «Интерстелларе» основаны на реальных физических законах, фильм допускает некоторые вольности. Например, если бы кто-то упал в чёрную дыру, как показано в фильме, его история на этом бы и закончилась. Ничто не может покинуть чёрную дыру, попав за горизонт событий, — даже свет, не говоря уже о человеке.
Интересно, что в «Интерстеллар» не исследовалось другое явление вблизи черных дыр, называемое «перетаскиванием кадров», когда вращающаяся черная дыра фактически перетаскивает пространство-время за собой, создавая дополнительные релятивистские эффекты. Хотя такие явления и увлекательны, они остаются далекими от практического применения для исследования человеком.
Знаменитый «парадокс близнецов» помогает проиллюстрировать замедление времени: представьте себе братьев-близнецов, один из которых остаётся на Земле, а другой отправляется в путешествие по космосу со скоростью, близкой к скорости света. Согласно специальной теории относительности Эйнштейна, время для объектов, движущихся с высокой скоростью, течёт медленнее, чем для объектов, находящихся в состоянии покоя. Когда путешествующий близнец вернётся домой, он будет моложе своего брата, оставшегося на Земле.
Это не просто теория — учёные подтвердили этот эффект экспериментально, хотя и в гораздо меньших масштабах. В 1971 году исследователи отправили атомные часы в кругосветное путешествие в противоположных направлениях и обнаружили, что время, показанное часами, немного различалось, что точно соответствовало релятивистским предсказаниям. Сегодня мы сталкиваемся с практическим примером замедления времени в спутниках GPS. Эти спутники вращаются вокруг Земли на высоких скоростях и испытывают меньшее гравитационное притяжение, из-за чего их часы идут примерно на 38 микросекунд в день быстрее, чем часы на поверхности Земли.
Чтобы поддерживать точность GPS, учёные должны учитывать как замедление времени из-за высокой скорости спутников (специальная теория относительности), так и гравитацию Земли (общая теория относительности). Хотя гравитационное поле Земли и не такое сильное, как гравитация вблизи чёрной дыры, оно всё же достаточно мощное, чтобы искривлять пространство-время и влиять на ход времени. Без этих релятивистских поправок со временем точность GPS-позиционирования будет снижаться, что сделает систему непригодной для практического использования.
Точность технологии GPS показывает, как теория относительности формирует наш современный мир. Однако интерес общественности часто выходит за рамки науки и переходит в область домыслов и теорий заговора.
Давайте теперь рассмотрим два известных в интернете изображения, которые часто приводят в качестве «доказательства» путешествий во времени. На первом изображена женщина, которая подносит руку к лицу. Согласно теориям заговора, она разговаривает по мобильному телефону. Однако телефона не видно, и практические недостатки этой теории очевидны. Где вышки сотовой связи, которые должны обеспечить связь? Даже для футуристических технологий нужна сеть, которой не существовало в прошлом.
На втором изображении показана уличная сцена 1930-х или 1940-х годов, на которой мужчина прижимает к уху тёмный прямоугольный предмет, похожий на современный мобильный телефон. Некоторые сторонники теории заговора предполагают, что он не просто держит телефон, а активно разговаривает с людьми, управляющими машиной времени. Однако эта идея создаёт ещё большую проблему: как будет работать сигнал? Чтобы мужчина мог говорить с будущим, сигнал с его устройства должен был бы переместиться в будущее и дойти до его работодателей. Тогда всё, что говорят люди на другом конце провода, должно было бы переместиться в прошлое, чтобы человек это услышал. Это создаёт парадокс причинно-следственных связей, нарушая фундаментальные законы физики. Без какого-либо механизма, объясняющего такой процесс, эта теория остаётся в лучшем случае спекулятивной, а в худшем — неправдоподобной.
Гораздо более вероятны более простые объяснения – принцип бритвы Оккама никто не отменял! Тёмный прямоугольный предмет, который держит мужчина, может быть одним из множества ранних портативных устройств, существовавших в ту эпоху. Хотя мы, возможно, никогда не узнаем, что это такое, размер и форма предмета позволяют предположить, что это, скорее всего, какая-то технология, соответствующая тому времени, — возможно, ранний портативный радиоприёмник или подобное устройство для прослушивания 1930-х или 1940-х годов. Логично предположить, что мужчина мог слушать радио — популярную в те дни форму связи. Хотя объект остаётся неясным, идея «мобильного телефона» или устройства, способного передавать сообщения вне времени, не выдерживает критики.
