Если путешествия во времени невозможны, то причину этой невозможности еще предстоит обнаружить.
Уэллс своим романом “Машина времени” положил начало навязчивой идее, которая с тех пор часто появляется в научной фантастике и свидетельствует о ее популярности. Многие другие футуристические концепции, о которых писали Уэллс и его современники, уже давно воплотились в жизнь, но, похоже, мы так и не приблизились к путешествиям во времени, по крайней мере, в том виде, в котором их описывают фантасты. Итак, возможно ли это путешествие вообще?
Физика дает основания полагать, что это возможно, начиная со статуса времени как четвертого измерения. Однако та же самая физика предполагает множество препятствий, некоторые из которых могут оказаться непреодолимыми.
Содержание
Путешествие во времени, но не такое
Отвечая на подобный вопрос, необходимо начать с того, что следует понимать под путешествием во времени. В каком-то смысле мы все путешествуем во времени, приближаясь к будущему со скоростью одна секунда в секунду. Конечно, люди под путешествием во времени имеют в виду совсем не это, но это указывает на необходимость более внимательно задуматься над определениями.
Некоторые формы путешествий во времени определенно возможны. Но, хотя они и похожи на то, что мы подразумеваем под такими путешествиями, использовать их мы пока не можем. Из специальной теории относительности мы знаем, что время для человека, летящего со скоростью, близкой к скорости света, течет иначе, чем для оставшегося на Земле. Следовательно, астронавты во время путешествия на Марс, особенно с более высокой скоростью, чем мы можем развить в настоящее время, будут испытывать очень незначительный эффект замедления времени. Они вернутся на Землю, и их часы, включая биологические, будут немного отставать от наших.
Понятно, что для такого короткого путешествия различия будут совсем незначительными, а с точки зрения старения весь эффект будет нивелирован состоянием невесомости. Но более скоростные и далекие путешествия, в которых сдвиги во времени будут более заметны, пока непреодолимы в силу нашего технического развития и отсутствия необходимого бюджета на такие разработки.
Но мы знаем, что теоретически они возможны. И путешествия в пространстве и времени, когда космические путешественники возвращаются на Землю почти не изменившимися, а их семьи постарели на десятилетия, все-таки когда-то могут осуществиться. Если человечество не пустит под откос свой прогресс глобальной войной или экологическим коллапсом.
Что мы имеем в виду на самом деле
Давайте не будем придираться к определениям, мы все знаем, что подразумевается под путешествием во времени: отправиться в некую точку прошлого или будущего и (надеемся) благополучно вернуться. Даже если это возможно в теории, есть несколько серьезных практических проблем, которые необходимо учитывать.
Вот лишь один пример: вымышленные представления о путешествиях во времени почти всегда предполагают, что путешественник оказывается в том же месте в пространстве относительно Земли, но так ли это на самом деле? В конце концов, даже если бы вы просто переместились во времени на неделю назад, чтобы, например, сделать ставку на спортивное состязание, Земля за это время переместилась бы на миллионы километров по своей орбите вокруг Солнца, а Солнце, в свою очередь, переместилось бы на еще большое расстояние вокруг центра нашей Галактики.
Если какая-то сила не будет удерживать положение путешественника относительно планеты, вы рискуете оказаться беспомощно парящим в ледяном космосе, ожидая, пока через неделю Земля догонит вас. Игнорирование этой проблемы фантастами отражает наш устаревший взгляд на Землю как на центр Вселенной, опровергнутый еще Коперником.
Если предположить, что путешествие во времени каким-то образом подразумевает сохранение импульса, то путешественник, скорее всего, окажется недалеко от места своего отправления, но даже небольшие изменения в направлении могут привести к относительному смещению местоположения, что может оказаться смертельно опасным.
Тем не менее, подобные возражения не делают путешествие во времени невозможным, а лишь непрактичным и рискованным.
Странности пространства-времени
Помимо того, что специальная теория относительности Эйнштейна открыла возможность возникновения эффекта замедления времени, она подразумевала, что пространство и время связаны между собой более тесно, чем предполагалось ранее. Вскоре была выдвинута идея о четырехмерном пространстве-времени, которая получила развитие в общей теории относительности, где Эйнштейн показал, что огромная масса может искривлять пространство-время, включая то, что физики называют мировыми линиями.
Одним из следствий этого является то, что в мощном гравитационном поле могут возникать такие же эффекты замедления времени, как и при движении со скоростью, близкой к скорости света. Если вы хотите испытать путешествие во времени в пико масштабе (это 10 в минус двенадцатой степени), то поднимитесь на гору или сядьте в самолет, чтобы преодолеть некоторое расстояние между вами и поверхностью Земли, чтобы ослабить гравитацию планеты.
Более того, если это искажение станет достаточно сильным, оно должно создать так называемую “замкнутую кривую времени” (ЗКВ), точное следование которой вернет вас в более раннее время.
