И все же вам не удастся убить собственного прадедушку, даже если вы изобретете машину времени.
Если путешествия во времени станут возможны, весь мир перевернется вверх тормашками, считают многие. Однако, как явствует из формул физиков, по "пространственно-временным червоточинам" есть принципиальная возможность пробраться в свое собственное прошлое или заглянуть в будущее. Причины и следствия, по идее, поменяются местами. Но так ли это страшно, как нас пугают фантасты?
Тахионная отмычка
Проще всего разбогатеть следующим образом: заглянуть в завтра и узнать, какая комбинация цифр выиграет в ближайшем розыгрыше «Спортлото». Или каким окажется курс акций на бирже. Или, наконец, узнать изменения курса доллара в ближайшие месяцы…
Об этом уж давно мечтают авантюристы всех мастей. Только вот беда – заглядывать в будущее никто пока не умеет.
Правда, в последние годы у них появился реальный шанс для осуществления задуманного. Во всяком случае, не столь давно физики-теоретики высказали предположение, что в природе все же существуют частицы, движущиеся со сверхсветовой скоростью, – так называемые тахионы. Согласно эйнштейновской теории относительности, частицы эти должны двигаться по времени вспять. А коли так, используя их в качестве носителей информации, словно радиоволны, можно в принципе черпать информацию из будущего, орудуя "тахионными телефонами", как отмычкой.
Вселенское "метро"
И хотя подобные размышления на вид весьма спекулятивны, попросту отвергнуть их, как продукцию в жанре сайенс-фикшн, уже нельзя. Хотя бы потому, что известный – и проверенный временем – принцип физики гласит: произойти может все, что не запрещено законами природы.
Поэтому многим ученым стало не по себе, когда они обнаружили, что некоторые следствия теории относительности Эйнштейна отнюдь не исключают появление машины времени.
Речь прежде всего идет о так называемых червоточинах – странных пространственно-временных каналах, этаком вселенском метро, – по которым можно не только молниеносно путешествовать из одного конца Вселенной в другой, но и переноситься из одного времени в другое.
Общая теория относительности позволяет нам однозначно описать поток времени, огибающий подобный тоннель – и вход в него, и выход из него. В связи с расширением (дилатацией) времени – явлением, описанным Эйнштейном, – часы у входа в тоннель замедлят свой бег, ежели придет в движение само входное отверстие.
Расширение времени
Чем быстрее одна система отсчета движется относительно другой, тем сильнее расширяется время этой стремительно уносящейся системы отсчета сие означает, что время замедляет свой ход. Для световых лучей более нет времени; если бы некие частицы стали двигаться со скоростью, превышающей скорость света, то мы, пребывающие в нашем временном отрезке, видели бы эти частицы не в будущем, а в прошлом. Эксперимент, проведенный в 1976 году, наглядно свидетельствует о расширении времени.
Известно, что период полураспада мюонов, тяжелых собратьев электронов, составляет полторы миллионные доли секунды. В лабораторных условиях мюоны удалось разогнать до скорости, равной 99,94 процента скорости света. Тут-то и выяснилось, что продолжительность их жизни действительно возросла в 29 раз. По крайней мере, так будет в том случае, если мы взглянем на эти часы со стороны.
Если же смотреть на часы изнутри – сидя внутри "пространственно-временной червоточины", – то в таком случае для нас поток времени будет одинаков, неразрывен – что на выходе из тоннеля, что на входе в него (хотя входное отверстие, как мы сказали, пришло в движение). "Следовательно, цивилизация, достигшая бесконечно высокого уровня развития, могла бы попробовать превратить подобную червоточину в настоящую машину времени", – размышляет уже упоминавшийся Кип Торн из Калифорнийского технологического института в Пасадене.
Как катапультироваться в будущее?
Вот пример: путешествуя по Галактике, космонавт наткнулся на небольшую червоточину. Допустим, на выходе из нее, "под часами", он оставит своего напарника (для вящего эффекта скажем, что это его брат-близнец). Теперь, взяв на буксир другой конец червоточины, он унесется прочь почти со световой скоростью. Через некоторое время он остановится и повернет назад, туда, где его брат ожидает окончания эксперимента. И тут выяснится, что пока наш герой «маневрировал» в космосе (это заняло совсем немного времени!), – его брат изнемог от ожидания. Для него прошло, быть может, несколько десятилетий! Наш же герой ничуть даже не состарился.
