Страница 6 из 20
Однако такой ракеты в нашем распоряжении пока нет. А потому великие умы бились, бьются и еще, наверное, долго будут биться над вопросом, можно ли сломать стену между прошлым, настоящим и будущим каким-либо иным способом.
Чтобы разобраться в этом, нам не обойти своим вниманием природу самого времени. Нам только кажется, что оно представляет собой нечто понятное и очевидное.
Почему, например, оно течет только в одном направлении? Вчера уже прошлое, сегодня – настоящее, а завтра – будущее. А нельзя ли сделать как-нибудь наоборот? Никто такого способа пока не знает.
Более того, с появлением все более точных измерительных приборов становится ясно, что время даже в одном направлении течет с разной скоростью. Оказывается, его показатели зависят от нашего местоположения и движения Земли.
«Мы живем, как принято считать, в трехмерном пространстве, – рассуждает профессор, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой биофизики физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова Всеволод Твердислов. – Пространство – это не пустое место, в нем существуют различные поля и частицы. Для того чтобы описать их взаимодействие, не обойтись без временной координаты. Пространство и время нельзя воспринимать порознь».
Именно поэтому теоретики довольно часто рассуждают о четырехмерном пространстве-времени. И преодолевая пространство с разной скоростью, мы одновременно можем преодолевать и время. Гравитационное воздействие на человека, покинувшего Землю на космическом корабле, ослабевает, и время для него начинает идти иначе, чем для тех, кто остался на планете. К примеру, астронавт, движущийся вне земной гравитации со скоростью 27 тысяч километров в час, уже опередит время на 1/48 долю секунды. Это кажется ничтожно малым, но, увеличивая скорость передвижения объекта, можно, по идее, заглянуть вперед еще дальше.
«Время может идти быстрее или медленнее в зависимости от скорости движения тел относительно друг друга. Изменяя скорость собственного передвижения, теоретически можно изменять для себя и ход времени», – подчеркивает Всеволод Твердислов.
Впрочем, вовсе не обязательно развивать сумасшедшую скорость, чтобы опередить время. Можно обмануть само пространство. По-новому взглянуть на структуру пространства-времени позволяет теория суперструн. Согласно ей, все космическое пространство заполнено одномерными протяженными объектами – ультрамикроскопическими квантовыми струнами размером всего 10 в минус 33-й степени сантиметров каждая. «Именно их колебания и задают свойства материи», – говорят теоретики. Понять, как это может быть, не вдаваясь в математические дебри, говорят, не получается. А потому поверим им на слово. И попробуем проследить, как теория струн открывает путь путешествиям во времени.
«Дело в том, что данная теория может быть сформулирована лишь в том случае, если мы предположим существование в пространстве дополнительных измерений, – говорит профессор, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Математического института имени В.А. Стеклова РАН Ирина Арефьева. – В четырехмерном пространстве-времени ее сформулировать не получается, необходимо еще шесть дополнительных измерений»..
Тогда, как уверяют теоретики, уже несложно написать уравнения, решения которых приводят к путешествиям во времени в этих многомерных пространствах. Однако на практике ни в каких экспериментах дополнительные измерения пока не видны. Теоретики опять-таки предполагают, что так происходит, по-видимому, в силу недостаточных возможностей. Необходима колоссальная энергия, чтобы в эти измерения проникнуть.
А потому, в частности, строят все более мощные ускорители. В частности, было предположение: кое-что можно будет прояснить на уровне энергий, которые сможет развить Большой адронный коллайдер (БАК). Его построили, запустили и… разочаровались. Ученые говорят теперь, что тех энергий, которые есть в БАКе, недостаточно для подтверждения существования дополнительных измерений. Теперь исследователи пытаются нарастить мощности коллайдера и исподволь ведут разговоры о строительстве еще более мощного агрегата. И теперь возлагают большие надежды на линейный коллайдер, который собираются построить в Японии.
