Андрей Канани н, философ-космолог и автор книги "Нереальная реальность" в эфире видеостудии Pravda. R u рассказал о новых технических принципах, на которых будет работать машина времени, которая уже строится в нескольких лабораториях за рубежом. Принципы работы устройства и чертежи не являются тайной, а техническая возможность создания аппарата существует уже сейчас.

Физики строят машину времени

Ученый возглавлял научно-исследовательские экспедиции и миссии более чем в 50 стран мира. Автор книг и статей в области космологии, антропологии, философии, Андрей Кананин проработал несколько лет на Крайнем Севере. Космолог также рассуждает о способах избежать хроно-парадоксов и о некоторых особенностях теории времен в разрезе теории Эйнштейна.

— Андрей, что такое космология?

— Космология — это наука о нашей Вселенной и месте разумных существ в ней. Конечно, здесь пересекается очень много междисциплинарных знаний, все, что связано с космосом, происхождение, его эволюция, космические загадки, черные дыры, кротовые норы, квантовая физика…

А поскольку , в нем существуют разумные существа, мы с вами, то, соответственно, космологов интересует и проблема человеческого сознания, проблема космических путешествий. В том числе тема путешествий во времени тоже, конечно, находится в сфере нашего внимания.

— Вы утверждаете, что путешествие во времени возможно, можно создать машину времени?

— Да, совершенно верно. Просто грубая логика теории относительности говорит нам о том, что, поскольку время представляет собой одно из четырех измерений, то перемещаться назад-вперед по времени также возможно, как ходить влево-вправо. Естественно, это не так все просто, но принципиально важно понимать, что такие путешествия не противоречат законам физики.

— То есть вы поставили перед собой такую научную задачу?

— Совершенно верно. Это не противоречит фундаментальным законам — это первый ключевой момент. Путешествие в будущее возможно точно. И вообще принцип работы машины времени для путешествия в будущее предельно прост. Он тоже вытекает из теории относительности Эйнштейна.

Если мы разгоняем аппарат до околосветовой скорости, то часы на этом аппарате пойдут намного медленнее, чем на Земле. То бишь, совершив такой космический перелет, вы автоматически окажетесь в будущем. То есть задача возникает чисто технологическая.

Надо просто построить такой космический корабль и рассчитать точное время отбытия, прибытия, чтоб понять каким образом, и где именно вы хотите оказаться. Поэтому тут в общем-то даже не стоит разжевывать долго, обсуждать тему путешествия в будущее.

— Но хотелось бы понять, возможно ли путешествие в прошлое? Потому что путешествие в один конец неинтересно, всегда хочется вернуться обратно.

— Здесь все намного сложнее, хотя принципиальное понимание, как технологически решить эту задачу, есть. Например, таким самым элементарным аппаратом, который помогает переместиться в прошлое, является достаточно кустарная вещь. Надо сконструировать очень длинный, очень прочный цилиндр и раскрутить его вокруг своей оси.

Тогда, перемещаясь вокруг этого цилиндра, вы можете попасть в прошлое. Проблема в том, что длина цилиндра должна быть размером с нашу галактику, прочностью сопоставима , а разогнать его нужно тоже примерно со световой скоростью. Поэтому я предполагаю, что даже самые-самые высокоразвитые цивилизации не способны создать такую конструкцию, хотя она достаточно примитивно выглядит.

Но сама идея, что такое возможно, вдохновила ученных на дальнейшие исследования. И когда они стали разбираться, выяснилось, что наиболее простой путь путешествия во времени в нашем космосе возникает, если проникнуть в так называемые червоточины или кротовые норы. Это такие странные космологические объекты.

Они образовались, когда наша Вселенная была маленькая, сразу после Большого взрыва. Она представляла собой такую пенящуюся субстанцию, и эти небольшие тоннельчики там присутствовали. Совершенно не исключено, это не противоречит законам физики, что когда наша Вселенная стала расширяться, эти тоннели, во всяком случае некоторые из них, тоже стали большими.

