В 1940 году состоялся телефонный разговор следующего содержания: "Алло, я знаю, почему у всех электронов одинаковые заряд и масса." "Почему?" "Потому что все они - это один и тот же электрон, который попеременно находится в разных точках пространства-времени." "Однако... Что ж, в таком случае позитроны - античастицы электронов. Это тот же самый электрон, но летящий из будущего в прошлое." Этот диалог можно было бы принять за разговор двух сумасшедших, если не знать, что первым собеседником был физик-теоретик Джон Арчибальд Уилер, создатель терминов "черная дыра" и "червоточина", а вторым - его ученик, гениальный Ричард Фейнман, один из создателей ядерной бомбы.
Наверное, все сто раз слышали фразу "Известные законы физики не запрещают путешествия во времени", но эта фраза ничего не значит. Известные законы физики до Ньютона, например, не запрещали людям летать. Однако мы действительно можем манипулировать временем, если говорим о путешествиях в будущее. Например, чем сильнее мы ускоряемся, тем медленнее для нас течет время. Это непреложный факт, многократно подтвержденный, и никого он не удивляет. Никому не интересны путешествия в будущее. Мы и так постоянно путешествуем туда, ускоряясь во время сна. По-настоящему интересно то, обратимы ли такие путешествия? Можно ли отправиться не в будущее, а в прошлое? Теория Эйнштейна предсказала многие эффекты, которые подтвердились на практике.
Но знаете, что действительно ошеломляет? В конце 1950-х годов ученые обнаружили маленькие, в галактическом отношении, объекты размером со звезду, которые светились ярче, чем все звезды в галактике вместе взятые, намного ярче. Таких объектов стали открывать все больше и больше по всему космосу. Эти объекты были названы квазарами. Ученые схватились за голову, мол, это какая-то необъяснимая вещь. Нужно придумывать новую физику, чтобы как-то вписать в нее эти квазары. Только спустя годы стало понятно, что квазары отлично вписываются в общую теорию относительности. Квазар, поняли ученые, это сверхмассивная черная дыра, которая закручивает вокруг себя материю с такими скоростями, что эта материя чудовищно разогревается и излучает. Понимаете? Теория Эйнштейна, предложенная им в 1915 году, уже могла описать явления, открытые только полвека спустя.
Но главное, что сам Эйнштейн не верил в существование черных дыр, несмотря на свою общую теорию относительности. Он считал, что "матушка природа" оградит бытие от возникновения подобных объектов. Недавно ученые открыли квазар, светящийся в 600 триллионов раз ярче солнца. Черные дыры настолько ужасны, что никто не способен даже представить их кошмарность. У Эйнштейна было превосходное воображение, поэтому его неверие в черные дыры можно понять. Никто не может представить, что значит светимость в 600 триллионов раз ярче солнца.
Сегодня у нас есть все основания полагать, что такие абсурдно могущественные объекты, как черные дыры, реальны. И как мы видим на примере с Эйнштейном, настоящая наука - это когда твои же теории абсолютно безразличны к тому, во что ты веришь. Поэтому можно не верить в реальность путешествия во времени в прошлое, но так уж вышло, что общая теория относительности предлагает различные варианты, как это можно сделать. Плевать на то, что говорит здравый смысл. Мы неоднократно убеждались, что здравый смысл - это лишь сумма предрассудков своего времени. От этого, конечно, не легче, потому что существует ряд проблем. Но сначала поговорим о той машине времени, которую представляет себе большинство людей. Это такое устройство, на котором можно ввести время и место, а потом тебя туда телепортируют.
После этого начинают обсуждать возникающие парадоксы, но с такой машиной времени есть еще другие проблемы. Менее непреодолимые, но более первоочередные. Допустим, мы создали машину времени, как ее представляет обыватель, и собираемся отправиться в прошлое. Ну, куда в прошлое? Ну как куда? Всегда мечтал увидеть те триста спартанцев, поэтому давай в 480-й год на битву при Фермопилах. Вроде все просто. Конкретное время. Да, конкретное место. Нет. Учитывая, что Земля движется со скоростью примерно 30 километров в секунду вокруг Солнца, а Солнце летит со скоростью примерно 220 километров в секунду вокруг центра Млечного Пути, а Млечный Путь несется со скоростью примерно 550 километров в секунду относительно Великого Аттрактора, то две с половиной тысячи лет назад, в момент той битвы, планета Земля была на удалении примерно в 43 триллиона километров от ее местоположения в 2021 году.
А слово "примерно" в данном случае равно смерти, потому что промахнуться даже на десяток метров означает оказаться в толще Земли или разбиться насмерть, упав с высоты пятого этажа. Здесь же разброс в миллионы километров, что означает почти 100% вероятность оказаться в открытом космосе на таком расстоянии от Земли, что понадобится телескоп, чтобы ее разглядеть. Рассчитать более точно довольно проблематично, если вообще возможно. И это только первая проблема. Проблема номер два. Сегодня характер местности тех же Фермопил настолько изменился вследствие действия вулканических сил и других природных факторов, что теперь совершенно непонятно, где находится то самое описанное в книгах по истории "узкое ущелье". Поэтому, даже отправляясь в прошлое на 100-200 лет, не учитывая эти поправки, можно оказаться плавленным глубоко в горные породы. А еще надо учитывать, чтобы в месте телепортации не было построек, насыпей, животных и так далее.