Представим на минуту, что фокус удастся и исследователям все-таки удастся найти дополнительные измерения. Как это может помочь планируемым путешествиям во времени? Идея заключается в том, что можно выиграть время, придя в нужную точку более коротким путем, перемещаясь в дополнительных измерениях.
«Представьте два многоэтажных здания, – объясняет Ирина Арефьева. – Можно в каждом передвигаться вверх-вниз на лифте. В таком случае пространство, в котором вы находитесь, ограничивается движением от первого этажа до последнего в обоих зданиях, и, кроме того, вы можете передвигаться по улице на уровне первого этажа. Это модель мира в нынешнем нашем понимании. Однако ситуация меняется, если мы соединим оба здания галерей где-то на уровне сотого этажа. Тогда, чтобы перейти из одного здания в другое, нам будет вовсе не обязательно спускаться на первый этаж и идти по улице. Проходы между измерениями будут подобны этой галерее между зданиями».
Тогда многомерная структура пространства может позволить нам проходить из одной точки пространства в другую, значительно экономя время.
Физик Люк Бутчер из Кембриджского университета выдвинул предположение, что в пространстве-времени могут существовать «кротовые норы», или «червоточины», которые представляют собой своеобразные тоннели, ныряя в которые мы сможем кратчайшим путем переходить из одной точки пространства в другую. Причем, согласно последним выводам теоретиков, такие тоннели остаются в открытом состоянии в течение достаточного количества времени, чтобы послать через них фотон вперед или назад не только в пространстве, но и во времени. Ведь фотоны движутся со скоростью света, а значит, время для них течет не так, как для нас с вами.
Найден и способ поддержания туннелей в пространстве-времени, которые начинаются в одной точке, а заканчиваются в другой, связывая между собой не только пространство, но прошлое и будущее. Еще в 1988 году американский теоретик Кип Торн рассчитал, что «кротовая нора» будет находиться в открытом состоянии в течение длительного промежутка времени, если стенки тоннеля укрепить с помощью отрицательной энергии или так называемой энергии Казимира.
Что это такое, опять-таки нам с вами представить затруднительно. Мы привыкли считать, что энергия – либо есть, либо ее нет, то есть она равна нулю. Но вспомните, существуют положительные и отрицательные температуры и числа. А если так, то почему бы не существовать отрицательной энергии?..
Так вот, в своей работе Люк Бутчер доказывает, что энергия Казимира может существовать на самом деле, а значит, туннели сквозь пространство-время могут оставаться открытыми значительно дольше, чем считалось ранее.
Вот этот факт, по существу, и подтвердили исследователи из университета Квинсленда, Австралия. Они произвели моделирование процесса перемещения во времени фотонов или частиц света. В эксперименте эти фотоны, согласно заявлению ведущего исследователя Мартина Рингбоера, играли роль квантов, способных перемещаться во времени и демонстрирующих тем самым весьма причудливое поведение.
«Вопрос путешествий во времени скрывается где-то на стыке двух современных, но несовместимых друг с другом физических теорий – Общей теории относительности Эйнштейна и квантовой механики, – рассказывает Мартин Рингбоер. – Теория Эйнштейна описывает окружающий нас мир в очень большом масштабе, в масштабе звезд, галактик и других космических объектов. В отличие от этого, квантовая механика описывает мир на уровне атомов, молекул и на еще меньшем уровне».
И до сих пор еще никому не удавалось состыковать эти две теории друг с другом. Ведь мы в данном случае имеем дело с крошечными квантами света – фотонами, которые путешествуют по необозримой Вселенной. Тем не менее во время эксперимента ученым удалось отправить 2 фотона в прошлое, а затем успешно вернуть их оттуда. Одна из частиц при этом даже встретилась сама с собой, и такая ситуация не стала катастрофой для фотона в настоящем. Таким образом, специалистам, объединив теорию относительности и квантовую механику, удалось доказать, что фотон способен взаимодействовать сам с собой.