Сомнения Стивена Хокинга
"Смеем надеяться, что когда-нибудь, при соответствующем развитии науки и техники, людям удастся построить машину времени, – сказал Стивен Хокинг, выступая с лекцией в Кембриджском университете (Великобритания). – Но, если это так, то почему в таком случае еще никто никогда не прилетал к нам из будущего, дабы поведать нам, как идут дела?" – продолжал знаменитый физик. И сам же ответил на этот вопрос: "Быть может, на то есть свои разумные причины, и, пока мы находимся на нашей нынешней, примитивной стадии развития, тайна путешествия во времени должна быть скрыта от нас. Однако в том случае если природа человека за это время не претерпит никаких принципиальных изменений, то трудно себе представить, чтобы какой-нибудь визитер из будущего не разболтал бы этот секрет".
Разумеется, нельзя признать серьезным аргументом против путешествий во времени тот гипотетический факт, что наша цивилизация-де не могла бы пользоваться машинами времени. Другое возражение куда серьезнее: путешествия во времени могли бы привести к краху естественную череду причин и следствий. Если связи между прошлым и будущим нарушатся, это приведет к самым умопомрачительным парадоксам.
Допустим, первый конструктор машины времени до одури начитался трудов Зигмунда Фрейда. Учение помрачает его рассудок. У него развивается явный Эдипов комплекс. Он пылает необъяснимой ненавистью к собственному отцу. С помощью своей машины он перелетает на 60 лет назад и убивает отца в бытность того ребенком. Посему его отец никогда не встретится с будущей женой, та не забеременеет и горе-изобретатель никогда не появится на свет. Итак, он не родится, не изобретет машину времени, не совершит путешествие в прошлое. Следовательно, он не убьет своего отца, тот встретится с его матерью, на свет появится сметливый мальчик, который все-таки изобретет машину времени, чтобы убить своего отца, и т. д.
Не бойтесь путешествий
Стало быть, путешествия во времени и впрямь способны расшатать основы космического мироздания? Не учредить ли "полицию времени", дабы помешать массовому строительству "пространственно-временных червоточин", как призывал Стивен Хокинг? Для него и его коллеги из Кембриджского университета Брендона Картера путешествия во времени – тупиковая, ошибочная идея. Они строго-настрого запрещены самой природой. В 1992 году Хокинг сформулировал "Гипотезу в защиту хронологии", в которой отстаивал неизменность течения времени и посему убеждал в невозможности создания машин времени. "Законы природы в их совокупности не допускают того, чтобы макроскопические объекты могли передавать в прошлое какую-либо информацию".
Путем приближенных расчетов Хокинг попытался показать, что квантовые флуктуации порождают громадные количества энергии, которые могли бы убить человека, путешествующего во времени. Возможно, они разрушили бы даже саму червоточину, предполагает ученый. Впрочем, другие расчеты, проделанные Кипом Торном и Сун-Вон Кимом из Калифорнийского технологического института, показывали, что эти порции энергии отнюдь не бесконечно велики, поскольку "текущее время", достигнув значения "десять в минус сорок третьей степени секунды", перестает меняться. Более коротких промежутков времени, похоже, не существует. Следовательно, дальше флуктуации уже не могут нарастать по экспоненте и потому снова идут на убыль.
Однако Хокинг выступил с возражением: все сказанное справедливо лишь с точки зрения стороннего наблюдателя. Что же касается другой базовой системы флуктуаций, привязанной ко времени, то здесь прирост энергии будет продолжаться. Поэтому для стороннего наблюдателя энергетический порог начнет действовать только за десять в минус девяносто пятой степени секунды до возникновения червоточины – слишком поздно, чтобы спасти машину времени.
Впрочем, расчет Хокинга оказался неполным. Ли-Син Ли из Пекинского университета показал, что катастрофическому нарастанию квантовых флуктуаций может помешать зеркало или рефлектор. Оно способно отклонить их в космическое пространство. Поместить его нужно между двумя расположенными рядом червоточинами. Своими размерами зеркало должно ничуть не уступать жерлам этих «тоннелей». Пока неясно, удастся ли подобным способом обуздать флуктуации гравитационных полей так, чтобы они не повредили машине времени.
