Путешествие во времени
Путешествия во времени — гипотетическое перемещение человека или другого объекта в прошлое или будущее. Впервые такая идея была предложена в 1830-х годах в романе А. Ф. Вельтмана «Предки Калимероса». В основном, идея путешествий во времени встречается в научно-фантастической литературе. Часто для этого используется специальное устройство — машина времени.
Способы путешествия в будущее
Современная наука допускает несколько возможных способов путешествия в будущее (строго говоря, любой человек путешествует в будущее, даже когда он просто лежит на диване, так что речь идет об ускоренном путешествии):
- Физический (на основе следствий теории относительности):
- Движение со скоростью, близкой к скорости света. Время путешествия, измеренное по часам того, кто улетал, всегда меньше измеренного по часам того, кто остался на Земле («парадокс близнецов»).
- Нахождение в области сверхвысокой гравитации, например вблизи горизонта событий чёрной дыры.
- Биологический — остановка метаболизма тела с последующим восстановлением. Например, замораживание.
Способы путешествия в прошлое
Есть несколько гипотетически возможных способов попасть в прошлое:
- Общая теория относительности допускает возможность существования «кротовин» (английский термин wormhole — червоточина). Это нечто вроде туннелей (возможно, очень коротких), соединяющих удалённые области в пространстве. Разрабатывая теорию кротовин, К. Торн и М. Моррис заметили, что если перемещать один конец (А) короткой кротовины с большой скоростью, а потом приблизить его к другому концу (Б), то — в силу вышеупомянутого «парадокса близнецов» — объект, попавший в момент времени T во вход А, может (см. ниже) выйти из Б в момент, предшествующий T (таким способом, однако, невозможно попасть во время, предшествующее созданию машины времени).
Из уравнений Эйнштейна следует, что кротовина схлопнется раньше, чем путешественник сумеет пройти через неё (как, например, в случае «моста Розена-Эйнштейна» — первой описанной кротовины), если её не будет удерживать от этого так называемая «экзотическая материя» — материя с отрицательной плотностью энергии. Существование экзотической материи подтверждено как теоретически, так и экспериментально (эффект Казимира). - В 1936 г. Ван Штокум нашёл, что тело, вращающееся вокруг массивного и бесконечно длинного цилиндра, попадёт в прошлое (позже Ф. Типлер предположил, что это возможно и в случае цилиндра конечной длины). Таким цилиндром могла бы быть так называемыя космическая струна, но нет надежных свидетельств, что космические струны существуют, и вряд ли есть способ создавать новые.
Физик Роберт Форвард заметил, что наивное приложение квантовой механики к общей теории относительности даёт ещё один способ создать машину времени. Атомное ядро, помещенное в сильное магнитное поле, будет обладать достаточной массой и моментом вращения, чтобы фотоны, попавшие в него, оказались в прошлом. Однако, пока не создана теория, объединяющая квантовую механику с общей теорией относительности, мы не знаем, насколько верны эти предположения. - Можно, наконец, вообще ничего не предпринимать, а просто дождаться пока машина времени образуется сама собой. Не видно никаких оснований ожидать, что это произойдет, но важно, что если она все же образуется, то это не войдет в противоречие ни с какими известными законами природы. Простейшая модель такой ситуации — машина времени Дойча-Политцера.
Парадоксы
Есть несколько часто упоминаемых аргументов против путешествий в прошлое:
- Нарушение причинно-следственных связей.
- «Парадоксы». Допустим, некто в 11 утра заряжает пистолет, в 11.30 создает машину времени и в полдень входит в нее. Затем, пользуясь свойствами машины времени, он возвращается к моменту 11.50, поджидает, пока его более молодая версия приблизится ко входу и пытается ее убить. Он, конечно, не может в этом преуспеть — человек способен выстрелить только при условии, что он пережил состоявшееся час назад (по его часам) покушение. Возникает, однако, вопрос: что именно помешает ему (и всем его последователям)? Не приходим ли мы в некоторое противоречие с привычными представлениями о свободе воли?
Иногда парадоксом называют и другую ситуацию, которая формулируется, например, так («парадокс убитого дедушки»): если внук вернётся в прошлое и убьёт собственного деда, его рождение окажется невозможным; но если он не родится, то деда никто не убьёт, и его рождение окажется возможно. Что же произойдёт в действительности? Здесь, однако, никакого парадокса нет, также как и никакой неопределенности. Слова "человек" (или "внук") и "человек, чей дедушка не был убит в колыбели" суть синонимы.
- Отсутствие в нашем времени пришельцев из будущего.
Первые две проблемы решаются в фантастике огромным числом способов. Вот некоторые (подробнейшее исследование на эту тему с сотнями ссылок можно найти в P. Nahin «Time machines»):
- Последовательность событий неизменна.