Как отмечается в книге “Квантовая физика путешествий во времени”: “Если путешествия во времени невозможны, то причину этой невозможности еще предстоит обнаружить”.
Тем не менее, мы явно многого не знаем о времени. Если оно является всего лишь четвертым измерением, то почему мы можем легко менять свое положение в пространстве, но не можем делать этого во времени, позволяя ему нести нас вперед, как река? Ответ может оказаться тем самым физическим препятствием для путешествий во времени, которое нам еще предстоит выявить.
Парадоксы дедушки
Самый популярный парадокс путешествий в прошлое: случайно (или намеренно) убиваешь своих бабушку и дедушку, значит сам никогда не рождаешься, так как же ты мог их убить? Писатели-фантасты обычно используют это как сюжетный прием, чтобы заставить своих героев отменить сделанные ими изменения. В итоге получается мир, в котором все важные детали схожи настолько, чтобы путешествие проходило без парадоксов, но тем не менее герой сделал мир лучше.
Это прекрасно для фантастики, но ученые должны признать, что такой исход маловероятен.
Одно из возможных решений парадокса дедушки кроется в интерпретации множества миров. Если множественность существует, то существует бесконечное количество вселенных, ответвляющихся друг от друга каждый раз, когда происходит событие, которое может обернуться по-разному. В нашем примере вселенная, в которой ваш дедушка был загадочно убит перед тем, как зачать вашего родителя, так же реальна, как и та, в которой вы родились, а дедушка прожил долгую и счастливую жизнь, Путешествие во времени в этом случае означает просто прыжок из одной вероятностной вселенной в другую.
Разновидностью парадокса дедушки является парадокс начальной загрузки, когда путешествие во времени само создает условия для того, чтобы произойти. Примером может быть человек, получающий из будущего инструкции по созданию машины времени, что приводит к созданию мира, в котором его будущее “я” может послать эти инструкции в прошлое. Несмотря на свою последовательность, эти ситуации, тем не менее, оставляют открытым вопрос о том, откуда вообще взялась информация. И снова, это тот случай, когда писатели-фантасты могут небрежно отмахнуться от этого вопроса в фильмах вроде “Терминатора”, но физикам приходится сталкиваться с ним напрямую. Называя их замкнутыми причинно-следственными петлями, можно ускорить общение, но это не решает проблему.
Мы пока не знаем, действительно ли парадоксы мешают путешествию во времени, или они просто делают его очень плохой идеей.
Путешествие в один конец?
Большинство историй о путешествиях во времени сегодня связаны с попытками вернуться в прошлое, чтобы попытаться изменить кучу вещей, которыми мы недовольны в настоящем. Однако в рассказе Уэллса путешественник отправляется вперед, чтобы стать свидетелем упадка человечества и в конечном итоге Земли. Это позволяет избежать парадоксов дедушки и, возможно, является более правдоподобным вариантом.
Такое путешествие вперед может иметь свою привлекательность, особенно если вы верите, что будущее будет лучше, чем настоящее. Проблема возникнет, если вы начнете скучать по своим близким и захотите вернуться домой. По крайней мере, возвращение в собственное время чревато парадоксом причинно-следственной петли, когда информация, собранная во время путешествия, используется для воплощения предвиденного мира в реальность.
Если да, то как?
Если мы признаем, что путешествия во времени возможны, парадоксы могут быть разрешены, и мы готовы рискнуть, остается вопрос “как?”.
Самое простое объяснение заключается в том, что нужно путешествовать быстрее скорости света, но это легче сказать, чем сделать. Можно путешествовать быстрее локальной скорости света в среде, которая замедляет свет, что мы наблюдаем в эффекте Черенкова. Однако это не даст вам билет в XIX век. Для этого нужно путешествовать быстрее скорости света в вакууме. Хотя по своей сути путешествия быстрее света невозможны, объект с массой не может двигаться идеально точно со скоростью света, что создает определенные препятствия для путешествий. С практической точки зрения, как можно разогнаться от скорости, меньше световой, до сверхсветовой, не достигая скорости света в промежутке?
По мнению Стивена Хокинга, необходимым условием для путешествия во времени является наличие экзотической материи, в частности материи с отрицательной энергией. Это не так уж невозможно, как может показаться, но мы до сих пор не обнаружили ни одной частицы с отрицательной массой, в отличие от антиматерии, которая хоть и редко, но определенно существует.
Почему их здесь нет?
В конечном счете, самым сильным доказательством против вероятности путешествий во времени, является собственный эквивалент парадокса Ферми. Если путешествия во времени когда-нибудь будут возможны, то почему мы не встречали туристов из будущего? Хокинг даже посылал им приглашение на вечеринку (но никто не пришел).
Либо человечество так и не изобрело способ путешествия во времени, либо наши потомки его изобрели, но используют очень ответственно. Хотя, учитывая наш опыт применения всех остальных доступных нам технологий, последнее предположение кажется маловероятным.
Читайте также: Что такое тахионы и существуют ли они вообще?