Андрій Кананін,філософ-космолог та автор книги "Нереальна реальність" в ефірі відеостудії Pravda.R u розповів про нові технічні принципи, на яких працюватиме машина часу, яка вже будується у кількох лабораторіях за кордоном. Принципи роботи пристрою та креслення не є таємницею, а технічна можливість створення апарату існує вже зараз.

Фізики будують машину часу

Вчений очолював науково-дослідні експедиції та місії більш ніж у 50 країнах світу. Автор книг та статей у галузі космології, антропології, філософії, Андрій Кананін пропрацював кілька років на Крайній Півночі. Космолог також міркує про способи уникнути хроно-парадоксів і деякі особливості теорії часів у розрізі теорії Ейнштейна.

— Андрію, що таке космологія?

— Космологія — це наука про наш Всесвіт і місце розумних істот у ньому. Звичайно, тут перетинається дуже багато міждисциплінарних знань, все, що пов'язано з космосом, походження, його еволюція, космічні загадки чорні дірки, кротові нори, квантова фізика…

А оскільки в ньому існують розумні істоти, ми з вами, то, відповідно, космологів цікавить і проблема людської свідомості, проблема космічних подорожей. У тому числі тема подорожей у часі також, звичайно, перебуває у сфері нашої уваги.

— Ви стверджуєте, що подорож у часі можлива, чи можна створити машину часу?

— Так, правда. Просто груба логіка теорії відносності говорить нам про те, що оскільки час є одним з чотирьох вимірів, то переміщатися назад-вперед за часом також можливо, як ходити вліво-вправо. Звичайно, це не так просто, але важливо розуміти, що такі подорожі не суперечать законам фізики.

- Тобто ви поставили перед собою таку наукове завдання?

— Цілком вірно. Це не суперечить фундаментальним законам – це перший ключовий момент. Подорож у майбутнє можливо точно. І взагалі, принцип роботи машини часу для подорожі в майбутнє гранично простий. Він також випливає з теорії відносності Ейнштейна.

Якщо ми розганяємо апарат до навколосвітньої швидкості, то годинник на цьому апараті піде набагато повільніше, ніж на Землі. Тобто, здійснивши такий космічний переліт, ви автоматично опинитеся в майбутньому. Тобто завдання постає суто технологічне.

Потрібно просто побудувати такий космічний корабельі розрахувати точний час відбуття, прибуття, щоб зрозуміти як і де саме ви хочете опинитися. Тому тут навіть не варто розжовувати довго, обговорювати тему подорожі в майбутнє.

— Але хотілося б зрозуміти, чи можлива подорож у минуле? Тому що подорож в один кінець нецікава, завжди хочеться повернутись назад.

— Тут усе набагато складніше, хоч принципове розуміння, як технологічно вирішити це завдання, є. Наприклад, таким елементарним апаратом, який допомагає переміститися в минуле, є досить кустарна річ. Треба сконструювати дуже довгий, міцний циліндр і розкрутити його навколо своєї осі.

Тоді, переміщаючись навколо цього циліндра, ви можете потрапити у минуле. Проблема в тому, що довжина циліндра повинна бути розміром з нашу галактику, міцністю порівнянна, а розігнати його потрібно також приблизно зі світловою швидкістю. Тому я припускаю, що навіть найвищі цивілізації не здатні створити таку конструкцію, хоча вона досить примітивно виглядає.

Але сама ідея, що таке можливе, надихнула вчених на подальші дослідження. І коли вони почали розбиратися, з'ясувалося, що найпростіший шлях подорожі у часі в нашому космосі виникає, якщо проникнути в так звані червоточини або кротові нори. Це такі дивні космологічні об'єкти.

Вони утворилися, коли наш Всесвіт був маленький, одразу після Великого вибуху. Вона була такою пінною субстанцією, і ці невеликі тунельчики там були присутні. Цілком не виключено, це не суперечить законам фізики, що коли наш Всесвіт почав розширюватися, ці тунелі, принаймні деякі з них, теж стали більшими.