Эти фото напоминают нам о том, как наше воображение может проецировать современные идеи на исторический контекст. Объекты на этих фотографиях, чем бы они ни были, соответствуют своему времени. История преподносит нам увлекательные загадки, но ответы редко бывают такими же необычными, как путешествия во времени.
Нет, вы не можете построить машину времени, запрыгнуть в неё и отправиться в будущее или прошлое. Даже если бы вы могли это сделать, устройства, требующие современной инфраструктуры, например мобильные телефоны, там бы не работали. Без вышек сотовой связи не будет сигнала, какой бы продвинутой ни была ваша технология.
И это настоящая история о путешествиях во времени: никакого «ДеЛориана» с потоковым конденсатором, разгоняющегося до 88 миль в час, никакого волшебного туннеля, переносящего вас в прошлое или будущее. Эта концепция зародилась благодаря Герберту Уэллсу, расширялась и переосмысливалась на протяжении многих лет, процветая в нашем воображении, но полностью отсутствуя в реальности. Все истории о машинах времени, которые вы когда-либо слышали, восходят к роману Уэллса «Машина времени». Путешествие во времени немного похоже на Деда Мороза: он не настоящий, но мы все верим в него какое-то время, пока реальность не берёт своё.
Конечно, интерес человечества к путешествиям во времени возник задолго до Герберта Уэллса, и более ранние истории часто уходили корнями в мифологию или фольклор. В древних текстах, таких как «Махабхарата», рассказывается о царе Райвате Какудми, который посещает небеса и возвращается, обнаружив, что прошли века, — намёк на божественное замедление времени. В Талмуде рассказывается история о Хони Ха-Магеле, который проспал семьдесят лет и проснулся в изменившемся мире.
Фольклор предлагает похожие темы, такие как «Рип Ван Винкль» Вашингтона Ирвинга (1819) и японский «Урасима Таро», где люди обнаруживают, что время прошло без них. Даже команда «Звездного пути» отправилась назад во времени, чтобы спасти горбатого кита, вымершего в их будущем, и вернулась, чтобы спасти Землю от таинственного инопланетного зонда. Голливуд любит путешествия во времени, но это не значит, что они реальны.
Писатели-фантасты исследовали концепции путешествий во времени задолго до «Машины времени» Уэллса. «Мемуары двадцатого века» Сэмюэля Мэддена (1733), один из самых ранних рассказов, в котором описываются путешествия во времени, представляет письма, отправленные из 1997 года в XVIII век. Аналогично, «Янки из Коннектикута при дворе короля Артура» Марка Твена (1889) переносит американца XIX века в средневековую Англию. За эти годы авторы научной фантастики изобрели бесчисленное множество вымышленных устройств для развития своих сюжетов — и путешествие во времени — лишь одно из них.
Вера в машины времени ничем не отличается от веры в единорогов, исполняющих желания, вечные двигатели, решающие энергетический кризис, луну, сделанную из зеленого сыра, доброжелательную зубную фею, прячущую деньги под подушкой вашего ребенка за выпавший зуб, или в существование таинственного числа между 12 и 14, которое приносит неудачу, особенно в пятницу. Ничто из этого не более реально, чем машина времени.
Вот что значит быть человеком: у нас есть чудесное воображение, способное создавать истории, которые вдохновляют нас мечтать, выходя за рамки реальности. Но важно различать вымысел и науку. Машины времени, как бы мы их ни любили, так же реальны, как Дед Мороз и зубная фея, — это продукт воображения, а не физики.
В то время как истории продолжают жить, наука остаётся непреклонной: время течёт вперёд, и прошлое недостижимо. Что касается моих собственных путешествий во времени, я написал эту статью завтра и опубликовал ее вчера — просто чтобы проверить границы своего воображения. Надеюсь, вам понравилось читать ее на прошлой неделе, когда вы заглянете на наш канал в следующем месяце.