Если научиться их находить и ими управлять, тогда путешествие в прошлое возможно через эти кротовые норы. Там возникает масса нюансов, в первую очередь связано с тем, что необходима чудовищная энергия для проникновения в кротовые норы, тем не менее, есть общее понимание, что это возможно.

Это разработали теоретики. Но конечно, хотелось бы поговорить не о фантастике, о реальных моделях, реальных аппаратах. Здесь в последние буквально годы произошло несколько прорывов. Приведу для примера две-три модели, которые являются наиболее перспективными.

Первая из них разработана физиком Ричардом Готом. Сегодня одно из передовых направлений исследований космоса и физических исследований связано с предположением, что на микроскопическом уровне существуют какие-то отдельные точки — атомы или струны. Теория струн — вибрирующие маленькие субстанции, которые являются сутью, базой всего нашего мироздания.

И струны ведь тоже были микроскопическими в момент большого взрыва, а после расширения Вселенной тоже приобрели космологические масштабы. И Ричард Гот посчитал, что если эти струны каким-то образом вычленить из пространства, научится ими управлять и на достаточно большой скорости столкнуть одну струну с другой, то вокруг них время начнет течь вспять.

Тогда аппарат, перемещающийся вокруг двух столкнувшихся струн в противоположном направлении, автоматически попадает в прошлое. Это уже просчитанная модель, а ни какие-то общие теоретические рассуждения. У этой модели есть как бы один большой плюс и один большой минус.

Большой минус заключается в том, что очень сложно представить себе, как возможно управлять такой моделью. Сам автор посчитал, что для того, чтобы переместиться всего лишь на два года назад, необходимо задействовать энергию равную энергии всей нашей галактики Млечный путь. Нам пока что это совершенно недоступно, но мы же не знаем, что доступно высокоразвитым цивилизациям, которые, может быть, находятся на очень далеком от нас уровне.

А главный плюс заключается в том, что в отличии от всех гипотетических идей, связанных с античастицами и прочими непонятными явлениями, здесь ничего такого не нужно. Используется обыкновенное вещество, и сам аппарат движется не со скоростью света, а ниже, поэтому не нужно использовать какие-то фантастические идеи. Вопрос именно в том, как технологически осуществить этот проект.

Вторая идея разработана Кипом Торном связана с тем, что машину времени можно создать, если научиться управлять отрицательной энергией и отрицательным веществом. Физики уверены, что и то, и то есть, но это материал с очень необычными свойствами. Отрицательное вещество имеет свойство не приближаться к обычной материи, а удаляться, поэтому его очень сложно уловить.

Отрицательную энергию можно получить, причем достаточно понятным нам инженерным способом, если две очень гладкие металлические, лучше всего серебряные, пластины поместить максимально близко — на квантовом расстоянии друг от друга. Тогда между этими пластинками, если их максимально сблизить друг с другом формируется отрицательная энергия.

Не буду пояснять сложности теории, но это — факт объективный. Кип Торн создал вполне работоспособную модель, сместив эти пластины в сферы и поместив одну сферу в другую. Выяснилось, что если одну из сфер со скоростью света направить по отношению к другой, то она автоматически попадает в прошлое из-за отрицательного вещества и отрицательной энергии.

Получается, что сфера перемещается и разрушается, время рассинхронизируется, значит, это — уже прибор, потому что внутри сферы можно поместить экипаж. Более того, модель именно Торна уже имеет чертежи. То есть принцип создания машины времени понятен даже современным инженерам.

— Ну и скорость света недостижима…

— Пока нет. Мы говорим о том, что вся история научной мысли, история человечества показывает, если у кого-то в голове родился какой-то работоспособный прибор или аппарат, появились какие-то чертежи, то рано или поздно это удается создать. Вспомним пароход Архимеда или вертолет Леонардо Да Винчи, самолет…

Разумеется, такой сложный аппарат, как машина времени, в миллионы раз сложнее, но тем не менее, если у инженеров есть понимание, как его создать, они могут создать чертежи, то есть уверенность, что рано или поздно это получится сделать. Именно поэтому, кстати, модель Торна используется во всех продвинутых научно-популярных фильмах.