Якщо навчитися їх знаходити та ними керувати, тоді подорож у минуле можлива через ці кротові нори. Там виникає маса нюансів, насамперед пов'язана з тим, що потрібна жахлива енергія для проникнення в кротові нори, проте є спільне розуміння, що це можливо.

Це розробили теоретики. Але звичайно, хотілося б поговорити не про фантастику, про реальні моделі, реальні апарати. Тут останні буквально роки сталося кілька проривів. Наведу для прикладу дві-три моделі, які є найперспективнішими.

Перша їх розроблена фізиком Річардом Готом. Сьогодні один із передових напрямів досліджень космосу та фізичних досліджень пов'язаний із припущенням, що на мікроскопічному рівні існують якісь окремі точки — атоми чи струни. Теорія струн — маленькі субстанції, що вібрують, які є суттю, базою всього нашого світобудови.

І струни теж були мікроскопічними в момент великого вибуху, а після розширення Всесвіту теж набули космологічних масштабів. І Річард Гот вважав, що якщо ці струни якимось чином вичленувати з простору, навчиться ними керувати і на досить великій швидкості зіштовхнути одну струну з іншої, то навколо них час почне текти назад.

Тоді апарат, що переміщається навколо двох струн, що зіткнулися в протилежному напрямку, автоматично потрапляє в минуле. Це вже прорахована модель, а жодні загальні теоретичні міркування. У цієї моделі є один великий плюс і один великий мінус.

Великий мінус полягає в тому, що дуже складно уявити, як можна керувати такою моделлю. Сам автор вважав, що для того, щоб переміститися лише на два роки тому, необхідно задіяти енергію рівну енергії всієї нашої галактики Чумацький шлях. Нам поки що це зовсім недоступно, але ми ж не знаємо, що є високорозвиненими цивілізаціями, які, можливо, знаходяться на дуже далекому від нас рівні.

А головний плюс полягає в тому, що, на відміну від усіх гіпотетичних ідей, пов'язаних з античастинками та іншими незрозумілими явищами, тут нічого такого не потрібно. Використовується звичайна речовина і сам апарат рухається не зі швидкістю світла, а нижче, тому не потрібно використовувати якісь фантастичні ідеї. Питання саме у тому, як технологічно здійснити цей проект.

Друга ідея розроблена Кіпом Торном пов'язана з тим, що машину часу можна створити, якщо навчитися керувати негативною енергієюта негативною речовиною. Фізики впевнені, що і те, і тобто, але це матеріал з дуже незвичайними властивостями. Негативна речовина має властивість не наближатися до звичайної матерії, а видалятися, тому її дуже складно вловити.

Негативну енергію можна отримати, причому досить зрозумілим нам інженерним способом, якщо дві дуже гладкі металеві, найкраще срібні пластини помістити максимально близько - на квантовій відстані один від одного. Тоді між цими платівками, якщо їх максимально зблизити один з одним, формується негативна енергія.

Не пояснюватиму складності теорії, але це факт об'єктивний. Кіп Торн створив цілком працездатну модель, змістивши ці пластини у сфери та помістивши одну сферу в іншу. З'ясувалося, що якщо одну зі сфер зі швидкістю світла направити по відношенню до іншої, вона автоматично потрапляє в минуле через негативну речовину і негативну енергію.

Виходить, що сфера переміщується і руйнується, час розсинхронізується, отже, це вже прилад, тому що всередині сфери можна помістити екіпаж. Більше того, модель саме Торна вже має креслення. Тобто, принцип створення машини часу зрозумілий навіть сучасним інженерам.

— Ну і швидкість світла недосяжна…

— Поки що ні. Ми говоримо про те, що вся історія наукової думки, історія людства показує, якщо у когось у голові народився якийсь працездатний прилад чи апарат, з'явилися якісь креслення, то рано чи пізно це вдається створити. Згадаймо пароплав Архімеда або вертоліт Леонардо Да Вінчі, літак…

Зрозуміло, такий складний апарат, як машина часу, в мільйони разів складніший, проте, якщо в інженерів є розуміння, як його створити, вони можуть створити креслення, тобто впевненість, що рано чи пізно це вдасться зробити. Саме тому, до речі, модель Торна використовується у всіх сучасних науково-популярних фільмах.

