Вы когда-нибудь совершали ошибку, которую хотели бы исправить? Исправление ошибок прошлого – это одна из причин, по которой мы считаем концепцию путешествий во времени такой увлекательной. Как часто изображается в научной фантастике, если у вас есть машина времени, то любой вопрос решаем – всегда можно вернуться назад и всё изменить как нам надо. Но действительно ли в нашем мире, в нашей Вселенной возможны путешествия во времени или это несбыточная мечта?
Наше современное понимание времени и причинности исходит из Общей теории относительности. Теория физика-теоретика Альберта Эйнштейна объединяет пространство и время в единое целое – “пространственно-временной континуум” – и дает удивительно сложное объяснение того, как он работает, на уровне, не сравнимом ни с одной другой установленной теорией. Эта теория существует уже более 100 лет и была экспериментально проверена с чрезвычайно высокой точностью, поэтому физики уверены, что она дает точное описание причинно-следственной структуры нашей Вселенной.
Содержание
На протяжении десятилетий физики пытались использовать Общую теорию, чтобы выяснить, возможны ли путешествия во времени. Оказалось, что можно записать уравнения, которые описывают путешествие во времени и полностью совместимы и согласуются с теорией относительности. Но физика – это не математика, и уравнения бессмысленны, если они не соответствуют чему-либо в реальности.
Аргументы против путешествий во времени
Есть два основных вопроса, которые заставляют нас думать, что эти уравнения могут быть нереалистичными. Первый вопрос – практический: создание машины времени требует экзотической материи, то есть материи с отрицательной энергией. Но абсолютно вся материя, которую мы видим в повседневной жизни, энергетически положительна. В нашем мире материя с отрицательной энергией не является чем-то, что можно просто найти где-нибудь поблизости. Из квантовой механики мы знаем, что такая материя теоретически может быть создана, но в слишком малых количествах и на слишком короткое время.
С другой стороны, нет никаких доказательств того, что невозможно создать экзотическую материю в достаточных количествах. Кроме того, могут быть открыты другие уравнения, позволяющие путешествовать во времени без использования экзотической материи. Таким образом, эта проблема может быть нерешаема просто из-за несовершенства нынешней технологии или понимания квантовой механики.
Второй основной вопрос менее практичен, но более значим: путешествие во времени, кажется, противоречит логике, в виде парадоксов, происходящих из-за этого путешествия. Существует несколько типов таких парадоксов, но наиболее проблематичными являются парадоксы последовательности.
Популярный в научной фантастике, парадокс последовательности возникает всякий раз, когда главный герой пытается что-нибудь сделать, чтобы изменить прошлое, но само изменение сопротивляется его усилиям.
Например, вы сели в свою машину времени и вернулись в ней на пять минут назад. И как только вы там оказались, вы уничтожили аппарат. Теперь, когда вы разломали машину времени, вы не сможете воспользоваться ею пять минут спустя.
Но если вы не можете использовать машину времени, то вы не можете вернуться в прошлое и вывести ее из строя. А раз вы смогли это сделать, значит она в рабочем состоянии, поэтому вы вернулись в прошлое и поломали ее. Другими словами, машина времени уничтожена тогда и только тогда, когда она не уничтожена. Поскольку она не может быть одновременно и уничтожена, и не уничтожена, этот сценарий непоследователен и парадоксален.
Устранение парадоксов
В научной фантастике существует распространенное заблуждение, что парадоксы можно “создавать”. Путешественников во времени обычно предупреждают, чтобы они не вносили значительных изменений в прошлое и избегали встреч со своими прошлыми “я” именно по этой причине. Примеры этого можно найти во многих фильмах о путешествиях во времени, например, в той же трилогии “Назад в будущее”.
Но в физике парадокс – это не событие, которое может произойти на самом деле, а чисто теоретическая концепция, указывающая на несоответствие в самой теории. Другими словами, парадоксы последовательности не просто подразумевают, что путешествие во времени – опасное занятие, они подразумевают, что оно просто невозможно.
Это было одной из причин, побудивших физика-теоретика Стивена Хокинга сформулировать свою гипотезу о защите хронологии, которая гласит, что путешествия во времени невозможны. Однако эта гипотеза до сих пор остается недоказанной. Более того, Вселенная была бы гораздо интереснее, если бы вместо того, чтобы устранять теоретические путешествия во времени из-за парадоксов, мы могли бы устранить сами парадоксы.
Одной из попыток разрешить парадоксы путешествий во времени является гипотеза самосогласованности физика-теоретика Игоря Дмитриевича Новикова, которая, по сути, утверждает, что вы можете путешествовать в прошлое, но не можете его изменить.
Согласно Новикову, если бы вы попытались уничтожить свою машину времени после прибытия в прошлое, то обнаружили бы, что это невозможно сделать. Всегда происходило бы что-то, что мешало вам осуществить свой план. Сами законы физики каким-то образом сохраняли бы последовательность.
Встречайте – Множественное развитие истории
Но какой смысл возвращаться в прошлое, если вы не можете ничего в нем изменить? Здесь надо сказать, что существуют парадоксы путешествия во времени, которые не может разрешить гипотеза Новикова. Это возвращает нас в исходную точку, поскольку если даже один парадокс не может быть устранен, то путешествие во времени остается логически невозможным.
Итак, является ли это последним гвоздем в гроб мечты о путешествии во времени? Не совсем. Исследователи показали, что возможность существования нескольких историй (или, в более привычных терминах, параллельных временных линий) может разрешить парадоксы, которые не может разрешить гипотеза Новикова. Такая возможность может справится вообще с любым парадоксом, который вы ей предложите.
На самом деле, идея очень проста. Когда вы выходите из машины времени, вы попадаете в другую временную линию, а не остаетесь в той же, из которой начали свое путешествие. И в этой временной линии вы можете делать всё, что захотите. Даже уничтожив в прошлом эту несчастную машину времени, в исходной временной линии, из которой вы пришли, ничего не изменится. А поскольку вы не можете поломать машину времени в исходной временной линии, которую вы действительно использовали для путешествия в прошлое, то и парадокса не существует.
То есть, вполне обоснованно допустить, что путешествия во времени возможны, но только если наша Вселенная может позволить сосуществовать нескольким временным линиям. Но может ли она?
Квантовая механика, кажется, подразумевает это, по крайней мере, если вы придерживаетесь интерпретации Эверетта о “множественных мирах”, где одна история может “расщепляться” на несколько, по одной на каждый возможный результат изменения. Например, жив или мертв кот Шредингера, или прибыли ли вы в прошлое на пять минут назад или на десять.
Но это всего лишь предположения. В настоящее время ученые работают над созданием конкретной теории путешествий во времени со множественными временными линиями, полностью совместимой с общей теорией относительности. Конечно, даже если им удастся найти такую теорию, этого будет недостаточно, чтобы доказать, что такие путешествия возможны. Но это, по крайней мере, будет означать, что путешествия во времени не исключены из-за парадоксов последовательности.
Путешествия во времени и параллельные временные линии почти всегда идут рука об руку в научной фантастике, но теперь у нас есть доказательство того, что они должны идти вместе и в реальной науке. Общая теория относительности и квантовая механика говорят нам, что путешествия во времени возможны. Но если это так, то множественные варианты развития истории тоже существуют в нашей Вселенной.
Читайте также: Как изменятся люди в течение следующих 10 000 лет?