Ну, и последний пример я приведу, с моей токи зрения, самый простой и самый реализуемый. Наверное это правильно, когда говорят, что все гениальное просто. Прибор разработан физиком Робертом Маллетой, и принцип его работы, действительно, достаточно примитивен.

Если взять два высокоэнергетичных лазерных пучка и разогнать их по тоннелю в противоположные стороны с околосветовой скоростью, то внутри время начинает скручиваться как воронка и, проникнув в эту воронку, можно попасть в прошлое. Модель Маллета является пожалуй самым реальным аппаратом, который можно создать.

Сложность в том, что для того, чтобы машина заработала хорошо, далеко позволяла переместиться в прошлое, необходимо замедлить скорость света. Кажется, что это — нерешаемая задача. Ничего подобного! Уже сейчас проводятся опыты, например, пропуская свет через очень плотный конденсат, удалось добиться снижения скорости света.

— В самом деле?

— Это реально проведенные опыты. Скорость света составляет 300 тысяч км/с, то есть восемь раз за секунду он огибает земной шар. В лаборатории удалось достичь замедления скорости света в конденсате на 1 м/с. И если дальнейшие опыты будут успешными, то пожалуй, модель Маллета наиболее перспективна.

Но все работоспособные машины времени, о которых я говорил, имеют один минус, один маленький нюанс. Дело в том, что все они не позволяют путешествовать во времени раньше того момента, когда была создана сама машина. А ведь нам хочется побывать в парке Юрского периода, но тут тоже есть некоторые прорывы.

И вот самая главная идея связана с тем, что если вместо портала , тогда путешествие во времени возможно раньше того периода, когда машина времени была создана. Многие ученые считают, что при проникновении в черную дыру разрушается любой материальный объект, но не факт. Мы еще плохо знаем физику черных дыр, чтобы так уверено это утверждать.

Беседовал Александр Артомонов

Подготовил к публикации Юрий Кондратьев

Запустил проект «Вопрос учёному», в рамках которого специалисты будут отвечать на интересные, наивные или практичные вопросы. В новом выпуске доктор физико-математических наук Алексей Рубцов рассказывает, можем ли мы построить машину времени.

Возможно ли создать
машину времени?

Алексей Рубцов

Физик, доктор физико-математических наук, профессор кафедры квантовой электроники Физического факультета МГУ, внешний исследователь РКЦ

Вопрос о возможности создания машины времени - это вопрос об универсальной применимости принципа причинности и близко с ним связанного второго закона термодинамики. Выражаясь простым языком, принцип причинности говорит нам, что всегда и везде, в любых системах отсчёта и для всех явлений следствие не может предшествовать причине. Сначала гремит гром, а затем крестится мужик. Второй закон термодинамики, опять же намеренно упрощая, утверждает, что замкнутые системы всегда меняются в сторону возрастания беспорядка (энтропии) . Например, сахар со временем растворяется в воде, потому что сироп обладает большей энтропией, нежели составляющие его сахар и вода по отдельности. Для того чтобы вновь разделить сахар и воду, нужно затратить энергию (например, нагреть раствор).

Ясно, что возможность путешествия во времени нарушила бы оба этих закона: прыгнувший на несколько секунд в прошлое мужик мог бы перекреститься перед вспышкой молнии, а отправив в прошлое сахарный сироп, мы бы увидели, как из него сами по себе возникают не смешанные вода и сахар.

Интересно, что никакие другие физические законы не устанавливают разницы между прошлым и будущим. Большая часть уравнений вообще не меняет своего вида при изменении направления течения времени, остальные остаются неизменными при одновременной смене направления временнОй оси и знаков ещё нескольких физических величин (простейший пример такого рода - системы с магнетизмом, в которых надо одновременно менять знак оси времён и направление магнитного поля).