Ну, і останній приклад я наведу, на мою думку, найпростіший і найреалізованіший. Напевно, це правильно, коли кажуть, що все геніальне просто. Прилад розроблений фізиком Робертом Маллетою, і принцип його роботи дійсно досить примітивний.

Якщо взяти два високоенергетичних лазерних пучка і розігнати їх по тунелю в протилежні сторони з навколосвітловою швидкістю, то всередині починає скручуватися як лійка і, проникнувши в цю лійку, можна потрапити в минуле. Модель Маллета є мабуть найреальнішим апаратом, який можна створити.

Складність у тому, що для того, щоб машина запрацювала добре, дозволяла далеко переміститися в минуле, необхідно уповільнити швидкість світла. Здається, що це — завдання, яке не вирішується. Нічого подібного! Вже зараз проводяться досліди, наприклад, пропускаючи світло через дуже щільний конденсат, вдалося досягти зниження швидкості світла.

— Справді?

- Це реально проведені досліди. Швидкість світла становить 300 тисяч км/с, тобто вісім разів за секунду він огинає земну кулю. У лабораторії вдалося досягти уповільнення швидкості світла у конденсаті на 1 м/с. І якщо подальші досліди будуть успішними, то, мабуть, модель Маллета є найбільш перспективною.

Але всі працездатні машини часу, про які я говорив, мають один мінус, один маленький нюанс. Справа в тому, що всі вони не дозволяють подорожувати в часі раніше того моменту, коли було створено саму машину. А нам хочеться побувати в парку Юрського періоду, але тут теж є деякі прориви.

І ось найголовніша ідея пов'язана з тим, що якщо замість порталу, тоді подорож у часі можлива раніше того періоду, коли машина часу була створена. Багато вчених вважають, що при проникненні в чорну дірку руйнується будь-хто матеріальний об'єктале не факт. Ми ще погано знаємо фізику чорних дірок, щоби так впевнено це стверджувати.

Розмовляв Олександр Артомонов

Підготувавдо публікаціїЮрій Кондратьєв

Запустив проект «Питання вченому», в рамках якого фахівці відповідатимуть на цікаві, наївні чи практичні питання. У новому випуску доктор фізико-математичних наук Олексій Рубцов розповідає, чи можемо ми збудувати машину часу.

Чи можливо створити
машину часу?

Олексій Рубцов

Фізик, доктор фізико-математичних наук, професор кафедри квантової електроніки Фізичного факультету МДУ, зовнішній дослідник РКЦ

Питання можливості створення машини часу - це питання універсальної застосовності принципу причинності і з ним пов'язаного другого закону термодинаміки. Висловлюючись простою мовою, принцип причинності говорить нам, що завжди і скрізь, у будь-яких системах відліку і всім явищ слідство неспроможна передувати причині. Спочатку гримить грім, а потім хреститься чоловік. Другий закон термодинаміки, знову ж таки навмисно спрощуючи, стверджує, що замкнуті системи завжди змінюються у бік зростання безладдя. (ентропії). Наприклад, цукор згодом розчиняється у воді, тому що сироп має більшу ентропію, ніж його цукор і вода окремо. Для того, щоб знову розділити цукор і воду, потрібно витратити енергію (Наприклад, нагріти розчин).

Ясно, що можливість подорожі в часі порушила б обидва ці закони: мужик, що стрибнув на кілька секунд у минуле, міг би перехреститися перед спалахом блискавки, а відправивши в минуле цукровий сироп, ми б побачили, як з нього самі по собі виникають не змішані вода і цукор. .

Цікаво, що жодні інші фізичні закони не встановлюють різниці між минулим та майбутнім. Більшість рівнянь взагалі змінює свого виду при зміні напрями перебігу часу, інші залишаються незмінними при одночасної зміні напрями тимчасової осі та знаків ще кількох фізичних величин (найпростіший прикладтакого роду - системи з магнетизмом, у яких треба одночасно змінювати знак осі часів та напрямок магнітного поля).