Это уже не говоря о молекулах воздуха, которые окажутся между клетками тела путешественника, что, между прочим, не менее смертельно. Но даже если все эти проблемы удастся решить, остается еще как минимум одна. Наше собственное тело обладает инерцией, заданной движением Земли в конкретный момент. Поэтому при телепортации во времени гипотетический путешественник либо разобьется о Землю, вымазав своими останками многие километры, либо улетит в космос, но из-за своей скорости сгорит в атмосфере. Если хотите оценить сложность этой задачи, представьте, что вам нужно с завязанными глазами пинцетом поместить муравья на кончик летящей пули от выстрела, который будет сделан где-то в тайге на площади 100 квадратных километров. Да так, чтобы муравей при этом остался жив. Это как раз первоочередные проблемы той самой машины времени, которая приходит в сознание у большинства людей, когда они задумываются о машине времени.
Более-менее соответствующая нашим знаниям о Вселенной машина времени, если таковая вообще будет создана, будет выглядеть иначе. Конструкций есть несколько, но наиболее приятно рассказать о той, которую некогда предложил наш соотечественник, великий астрофизик Игорь Дмитриевич Новиков, известный своим принципом самосогласованности. Он продемонстрировал, что если законы физики допускают существование проходимых червоточин, тогда теория относительности допускает их преобразование в машины времени. Вы, наверное, неоднократно слышали, что тоннели сквозь пространство-время, червоточины, нарушают принцип причинности. Всегда было непонятно, почему. Ведь мы просто путешествуем из точки A в точку B, путешествуем в пространстве, а не во времени. Причем здесь принцип причинности. Сейчас нужно немного напрячься, чтобы понять, как это работает. Допустим, мы создали червоточину, у которой нижнее устье находится на орбите вокруг черной дыры, а верхнее - вдалеке от нее. Вот черная дыра. Вот нижнее устье червоточины возле этой черной дыры.
А вот верхнее устье той же самой червоточины, но на удалении от черной дыры. Поскольку черная дыра обладает сильным гравитационным притяжением, у нижнего устья червоточины время течет медленнее, чем у верхнего. Например, с момента создания червоточины отставание уже набежало в 1 час, а значит, часы у нижнего устья будут показывать на 1 час меньше, чем часы у верхнего. А вот теперь внимание! Внутри червоточины гравитационное притяжение крайне невелико. И согласно закону Эйнштейна об искривлении, время в верхнем устье червоточины течет с той же скоростью, что и в нижнем. Поэтому, путешествуя в пределах самой червоточины, вы не будете испытывать никакого временного сдвига. Часы на всем ее протяжении синхронизированы. Временной сдвиг есть только за ее пределами. Предположим, расстояние от устья до устья во внешней Вселенной мало настолько, что вы можете преодолеть его за пять минут. А путь сквозь червоточину займет у вас одну минуту.
Теперь представьте, вы находитесь возле верхнего устья. И как только местные часы отбивают два часа, вы начинаете двигаться через внешнюю Вселенную в сторону нижнего устья и достигаете его через пять минут. То есть по часам у верхнего устья сейчас два ноль пять, а по часам нижнего устья, которые отстают на один час, сейчас час ноль пять. Затем вы входите в червоточину и за одну минуту добираетесь по ней от нижнего устья до верхнего. Поскольку внутри самой червоточины нет искривления пространства-времени и часы по всему ее объему синхронизированы, к верхнему устью вы прибудете в час ноль шесть по показаниям и тех и других часов. Поздравляю, вы оказались в начальной точке своего путешествия на 54 минуты раньше своего же отбытия в два часа. Скажите привет своей младшей версии, но тут есть серьезная проблема. Путешествовать сквозь червоточину будете не только вы, но и кое-что другое.
Кое-что намного более быстрое, а именно свет. Если вам понадобится шесть минут, чтобы встретить свою копию, то один квант света почти сразу после создания такой червоточины наплодит столько своих копий, прилетающих сквозь эту червоточину, что порожденная ими гравитация ее уничтожит. То есть уже в тот момент, когда набежит минимальная разница во времени между верхним и нижним устьями червоточины. Казалось бы, это несложно предотвратить, просто оградив червоточину от фотонов. Однако от некоторых вещей отгородиться не удастся. От сверхвысокочастотных квантовых флуктуаций света. Флуктуации, которые неизбежно существуют согласно законам квантовой физики. В 1990 году Кип Торн рассчитал, к чему приведут эти флуктуации. Результатом оказался нарастающий взрыв. И пока совершенно неясно, достаточно ли его силы для уничтожения червоточины. Торн считает, что недостаточно. Его друг Стивен Хокинг настаивал на обратном. Он даже сформулировал гипотезу о защищенности хронологии. Законы квантовой гравитации однажды поставят точку в споре о том, возможны ли путешествия в прошлое. Что думаете?