Вполне может оказаться, что в будущем мы услышим о какой-нибудь «квантовой машине времени». Но путешествия во времени от этого возможными, к сожалению, не станут.

Таким образом, принцип причинности и второе начало термодинамики в современной картине знаний представляют собой изолированные утверждения - если вдруг окажется, что они не выполняются, остальная часть научного знания останется неизменной. Можно провести аналогию с пятой аксиомой Евклида: опирающаяся на постулат о непересечении параллельных прямых теория правильно описывает геометрию на плоскости, но отмена этой аксиомы не приводит к катастрофе - получается неевклидова геометрия, описывающая, например, свойства фигур на поверхности сферы.

Разница межу физикой и математикой, однако, состоит в том, что математике интересны любые теории, а физике - только описывающие наш реальный мир, существующий в единственном экземпляре. И в этом реальном мире принцип причинности, судя по всему, не нарушается. Конечно, всегда можно думать, что мы этих нарушений не замечаем, но вероятность такого положения дел крайне мала - как и все фундаментальные законы, принцип причинности проявляет себя в самых разных аспектах наблюдаемой действительности, и пройти мимо его нарушения было бы сложно.

Нужно сказать ещё вот о чём. Учёные не меньше газетчиков любят броские названия, и последнее время стало модным заимствовать для новых открытий термины из научной фантастики, чтобы привлечь к ним внимание сообщества. Один из ярких примеров - термин «квантовая телепортация», соответствующий абсолютно реальной и очень красивой квантово-информационной технологии, не имеющей, впрочем, ничего общего с телепортами из книжек и компьютерных игр. Вполне может оказаться, что в будущем мы услышим о какой-нибудь «квантовой машине времени». Но путешествия во времени от этого возможными, к сожалению, не станут.

Вот уж тысячи лет человечество вступает в войну со временем. Предотвратить процесс старения, узнать будущее – всё это толкает человечество задуматься о том, как сделать машину времени. Над этим вопросом трудились светлейшие умы человечества как и в прошлом, так и в настоящем. Писатели, что славятся фантастическими рассказами, режиссёры, снимающие фильмы о путешествиях во временных капсулах, заставляют поверить в осуществление идеи о создании машины, способной перемещать людей сквозь время.

История попыток создания машины времени

Учёные-физики, в частности Альберт Эйнштейн и Курт Гедель, работали над созданием машины, которая способна перенести человека сквозь временное пространство в прошлое или будущее. Теория, которую выдвинул Эйнштейн, основана на управлении Вселенной. Вернее на том, чтобы вывести уравнение её гравитационного поля. Учёный считал, что Вселенная – вращающееся тело. А свет – элемент, который входит в траекторию её вращения. Благодаря этому можно пролететь сквозь пространственно-временные кольца, которые создаются при вращении Вселенной и световых частиц, тем самым увидеть своё прошлое.

Теория относительности всегда вызывала противоречивое мнение у математиков и физиков. Ведь если учёные поверят в её правдивость, примут её, они автоматически согласятся с тем, что путешествие во времени – это отнюдь не сказка, а вполне реальная возможность.

Существует ещё одно мнение, которое бытует среди учёных, желающих покорить время. Оно состоит в том, что на время можно воздействовать, как и на всё остальное. Дело в том, что время – такая же составляющая нашего мира, как и пространство. Его можно изменить или исказить при помощи давления гравитации. При этом время превращается из прямой линии в петлю, через которую и можно путешествовать. Нужно лишь набрать определённую скорость.

Но на то она и теория, что не подтверждена практикой. И вопрос о том, как изобрести машину времени, остаётся всего лишь вопросом, хотя существует много не совсем обоснованных заявлений о том, что такая машина уже давно существует.