Цілком може виявитися, що в майбутньому ми почуємо про якусь «квантову машину часу».Але подорожі від цього часу можливими, на жаль, не стануть.

Таким чином, принцип причинності та другий початок термодинаміки в сучасній картині знань є ізольованітвердження - якщо раптом виявиться, що вони не виконуються, решта наукового знаннязалишиться незмінною. Можна провести аналогію з п'ятою аксіомою Евкліда: спирається на постулат про неперетин паралельних прямих теорія правильно описує геометрію на площині, але скасування цієї аксіоми не призводить до катастрофи - виходить неевклідова геометрія, що описує, наприклад, властивості фігур на поверхні сфери.

Різниця між фізикою і математикою, однак, полягає в тому, що математики цікаві будь-які теорії, а фізики - тільки описують наш реальний світ, що існує в єдиному екземплярі. І в цьому реальному світіпринцип причинності, зважаючи на все, не порушується. Звичайно, завжди можна думати, що ми цих порушень не помічаємо, але ймовірність такого стану вкрай мала - як і всі фундаментальні закони, принцип причинності виявляє себе в самих різних аспектахспостерігається дійсності, і пройти повз його порушення було б складно.

Потрібно сказати ще ось про що. Вчені не менше газетників люблять помітні назви, і останнім часомстало модним запозичувати для нових відкриттів терміни із наукової фантастики, щоб привернути до них увагу спільноти. Один з яскравих прикладів- термін « квантова телепортація», що відповідає абсолютно реальній і дуже гарній квантово-інформаційній технології, яка не має, втім, нічого спільного з телепортами з книжок і комп'ютерних ігор. Цілком може виявитися, що в майбутньому ми почуємо про якусь «квантову машину часу». Але подорожі від цього часу можливими, на жаль, не стануть.

Ось уже тисячі років людство вступає у війну з часом. Запобігти процесу старіння, дізнатися про майбутнє – все це штовхає людство задуматися про те, як зробити машину часу. Над цим питанням працювали світлі уми людства як і минулому, і у теперішньому. Письменники, що славляться фантастичними оповіданнями, режисери, які знімають фільми про подорожі у тимчасових капсулах, змушують повірити у здійснення ідеї про створення машини, здатної переміщувати людей крізь час.

Історія спроб створення машини часу

Вчені-фізики, зокрема Альберт Ейнштейн та Курт Гедель, працювали над створенням машини, яка здатна перенести людину крізь тимчасовий простір у минуле чи майбутнє. Теорія, яку висунув Ейнштейн, заснована на управлінні Всесвіту. Точніше у тому, щоб вивести рівняння її гравітаційного поля. Вчений вважав, що Всесвіт - тіло, що обертається. А світло – елемент, що входить у траєкторію її обертання. Завдяки цьому можна пролетіти крізь просторово-часові кільця, які створюються при обертанні Всесвіту та світлових частинок, тим самим побачити своє минуле.

Теорія відносності завжди викликала суперечливу думку у математиків та фізиків. Адже якщо вчені повірять у її правдивість, приймуть її, вони автоматично погодяться з тим, що подорож у часі – це аж ніяк не казка, а реальна можливість.

Існує ще одна думка, яка існує серед вчених, які бажають підкорити час. Воно полягає в тому, що на якийсь час можна впливати, як і на все інше. Справа в тому, що час – така сама складова нашого світу, як і простір. Його можна змінити чи спотворити за допомогою тиску гравітації. При цьому час перетворюється з прямої лінії на петлю, якою і можна подорожувати. Потрібно лише набрати певну швидкість.

Але на те вона і теорія, що не підтверджена практикою. І питання про те, як винайти машину часу, залишається лише питанням, хоча існує багато не зовсім обґрунтованих заяв про те, що така машина вже давно існує.

