Наука Плоского мира. Книга 2. Глобус - Йен Стюарт

А позволяют ли законы физики совершать путешествия во времени? Наверняка вы считаете, что нет, однако удивительные результаты теоретических исследований свидетельствуют об обратном. До запуска машины времени нам еще далеко, к тому же мы, возможно, упускаем из виду какой-нибудь базовый принцип физики, который изменит ответ на отрицательный, но факт в том, что сегодня общепризнанная передовая физика не воспрещает путешествий во времени. Наоборот, она даже предлагает ряд сценариев их осуществления.

Эти исследования проводятся в контексте общей теории относительности, согласно которой пространственно-временной континуум может искривляться от гравитационного воздействия. Или, если точнее, гравитация сама возникает в результате таких искривлений, «искаженного пространства – времени». Физики ищут не машину времени, а «замкнутую времениподобную кривую». Такая кривая отвечает объекту, который отправляется в будущее и попадает в собственное прошлое, таким образом оказываясь пойманным в замкнутой «временной петле».

Лучший из известных способов создания замкнутой времениподобной кривой – это применение кротовой норы. Он представляет собой короткий путь сквозь пространство, возникающий в результате слияния черной дыры с белой, обратной ей во времени. Если черная дыра всасывает все, что находится рядом с ней, то белая их выплевывает. Кротовая нора всасывает объекты черным концом и выплевывает из белого. Сама по себе она скорее является передатчиком материи, чем машиной времени, но применимо к знаменитому парадоксу близнецов работает именно как машина времени. Согласно теории относительности для объектов, движущихся с очень высокими скоростями, время замедляется. То есть, если один из пары близнецов быстро-быстро полетит к далекой звезде, а потом вернется, он состарится меньше, чем его сестра, которая все это время находилась дома. Предположим, близнец-путешественник берет с собой белый конец норы, в то время как его сестра остается у черного. И когда он возвращается, белый конец оказывается моложе черного: выход из норы лежит в прошлом относительно входа в нее. Таким образом, все, что засасывается черным концом, выплевывается в собственном прошлом. Поскольку белый конец теперь оказывается прямо возле черного – ведь близнец вернулся домой, – объект может перескочить черную дыру и наматывать круги по этой пространственно-временной петле снова и снова, описывая замкнутую времениподобную кривую.

Создание такого устройства на практике осложнено многими проблемами, главная (!) из которых состоит в том, что кротовая нора разрушается слишком быстро и объект не успевает пройти сквозь нее, если только ее не удерживать, пронизав «экзотической материей» с отрицательной энергией. Тем не менее ничего из этого не нарушает современных законов физики. А как в таком случае быть с парадоксами? Оказывается, законы физики запрещают ряд подлинных парадоксов, хотя и не имеют ничего против многих ситуаций, которые кажутся парадоксами. Для понимания разницы весьма полезно использовать метод, известный как диаграммы Фейнмана. Эти диаграммы представляют собой изображение движения объекта (как правило, частиц) в пространстве и времени.

Приведем пример кажущегося парадокса путешествий во времени. Человек заперт в бетонной клетке, без еды, без воды и без возможных путей выхода. И пока он в отчаянии сжался в углу и ожидает смерти, дверь открывается. И на пороге появляется… он сам. Он прибыл из будущего с помощью машины времени. Но как ему удалось для этого попасть в будущее? Вот в чем парадокс. Ну, может быть, какой-нибудь добрый человек открыл дверь и выпустил его…

В причинно-следственных связях в этой истории присутствует что-то весьма странное, но, как показывает диаграмма Фейнмана, она не нарушает законов физики. Во-первых, человек следует пространственно-временной траектории, согласно которой оказывается в клетке, а затем выходит из нее в открытую дверь. Эта временная цепь тянется в его будущем до тех пор, пока он не находит машину времени. Затем цепь меняет направление на обратное и устремляется в прошлое до момента, когда он обнаруживает запертую клетку. Он открывает ее, и его временная цепь снова поворачивает обратно – теперь в его собственное будущее. Так человек проходит сквозь время по зигзагообразной траектории, при этом на каждом этапе законы физики остаются в силе. Конечно, при условии, что его машина времени тоже согласуется с этими законами.

Но дедушкин парадокс этим методом объяснить нельзя. Временная цепь, ведущая от дедушки к убийце, рвется с возвращением убийцы – она не имеет последовательного сценария даже на диаграмме Фрейнмана. Стало быть, некоторые истории о путешествиях во времени совместимы с законами физики и содержат хоть и искаженные, но логичные причинно-следственные связи, а другие столь же убедительные истории не согласуются с законами. От дедушкиного парадокса можно избавиться, если предположить, что изменение прошлого логически противоречивым способом переключает вас в альтернативную вселенную – скажем, в параллельный мир из теории квантовой механики. Но в этом случае убитый вами человек будет приходиться дедушкой не вам, а альтернативной версии вас. Следовательно, это «разрешение» дедушкиного парадокса просто жулит.

Если принять все это во внимание, подход волшебников к решению проблем, связанных с путешествиями во времени, представляется весьма разумным!