Билет в будущее без права возврата. Наука о путешествиях во времени

Билет в будущее без права возврата. Наука о путешествиях во времени

Прыгнуть в XXII век, чтобы увидеть летающие машины, или вернуться в юность, чтобы не совершить роковых ошибок — эта мечта вдохновляет писателей-фантастов и режиссеров блокбастеров. Но что думают по этому поводу люди в белых халатах? Сможем ли мы когда-нибудь построить настоящую машину времени?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно сначала понять, что такое время. И вот тут наука разводит руками: физики до сих пор не имеют исчерпывающего ответа на вопрос, чем время является на фундаментальном уровне. Однако один факт известен наверняка: путешествие в будущее абсолютно реально, а вот дорога в прошлое, скорее всего, закрыта навсегда.

Время — не константа. Как Эйнштейн открыл дверь в завтра

Всё начинается с теорий относительности Альберта Эйнштейна. Его главный революционный вывод звучит просто, но переворачивает сознание: время не течет с одинаковой скоростью для всех. Оно эластично. Оно может сжиматься и растягиваться в зависимости от вашей скорости и окружения.

Именно здесь магия фантастики превращается в суровый научный факт. Как отмечает астрофизик Эмма Осборн из Университета Йорка, физика уже давно доказала возможность перемещений в будущее, и это имеет вполне реальные последствия.

Рецепт путешествия в будущее прост, но требует экстремальных условий.

Околосветовая скорость. Чем быстрее вы двигаетесь, тем медленнее для вас идет время. Отсюда знаменитый «парадокс близнецов». Если один из братьев улетит в космос на корабле, развивающем скорость, близкую к световой, а второй останется на Земле, то по возвращении «космонавт» окажется моложе своего земного брата. Астронавты Скотт и Марк Келли уже проходили через это (пусть и в микроскопических масштабах): месяцы Скотта на МКС сделали его биологические часы чуть-чуть другими, чем у Марка на Земле.

Мощная гравитация. Время также замедляется вблизи объектов с колоссальной массой. Ваша голова стареет на доли секунды быстрее, чем ноги, потому что ступни находятся ближе к центру Земли и испытывают чуть большее притяжение. Именно этот эффект (только в гипертрофированном виде) показан в фильме «Интерстеллар»: часы на планете рядом с черной дырой идут катастрофически медленно.

Кстати, вам не нужна фантастическая машина, чтобы это проверить. Спутники GPS ежедневно сталкиваются с этим эффектом: на орбите время для них идет быстрее, чем на поверхности Земли. Если бы инженеры не вносили релятивистские поправки, навигаторы ошибались бы на 10 километров каждый день!

Так что, если вы хотите увидеть мир через столетие, вам не нужен «Делорин» из «Назад в будущее». Вам просто нужна очень быстрая ракета или отпуск рядом с черной дырой. Вы проживете пару лет, а на Земле сменятся поколения. Но вот вернуться и рассказать об увиденном… тут начинаются проблемы.

Архитекторы прошлого: кротовые норы, струны и другие научные тупики

А можно ли повернуть вспять? Физик-теоретик Барак Шошани из Университета Брока настроен скептически: «У нас просто недостаточно фактов и, возможно, недостаточно теорий».

Ученые признают: математика Общей теории относительности допускает некоторые лазейки для возврата в прошлое, но на практике они разбиваются о суровую реальность.

Замкнутые времениподобные кривые. Математик Курт Гедель еще в 1949 году описал путь в пространстве-времени, который замыкается в петлю, возвращая вас в точку старта. Но, как напоминает квантовый физик Влатко Ведрал, у нас нет ни одного доказательства, что такие петли вообще существуют во Вселенной. А философ Эмили Адлам добавляет: даже если бы мы могли их создать, вы бы просто застряли в бесконечном повторении одних и тех же событий.

Космические струны. В 1991 году физик Ричард Готт предположил, что две гипотетические сверхплотные «струны», пролетающие друг мимо друга, могли бы искривить пространство-время до образования временной петли. Но, по словам космолога Кэти Мак, мы никогда не находили космические струны, и нет никаких оснований верить, что они вообще существуют.

Кротовые норы (червоточины). Да, математику можно сложить пополам и проткнуть карандашом, создав туннель между двумя удаленными точками. Теоретически это возможно. Но на практике? Эмма Осборн напоминает, что такие норы были бы нестабильны. Они схлопнулись бы под собственным гравитационным весом мгновенно. К тому же, они были бы микроскопическими — даже бактерия не смогла бы через них протиснуться.

Квантовый бунт: почему нельзя отправить себе номер выигрышной лотереи

Если классическая физика буксует, на сцену выходит квантовая механика — мир субатомных частиц, где законы логики часто не работают.

Одно из самых пугающих явлений здесь — нелокальность (то, что Эйнштейн называл «жутким дальнодействием»). Изменение состояния одной частицы может мгновенно отозваться на другой, находящейся за тридевять земель. Это доказано экспериментально и даже удостоено Нобелевской премии.

Чтобы избавиться от парадокса мгновенной передачи информации (которая якобы летит быстрее света), некоторые физики предлагают концепцию ретропричинности — когда будущее влияет на прошлое.

Звучит как готовый сценарий для отправки чисел прошлогодней лотереи? Увы, нет.

Во-первых, ретропричинность работает только на уровне крошечных частиц. Масштабировать это на человека или хотя бы на лист бумаги — задача из разряда абсолютной фантастики.

Во-вторых, Вселенная тщательно охраняет свои парадоксы. Как объясняет Эмили Адлам, вы могли бы «отправить сигнал в прошлое», но только при условии, что последующее событие полностью сотрет все следы первого. Вы получите выигрышный номер, но память об этом и любые записи будут уничтожены самой структурой реальности. Это не путешествие во времени, это квантовая цензура.

Главная головоломка Вселенной

Итог неутешителен для любителей ретро. Согласно всем нашим текущим знаниям, будущее открыто для нас, а прошлое надежно заперто на замок.

Единственная надежда для отчаянных хроно-туристов кроется в том, что наша наука… неполна. У нас есть две великие, блестяще работающие теории: Общая теория относительности (для огромных объектов и гравитации) и Квантовая механика (для микромира). Но они фундаментально несовместимы друг с другом.

Десятилетиями физики пытаются создать «Теорию Всего» (квантовую гравитацию), которая объединила бы их. Пока этого не произошло, мы не можем быть уверены в правилах игры.

Как резюмирует Барак Шошани: «Пока у нас нет этой объединяющей теории, мы не можем быть ни в чем уверены». Возможно, именно в ней и спрятан ключ от двери в прошлое. А может, эта дверь не существует вовсе.