Возможны ли путешествия во времени?

Время — это нечто настолько эфемерное, что его нельзя ни потрогать, ни расчленить на атомы, ни провести с ним опыты. Попросите людей сформулировать, что же это такое, и услышите непохожие друг на друга мнения. Механик, скорее всего, ответит, что время — это движение, астрофизик охарактеризует его как расширение Вселенной, а люди, далекие от каких-либо наук, возможно, назовут реальностью, в которой мы живем. Что же такое время на самом деле? Можно ли управлять им — например, создать вожделенную “машину времени”?

Фото: doublecause.net

Согласно стандартной модели физики, время — четвертое измерение, дополнение к трем пространственным измерениям (длина, ширина и высота); одна из координат физической модели — так называемого пространственно-временного континуума; мера длительности существования материальных объектов. А с точки зрения активно развивающейся в последние десятилетия квантовой физики, понятие времени актуально лишь для философии и метрологии (наука о количественных измерениях). Но при этом времени как физического явления не существует. Ну или, по крайней мере, это весьма спорный вопрос. Попробуем разобраться с помощью простых примеров, не вдаваясь глубоко в научную заумь.

Один из основателей квантовой электродинамики американский физик-теоретик Ричард Фейнман знаменит своим определением: время — это просто... часы. То есть бытовой прибор, который придумали люди для удобства организации своего жизненного цикла. Однако определить, что именно измеряется часами, невозможно. И вот почему. Если прошлое постоянно перетекает в будущее, то, строго говоря, настоящего не существует. Если же определять время как понятие, охватывающее прошлое и будущее, то оно состоит из прошлого, которого уже нет, и будущего, которого еще нет. То есть из двух несуществующих величин. И хотя такие рассуждения смахивают на казуистику, согласитесь, определенная логика здесь присутствует.

В классической физике время — непрерывная величина (априорная характеристика мира), ничем не определяемая. В качестве основы ее измерения используется периодическая последовательность событий, которая признается эталоном некоторого промежутка (на этом основан принцип работы часов). Существует также концепция, описывающая время как математически одномерный объект — некую прямую, протянутую из прошлого в будущее (временная ось). Если принять это как данность, то, следовательно, из любых двух несовпадающих точек оси времени одна всегда является будущим относительно другой. Отсюда энтузиасты и выводят вполне логичную для дилетантов мысль: раз есть ось времени, значит, по ней можно перемещаться туда-сюда. И даже тот факт, что упомянутую ось никто никогда в глаза не видел, поскольку концепция — всего лишь идея, определенный способ трактовки каких-либо явлений, их не смущает. Что же говорит на тему путешествий во времени серьезная наука?

Поскольку в принципе любой материальный объект вполне естественно сам по себе путешествует из прошлого в будущее, то речь может идти только о том, как ускорить этот процесс. Официально существует два теоретических (то есть подтвержденных научными теориями) способа это сделать. Первый имеет название “парадокс близнецов”, или “эффект релятивистского замедления времени”, который был сформулирован Альбертом Эйнштейном еще в 1905 году. Проще говоря, при движении со скоростью, близкой или превышающей скорость света (300 тысяч км/с), время для объекта (предположим, для астронавта) замедляется и течет очень медленно. Поэтому двое братьев-близнецов, один из которых отправляется в космос, а другой остается на Земле, будут стареть неравномерно. Также теоретически возможно перемещение объекта вперед во времени при нахождении его в области высокой гравитации (например, вблизи горизонта событий черной дыры).

Путешествия в прошлое относятся уже к гипотетическим (ничем не подтвержденным) предположениям. Это, например, вариант перехода через пространственно-временные туннели — “кротовые норы” или “червоточины”. Второй способ — перемещение через одномерную складку пространства-времени (космическая струна). Однако даже само существование подобных объектов пока не доказано.

КОМПЕТЕНТНО

Юрий Курочкин, заведующий центром “Теоретическая физика” Института физики имени Б.И. Степанова НАН, доктор физико-математических наук, доцент:

— С точки зрения классической физики, такая вещь, как путешествие во времени, невозможна. Хотя некоторые ученые всерьез занимаются работами на эту тему. Самая известная из них — в области теоретической физики, принадлежит австрийскому ученому Курту Фридриху Геделю. Дело в том, что в свое время Альберт Эйнштейн в рамках Общей теории относительности вывел так называемые уравнения гравитационного поля, связывающие между собой метрику искривленного пространства-времени со свойствами заполняющей его материи. Обычному человеку, конечно, тут ничего не понять, но суть в том, что Гедель предложил свой вариант решения этих уравнений. И на его основе сделал вывод, что Вселенная может иметь такое устройство, в котором течение времени является закольцованным (так называемая метрика Геделя), что теоретически допускает путешествия во времени.

Мысль, конечно, интересная и многообещающая. Она широко обсуждалась в научном мире и даже послужила основой для различных произведений писателей-фантастов. Большинство же современных ученых считают труд Геделя верным с точки зрения математики, но, к сожалению, не имеющим смысла с точки зрения физики.

“Машину времени”, например, такую, какую создал киногерой популярного советского фильма Шурик, сделать можно. Но на ней, конечно, никто никуда переместиться не сможет. Мое личное мнение — такое в принципе неосуществимо. Тем не менее прогнозировать что-либо в научной сфере — дело неблагодарное. Нельзя исключать, что в очень далеком будущем наша цивилизация (и в частности наука) достигнет такого уровня развития, что успешно решит вопрос перемещения во времени в прошлое и будущее. Однако для этого должны пройти даже не сотни, а тысячи лет.

ЭТО ИНТЕРЕСНО

В Андах, на западе Южной Америки, живут индейцы древнего племени аймара. Кстати, самым известным их представителем является президент Боливии Эво Моралес. С глубокой древности и до наших дней аймара пронесли очень странное представление о времени. Если в обычном понимании будущее находится впереди, а прошлое — сзади, здесь все наоборот. Говоря о будущем, аймара указывают себе за спину, а имея в виду прошлое — перед собой.

Как показали исследования американских ученых, индейцы не шутят, а действительно представляют время наоборот: в их воображаемой пространственно-временной шкале будущее остается позади, а прошлое еще только предстоит увидеть.