Современные попытки создания

Проекты по созданию временных туннелей были проведены в Соединённых Штатах Америки. Все они разрабатывались для того, чтобы подтвердить возможность путешествий во времени. Хотя некоторые источники подтверждают, что в ходе таких экспериментов получилось попасть в будущее. Парадокс состоит в том, что всех испытуемых, подтверждающих такие «прорывы», признали просто сумасшедшими. Напрашивается вопрос о том, зачем проводили эксперименты, которые заранее признаны недействительными? Например, секретный проект под названием «Феникс», в ходе которого было установлено, что временные петли существуют. Участники хотели выяснить, насколько теория о временном перемещении возможна на практике. К сожалению, тех, кто ответил положительно, определили в места для умалишённых.

Никому не известно, изобретут ли машину времени. А может быть, она уже существует. Некоторые тайны всегда остаются неразгаданными. Возможно, что даже положительный ответ на этот вопрос не сможет удовлетворить учёных, лишь даст им понять, что всю свою жизнь они положили на алтарь науки, разгадывая загадку, которая уже была разгадана в далёком прошлом или будущем.

Теории о путешествиях во времени, пожалуй, остаются одними из самых впечатляющих вслед за разработками в области телепортации, торсионных полей и антигравитации. Впрочем, путешествию во времени не повезло больше - до сих пор не только нет очевидцев перемещения во времени, но и универсального определения времени. В каком-то смысле каждый из нас путешественник во времени, правда, это не впечатляет, тем более что двигаться в этом понимании можно только "вперед". 32

До Эйнштейна о путешествиях во времени говорили только литераторы, причем идея "времени вспять" принадлежит вовсе не Герберту Уэллсу, а Эдварду Пейджу Митчеллу, издателю газеты New York Sun, который за 7 лет до "Машины времени" опубликовал рассказ "Часы, которые шли назад". В физике о возможности подобных перемещений стало модно размышлять вслед за Эйнштейном. Феномен путешествия во времени с того момента стал объясняться с точки зрения действия пространственно-временного континуума. "Тень" Эйнштейна по сей день "лежит" на всех мало-мальски серьезных рассуждениях на эту тему. 32

По теории относительности выходит, что при скорости, приближающейся к скорости света, время должно замедляться. Однако скорость света практически недостижима в отличие, скажем, от скорости звука, барьер которой был преодолен в последней четверти прошлого века. Далее, по теории Эйнштейна следует, что, когда тело развивает скорость, близкую к скорости света, его вес начинает увеличиваться и в точке достижения этой скорости практически бесконечен. Еще одна аксиома, которая также сопровождает теории о времени, гласит: первое путешествие, если ему суждено будет произойти, будет связано не с изобретением сверхбыстрого транспорта, а с открытием особой среды, в которой любое транспортное средство могло бы разогнаться до нужной скорости. Коридор во времени может быть образован и сугубо "природными" явлениями: черными дырами, тоннелями, космическими струнами и так далее. 32

Наиболее вероятным претендентом на "коридор времени" называют черные дыры, о природе которых до сих пор известно крайне мало. Принято считать, что когда звезды, масса которых превышает массу Солнца как минимум в четыре раза, гибнут, то есть когда их "топливо" сгорает, они взрываются из-за давления, вызванного их собственным весом. В результате взрыва образуются черные дыры, гравитационные поля в которых настолько мощны, что эту область не может покинуть даже свет. Всякий объект, достигающий границы черной дыры - так называемого горизонта событий, - всасывается в ее недра, причем снаружи не видно, что происходит "внутри". 32

Черная дыра окружена гравитационным полем, в котором тела достигают скорости света. Предполагается, что в глубине черной дыры - предположительно, в центре, в так называемой точке сингуляра - законы физики прекращают действовать, и пространственная и временная координаты, грубо говоря, меняются местами, а путешествие в пространстве становится путешествием во времени. Кроме того, физики предположили, что если есть черные дыры, затягивающие все, оказавшееся в зоне воздействия, то где-то там, в "ядре" дыры, должна быть некая "белая дыра", выталкивающая материю со столь же сокрушительной силой. 32