- Путешествия в прошлое неуправляемы. Например, в цикле «Конец Времени» Майкла Муркока при попытке нарушить причинно-следственную связь путешественник возвращается в своё время.
- Путешествия в прошлое управляемы, но никакими действиями изменить ход истории невозможно. Примером такого подхода является «Ошибка Риллена Ли» Юрия Нестеренко. «Если некоторый факт существует во времени, то как бы вы ни старались его изменить, результатом всех ваших усилий оказывается именно этот факт.»
- Каждое путешествие в прошлое создаёт новую реальность. В каждой реальности последовательность событий неизменна. Человек, покинувший свою реальность, кажется внешнему наблюдателю бесследно исчезнувшим. Другой вариант того же решения: новая реальность появляется при изменении, но через какое-то время события естественным образом приводят изменённую реальность в соответствие с неизменённой. Таким образом, в истории появляется не «стрелка», а «параллельный отрезок», который в какой-то момент снова стыкуется с основным путём.
- Каждое путешествие в прошлое создаёт новую реальность. И эта реальность переписывает старую реальность. Причём перезапись может быть как мгновенна, так и занимать некоторое время.
- Последовательность событий изменяема. Примером такого подхода является«Конец вечности» Айзека Азимова. Фантаст [1] Ларри Нивен высказал идею, что в этом случае реальность будет изменяться до тех пор, пока не достигнет состояния, при котором путешествия во времени никогда не будут открыты. Такое состояние является стабильным.
Отсутствие в нашем времени пришельцев из будущего обычно объясняется двумя способами:
- Предполагается, что в будущем путешествия в прошлое запрещены, а те люди, кто всё-таки попадает в наше время, стараются ничем не выдавать своего присутствия.
- Согласно другой гипотезе, путешествовать в прошлое можно лишь до времени изобретения машины времени, но не раньше. И то, что наше время не заполнено пришельцами из будущего свидетельствует лишь о том, что машина времени пока ещё не изобретена, а не о том, что путешествия в прошлое невозможны.
В серьезной науке первая проблема не рассматривается (машина времени и нарушение причинно-следственных связей — это просто синонимы, здесь нет темы для обсуждения). Решение второй было найдено лишь недавно. Суть идеи в том, что при создании машины времени возникает крайне нетипичная для классической физики неопределенность: как бы хорошо мы ни знали начальные данные, мы не можем однозначно предсказать эволюцию пространства-времени. Причем среди бесконечно большого числа возможных вариантов всегда есть такой, в котором машина времени не появляется. Т. о. если мы видим человека, пытающегося построить машину времени, то тот факт, что он вооружен и полон решимости через час выстрелить, не означает, что свободная воля этого человека будет вскоре чем-то ограничена. В лучшем случае он означает лишь, что одна возможность (из бесконечного количества) исключена — в течение часа машина времени в этом месте не появится.
Возможность существования машины времени в настоящем
Считается, что при нынешнем технологическом уровне машину времени построить невозможно. Однако время от времени в печати (как правило, в «жёлтой прессе») появляются сообщения о секретных экспериментах по перемещению во времени, якобы проводимых военными.
Наиболее известны два таких «эксперимента»:
- Филадельфийский эксперимент (проект «Радуга», Philadelphia Experiment). Якобы в 1943 году на базе ВМС США в Филадельфии изучали проблему невидимости военных кораблей для радаров. Руководили проектом Джон фон Нейман и Никола Тесла. В ходе этих исследований был создан «электромагнитный пузырь» — экран, который отводил излучение радаров мимо корабля. Однажды в ходе этих экспериментов «электромагнитным пузырём» был окружён военный корабль «Элдридж», который вдруг исчез у всех на глазах, а потом возник на удалении в сотни миль в Норфолке, штат Виргиния. Команда корабля уверяла, что они побывали в будущем. Комиссия признала всех членов команды сумасшедшими, а проект был закрыт. Подробнее см. Что случилось с эсминцем «Элдридж»?.
- Монтаукский проект (проект «Феникс», Montauk Project). Исследования, которые якобы проводились с 1943 года по 1983 год на военной базе США рядом с городом Монтаук, штат Нью-Йорк. В ходе этих экспериментов испытуемым облучали мозг высокочастотными радиоимпульсами, что приводило к возникновению у них различных галлюцинаций. Многие испытуемые сообщали, что они побывали в будущем. После того как несколько испытуемых сошли с ума проект был закрыт. Подробнее см. " Монтаук: Эксперименты со временем". Высока вероятность, что сообщения о подобных экспериментах являются лишь выдумками журналистов и людей с неуравновешенной психикой. С другой стороны, не исключено, что реальные события были приукрашены выдумками, чтобы они не привлекли внимания военных Советского Союза.
Дополнительное чтение
Из доступных в интернете полупопулярных источников можно рекомендовать
- Статью Time Machines в Стэнфордской философской энциклопедии,
- Обзорную статью Time machine (1988—2001)