Путешествие во времени, будь то для того, чтобы исправить ошибку в прошлом или узнать, что нас ждет в будущем, уже давно стало популярной темой в научной фантастике и обсуждалась различными физиками-теоретиками. Пока продолжаются споры о том, возможно ли путешествие в прошлое, ученые установили, что путешествие в будущее, безусловно, возможно. И для этого не нужны ни червоточина, ни профессор Эммет Браун со своим модифицированным DeLorean.
Путешествие во времени в нашей реальной жизни происходит благодаря замедлению времени, свойству специальной теории относительности Эйнштейна. Именно Эйнштейн был первым, кто понял, что время не постоянно, как считалось ранее, а замедляется по мере того, как вы ускоряетесь в пространстве.
В рамках своей теории Эйнштейн переосмыслил само пространство. Он придумал термин “пространственное время” (теперь это называется пространственно-временной континуум), объединив три измерения пространства и одно измерение времени в один термин. Вместо того чтобы рассматривать пространство как плоскую и жесткую структуру, вмещающую все объекты во Вселенной, Эйнштейн считал его изогнутым и податливым, способным образовывать гравитационные впадины вокруг масс, которые притягивают другие объекты, подобно тому как шар для боулинга, помещенный в центр батута, заставляет любой меньший объект, помещенный на батут, скатываться к центру.
Чем ближе объект к центру провала, тем быстрее он ускоряется. Например, центр гравитационного наклона Земли находится в ядре Земли, где гравитационное ускорение сильнее всего. Значит, согласно теории Эйнштейна, поскольку время движется медленнее по мере ускорения перемещения в пространстве, чем ближе объект будет к центру Земли, тем медленнее будет течь время для этого объекта.
Такой эффект можно наблюдать на примере спутников GPS, которые перемещаются на высоте 20 200 километров от поверхности Земли с круговой скоростью 14 000 километров в час. На борту этих спутников установлены высокоточные часы, которые за счет замедления времени (из-за высокой скорости вращения) теряют в среднем 38 микросекунд в день. Хотя это увеличение времени кажется незначительным, но ведь спутники GPS полагаются на свои бортовые часы для определения точного глобального позиционирования. А ускорение на 38 микросекунд приведет к ошибке позиционирования почти на 10 километров, и эта ошибка будет увеличиваться с каждым днем, если разница во времени не будет постоянно корректироваться.
Более драматичный пример замедления времени, правда, не из реальной жизни можно увидеть в фильме “Интерстеллар”, когда Мэттью Макконахи и его команда высаживаются на планету с экстремальным гравитационным полем, вызванным близлежащей черной дырой. Из-за сильного гравитационного воздействия черной дыры время для экипажа на планете резко замедляется, в результате чего один час на поверхности там равен семи годам здесь, на Земле. Именно поэтому, когда экипаж возвращается на Землю, дочь Мэттью МакКонахи оказывается глубокой старухой, а ему самому столько же лет, сколько и в момент отлета.
Почему же человечеству не удается совершать такие резкие скачки во времени? Ответ на этот вопрос не очень сложен: скорость. Для того чтобы мы смогли отправить путешественника на много лет в будущее, нам пришлось бы либо воспользоваться интенсивным гравитационным ускорением, вызванным черными дырами, либо отправить путешественника в космос со скоростью, близкой к скорости света (около 1 млрд км/ч). Ну а пока, с нашими нынешними технологиями, прыжок на несколько микросекунд в будущее – это всё, на что мы можем рассчитывать.
Но если однажды технологии позволят нам отправить человека в будущее со скоростью, близкой к скорости света, будет ли у путешественника возможность использовать замедление времени, чтобы вернуться в прошлое и сообщить об увиденном?
“Межзвездные путешествия со скоростью, близкой к скорости света, вполне могут быть возможны, – убежден доктор Джейми Мэтьюс, профессор астрофизики Университета Британской Колумбии. – Но это путешествие в одну сторону – в будущее, а не обратно в прошлое”.
Если мы не можем использовать замедление времени для возвращения в прошлое, означает ли это, что прошлое навсегда останется недоступным? Возможно, нет. Эйнштейн предполагал, что путешествие во времени в прошлое может быть достигнуто через так называемый мост Эйнштейна-Розена – разновидность червоточины. Червоточины – это теоретические области пространства-времени, которые искривлены таким образом, что соединяют две удаленные точки пространства.
Уравнения Эйнштейна предполагают, что этот мост в пространстве гипотетически может соединить две точки и во времени тоже, если будет достаточно стабильным.
“В настоящее время даже теоретический мост Эйнштейна-Розена нельзя использовать для возвращения в прошлое, потому что он, согласно современным физическим расчетам, не живет достаточно долго – он не стабилен, – объясняет Мэтьюс. – Но даже если бы он был стабильным, это требует другой физики, которой у нас нет. Пока есть только гипотетические частицы и состояния материи, обладающие “экзотическими” физическими свойствами, которые нарушали бы известные законы физики, например, частица, имеющая отрицательную массу. Вот почему “червоточины” – это всего лишь научная фантастика”.
Кстати, приключения Марти из фильма “Назад в будущее”- это вариация “парадокса деда”: что произойдет, если вернуться в прошлое и убить своего собственного родного деда еще до того, как будет зачат ваш отец? Если вам это удастся, то почему тогда живете вы, если ваш отец не появился на свет из-за того, чтобы вы убили своего деда?
Недавнее исследование, проведенное в Университете Квинсленда, возможно, дает ответ на этот загадочный парадокс. В исследовании ученые математически доказывают, что путешествие во времени без парадокса вполне возможно. А Вселенная будет самокорректироваться, чтобы избежать таких несоответствий. Если это правда, тогда даже если бы мы сможем путешествовать в прошлое, мы никогда не сможем изменить прошедшие события, чтобы создать другое будущее.
Несмотря на то, что эти новые открытия являются весьма познавательными, но появляется все больше доказательств того, что, хотя замедление времени может позволить нам заглянуть в будущее, мы всё же никогда не сможем побывать в прошлом.
Как сказал покойный Стивен Хокинг в своей книге “Черные дыры и детские вселенные”:
“Лучшее доказательство того, что путешествия в прошлое невозможны и никогда не будут возможны, это то, что к нам не вторгаются полчища туристов из будущего”.
Читайте также: Молодой физик доказал возможность путешествия во времени