К счастью, есть и другие резоны, позволяющие нам «обезвредить» путешествия во времени, сгладить всю каверзность тех парадоксов, которые они могли нам уготовить. Так, по принципиальным причинам путешествия во времени возможны лишь в том случае, если они не влекут за собой каких-либо физических противоречий. Например, по мнению российского ученого Игоря Новикова, мы можем влиять на события, лежащие на замкнутой кривой времени, лишь в той мере, в какой это не вызывает нарушения принципа казуальности, то бишь нарушения причинно-следственных связей. Так, возвращаясь к приведенному выше примеру, скажем, что путешественник, обуреваемый фрейдистскими муками, добравшись до своего будущего отца, непременно промахнется или же напрочь откажется от своего жестокого намерения, внезапно ощутив приступ жалости к бедному "фазеру".
Новиков, Торн и другие физики демонстрировали действие этого "принципа самоконсистенции" с помощью следующей задачи. Итак, ученые задавались вопросом: "Может ли бильярдный шар, попав внутрь червоточины и устремившись в прошлое, столкнуться там с самим собой и нарушить траекторию собственного движения, в результате чего ему уже не удастся попасть внутрь червоточины и устремиться в прошлое?"
Расчеты, проделанные Новиковым и его коллегами, показали, что в том случае, если бильярдный шар попадет в прошлое и столкнется с самим собой, ему не удастся сбить самого себя с пути. Шар все равно угодит в ту самую червоточину, куда и катился, и потому ход вещей не нарушится. История не будет посрамлена. Она окончательна и бесповоротна. Произойдет то, что должно было произойти. Никакого противоречия не возникнет.
Параллельные вселенные
Физики Дэвид Дойч и Майкл Локвуд из Оксфордского университета попробовали оправдать путешествия во времени другим способом, – впрочем, так же, как и коллеги, они стремились доказать, что временные перемещения не породят никаких противоречий. Однако за их гипотезу придется платить умопомрачительную цену.
Дело в том, что эти ученые реанимировали одну давнюю идею, высказанную их американским коллегой Хьюджем Эвереттом еще в 1957 году. Тогда Эверетт интерпретировал квантовую механику следующим провокационным способом. Он предположил, что всякий раз, когда Природа делает выбор между двумя и более возможными состояниями, наша Вселенная расщепляется на две и более параллельные вселенные, идентичные друг другу. Таким образом, есть Вселенная, в которой это предложение оканчивается точкой. Таким образом, есть Вселенная, в которой это предложение оканчивается многоточием… И впредь каждая из этих вселенных будет развиваться по-своему. У каждой из них отныне будет своя собственная история. Вот так случайно запамятованное правило грамматики подрывает основы мироздания, множа миры до умопомрачения.
Стало быть, изобретательный сын и впрямь может пробраться в прошлое и прикончить своего папашу. Вот только он попадет не в ту Вселенную, из которой прибыл, а в другую. Оная – творение его рук и воли – до той самой секунды, когда в ней объявился кровожадный путешественник, развивалась точно так же, как и та Вселенная, где он когда-то жил. Но теперь, после его появления, она начала развиваться совсем по-другому. В этой Вселенной изобретатель-отцеубийца никогда не появится на свет. И значит, в этой Вселенной машина времени не будет изобретена – или же это случится гораздо позже и с другим человеком. Изобретатель родится совсем в другой Вселенной – в той, где его будущей отец вырастет, женится, станет его отцом, в той, где он, неблагодарный сын, вырастет, изобретет свой загадочный аппарат и отправится на поиски собственного отца, что, в конце концов, и выведет нашего путешественника за пределы собственной Вселенной и перенесет его в другое мироздание – мироздание, как две капли воды похожее на то, которое он искал (во времени и пространстве). Теперь он занесет нож, пистолет, гранату, заступ, топор, кулак… Совершит убийство. Но ему не спутать причины и следствия, не изменить ход времени. В той Вселенной, откуда он прилетел, все вдет своим чередом и неубитый отец еще породит своего неубившего сына.
Впрочем, последнее слово" в этой гипотетической науке пока еще не сказано. "Вопрос о путешествиях во времени остается открытым, – соглашается даже Стивен Хокинг. – Впрочем, я не хочу заключать по этому поводу никакого пари. Ведь возможный соперник может повести себя не по-джентльменски и, доподлинно зная, что произойдет в бдущем, возьмет да и подобьет меня на спор".