Сучасні спроби створення

Проекти створення тимчасових тунелів були проведені в Сполучених Штатах Америки. Усі вони розроблялися у тому, щоб підтвердити можливість подорожей у часі. Хоча деякі джерела підтверджують, що під час таких експериментів вдалося потрапити у майбутнє. Парадокс у тому, що всіх піддослідних, які підтверджують такі «прориви», визнали просто божевільними. Напрошується питання, навіщо проводили експерименти, які заздалегідь визнані недійсними? Наприклад, секретний проектпід назвою "Фенікс", в ході якого було встановлено, що тимчасові петлі існують. Учасники хотіли з'ясувати, наскільки теорія про тимчасове переміщення можлива практично. На жаль, тих, хто відповів позитивно, визначили місця для божевільних.

Нікому не відомо, чи винайде машину часу. Можливо, вона вже існує. Деякі таємниці завжди залишаються нерозгаданими. Можливо, що навіть позитивна відповідь на це питання не зможе задовольнити вчених, лише дасть їм зрозуміти, що все своє життя вони поклали на вівтар науки, розгадуючи загадку, яка вже була розгадана в далекому минулому чи в майбутньому.

Теорії про подорожі в часі, мабуть, залишаються одними з найбільш вражаючих за розробками в галузі телепортації, торсіонних полів і антигравітації. Втім, подорожі у часі не пощастило більше – досі не тільки немає очевидців переміщення у часі, а й універсального визначення часу. У якомусь сенсі кожен з нас мандрівник у часі, щоправда, це не вражає, тим більше, що рухатися в цьому розумінні можна лише "вперед". 32

До Ейнштейна про подорожі в часі говорили тільки літератори, причому ідея "часу назад" належить зовсім не Герберту Уеллсу, а Едварду Пейджу Мітчеллу, видавцеві газети New York Sun, який за 7 років до "Машини часу" опублікував розповідь "Годинник, який ". У фізиці про можливість подібних переміщень стало модно розмірковувати за Ейнштейном. Феномен подорожі в часі з того моменту став пояснюватись з погляду дії просторово-часового континууму. "Тінь" Ейнштейна до цього дня "лежить" на всіх більш-менш серйозних міркуваннях на цю тему. 32

По теорії відносності виходить, що з швидкості, що наближається до швидкості світла, час має сповільнюватися. Однак швидкість світла практично недосяжна на відміну, скажімо, від швидкості звуку, бар'єр якої було подолано в останній чверті минулого століття. Далі, за теорією Ейнштейна випливає, що коли тіло розвиває швидкість, близьку до швидкості світла, його вага починає збільшуватися і в точці досягнення цієї швидкості практично нескінченний. Ще одна аксіома, яка також супроводжує теорії про час, свідчить: перша подорож, якщо йому буде відбутися, буде пов'язана не з винаходом надшвидкого транспорту, а з відкриттям особливого середовища, в якому будь-який транспортний засіб міг би розігнатися до потрібної швидкості. Коридор у часі може бути утворений і суто "природними" явищами: чорними дірками, тунелями, космічними струнами тощо. 32

Найбільш ймовірним претендентом на "коридор часу" називають чорні дірки, про природу яких досі відомо дуже мало. Прийнято вважати, що коли зірки, маса яких перевищує масу Сонця як мінімум у чотири рази, гинуть, тобто коли їхнє "паливо" згоряє, вони вибухають через тиск, викликаний їхньою власною вагою. Внаслідок вибуху утворюються чорні дірки, гравітаційні поля в яких настільки потужні, що цю область не може залишити навіть світло. Будь-який об'єкт, що досягає межі чорної діри - так званого горизонту подій, - всмоктується в її надра, причому зовні не видно, що відбувається "всередині". 32

Чорна діра оточена гравітаційним полем, В якому тіла досягають швидкості світла. Передбачається, що в глибині чорної дірки - ймовірно, в центрі, в так званій точці сингуляра - закони фізики припиняють діяти, і просторова і часова координати, грубо кажучи, міняються місцями, а подорож у просторі стає подорожжю у часі. Крім того, фізики припустили, що якщо є чорні дірки, що затягують все, що опинилося в зоні впливу, то десь там, в "ядрі" дірки, має бути якась "біла дірка", що виштовхує матерію з такою ж нищівною силою. 32