В центре черной дыры находится коридор, где пространство и время меняют свои характеристики. Однако есть одно "но": прежде чем тело достигнет зоны, где законы традиционной физики перестают действовать, оно будет разрушено. Эта точка зрения была высказана физиком Калифорнийского института технологии Кипом Торном, автором монографии "Черные дыры и искривление времени". 33

Торн предложил другой способ достижения необходимого для путешествия во времени ускорения. Он, основываясь на той же теории Эйнштейна, по которой пространство и время везде постоянно, изучал другие "прорехи" в пространственно-временном континууме. Эти норы-тоннели якобы способны возникать между отдаленными объектами благодаря казуальной скрученности пространства. Тоннели могут связывать отдаленные в пространстве точки, которые существуют в принципиально разных временных плоскостях. Кип Торн абсолютно серьезно в преддверии открытия этих тоннелей предлагал для поддержания их открытыми покрывать поверхность туннеля неким веществом с отрицательной плотностью энергии. Гравитационные силы будут стремиться разрушить туннель, захлопнуть его, а покрытие будет расталкивать стенки и удерживать от коллапса. 33

Еще одна любопытная теория о способах путешествия во времени принадлежит Ричарду Готу - физику из Принстона. Он предположил существование неких космических струн, которые были образованы на ранних этапах формирования вселенной. Согласно теории струн, все микрочастицы образованы замкнутыми в петли крохотными струнами и находятся под чудовищным натяжением в сотни миллионов тонн. Их толщина гораздо меньше размеров атома, однако колоссальная гравитационная сила, с которой они воздействуют на объекты, попадающие в зону их влияния, разгоняет их до колоссальной скорости. Совмещение струн или соположение струны и черной дыры способно создать закрытый коридор с искривленным пространственно-временным континуумом, который и мог бы использоваться для путешествия во времени. Существуют и другие, менее экзотичные способы "обмануть" время. Легче всего это будет сделать астронавтам. Пребывание, к примеру, на Меркурии в течение 30 лет означает, что астронавт вернется на нашу планету более молодым, нежели если бы он оставался на Земле, так как Меркурий вращается вокруг Солнца чуть быстрее Земли. Однако здесь линейный ход времени сохраняется, и в чистом виде путешествием во времени данный феномен называть не стоит. Более того, зафиксировано, что астронавты, которых на орбиты выносит "Шаттл", уже сейчас опережают "земное" время на несколько наносекунд, хотя до скорости света им, мягко говоря, далеко. 33

Помимо проблем технического характера, физики обсуждают и возможные конфликты времени. Реальная проблема, которая может ждать путешественников, - парадоксы времени. Их возникнет множество, и все они будут связаны с возможным воздействием на ход уже совершенных событий - "парадокс дедушки", например. Большинство теоретиков сошлись на том, что всякое воздействие на ход совершенного создает новую, параллельную реальность либо другую "мировую линию", ничуть не мешающую существованию "исходной". И таких "параллельностей" будет ровно столько, сколько необходимо для непротиворечивого существования каждой из них. Вообще надо заметить, что рассуждения, дискуссии и лекции о природе времени и возможности путешествия во времени до сих пор остаются излюбленным занятием серьезных физиков - своего рода интеллектуальной забавой. В свое время астрофизик NASA Карл Саган в ответ на заявление Стивена Хокинга о том, что, если бы путешествия во времени были бы возможны, среди нас было бы полно "ребят из будущего", парировал, что есть, как минимум, дюжина способов опровергнуть это заявление. 33

Во-первых, машина времени, к примеру, сможет переносить только в будущее. Во-вторых, машина времени сможет переносить только в недалекое прошлое, а мы - опять же, к примеру - "слишком давно". В-третьих, наши потомки из будущего могут перемещаться только к тем предкам, у которых машина уже есть, и так далее. Как бы там ни было, гипотетическая возможность подобных путешествий сохраняется, и опровергнуть ее не в силах самые язвительные скептики. Более того, теории теориями, а практические разработки все-таки ведутся. Причем с определенными успехами. 34