У центрі чорної діри знаходиться коридор, де простір та час змінюють свої характеристики. Однак є одне "але": перш ніж тіло досягне зони, де закони традиційної фізики перестають діяти, воно буде зруйноване. Ця точка зору була висловлена ​​фізиком Каліфорнійського інституту технології Кіпом Торном, автором монографії "Чорні дірки та викривлення часу". 33

Торн запропонував інший спосіб досягнення необхідного для подорожі у часі прискорення. Він, ґрунтуючись на тій же теорії Ейнштейна, за якою простір і час скрізь постійно, вивчав інші "проріхи" у просторово-часовому континуумі. Ці нори-тунелі нібито здатні виникати між віддаленими об'єктами завдяки казуальній скрученості простору. Тунелі можуть пов'язувати віддалені у просторі точки, які існують у принципово різних часових площинах. Кіп Торн абсолютно серйозно напередодні відкриття цих тунелів пропонував для підтримки їх відкритими покривати поверхню тунелю якоюсь речовиною з негативною щільністю енергії. Гравітаційні сили прагнутимуть зруйнувати тунель, зачинити його, а покриття розштовхуватиме стінки і утримуватиме від колапсу. 33

Ще одна цікава теорія про шляхи подорожі в часі належить Річарду Готу - фізику з Прінстона. Він припустив існування деяких космічних струн, утворених на ранніх етапах формування всесвіту. Згідно з теорією струн, всі мікрочастинки утворені замкненими в петлі крихітними струнами і знаходяться під жахливим натягом у сотні мільйонів тонн. Їх товщина набагато менша за розміри атома, проте колосальна гравітаційна сила, З якої вони впливають на об'єкти, що потрапляють в зону їхнього впливу, розганяє їх до колосальної швидкості. Поєднання струн або складання струни і чорної діри здатне створити закритий коридор з викривленим просторово-часовим континуумом, який міг би використовуватися для подорожі в часі. Існують і інші, менш екзотичні способи "обдурити" час. Найлегше це буде зробити астронавтам. Перебування, наприклад, на Меркурії протягом 30 років означає, що астронавт повернеться на нашу планету молодшим, ніж якби він залишався на Землі, оскільки Меркурій обертається навколо Сонця трохи швидше за Землю. Однак тут лінійний хід часу зберігається, і в чистому вигляді подорожжю в часі цей феномен називати не варто. Більше того, зафіксовано, що астронавти, яких на орбіти виносить "Шаттл", вже зараз випереджають "земний" час на кілька наносекунд, хоча до швидкості світла їм, м'яко кажучи, далеко. 33

Крім проблем технічного характеру, фізики обговорюють і можливі конфліктичасу. Реальна проблема, яка може чекати на мандрівників, - парадокси часу. Їх виникне безліч, і всі вони будуть пов'язані з можливим впливом на перебіг вже скоєних подій – "парадокс дідуся", наприклад. Більшість теоретиків зійшлися на тому, що будь-який вплив на хід досконалого створює нову, паралельну реальність або іншу "світову лінію", яка нітрохи не заважає існуванню "вихідної". І таких "паралельностей" буде рівно стільки, скільки необхідно для несуперечливого існування кожної з них. Взагалі треба зауважити, що міркування, дискусії та лекції про природу часу та можливості подорожі в часі досі залишаються улюбленим заняттям серйозних фізиків – свого роду інтелектуальною забавою. Свого часу астрофізик NASA Карл Саган у відповідь на заяву Стівена Хокінга про те, що, якби подорожі в часі були б можливі, серед нас було б повно "хлопців з майбутнього", парирував, що є як мінімум дюжина способів спростувати це заяву. 33

По-перше, машина часу, наприклад, зможе переносити лише у майбутнє. По-друге, машина часу зможе переносити тільки в недалеке минуле, а ми - знову ж таки, наприклад - "надто давно". По-третє, наші нащадки з майбутнього можуть пересуватися лише до тих предків, у яких машина вже є, і таке інше. Як би там не було, гіпотетична можливість подібних подорожей зберігається, і спростувати її не в змозі найвразливіші скептики. Понад те, теорії теоріями, а практичні розробки таки ведуться. Причому з певними успіхами. 34