Ці можна насамрэч падарожнічаць у часе?

Навукоўцы далі нечаканы адказ.

Заскочыць у будучыню, вярнуцца ў мінулае, каб яго выправіць — падарожжы ў часе зачароўваюць не толькі пісьменнікаў-фантастаў, але і фізікаў. Але што насамрэч гаворыць пра гэта навука? Ці зможам мы калі-небудзь пабудаваць сапраўдную машыну часу — каб памчацца назад у старажытныя часы або наведаць сваіх праправнукаў?

Каб адказаць на гэтае пытанне, спачатку трэба зразумець, як працуе сам час. А фізікі пакуль нават блізка не падступіліся да адказу на гэтае пытанне, піша Futura. Але ўсё ж — адно мы можам сцвярджаць з упэўненасцю. Падарожжы ў будучыню — гэта дасягальна. А вось падарожжы ў мінулае — або неверагодна складаныя, або проста немагчыма.

Усё пачынаецца з тэорый адноснасці Альберта Эйнштэйна. Яны апісваюць прастору, час, масу і гравітацыю. І галоўная выснова з іх такая: час не цячэ з пастаяннай хуткасцю. Ён можа паскарацца або запавольвацца — у залежнасці ад абставін.

І менавіта тут падарожжа ў часе перастае быць навуковай фантастыкай і становіцца навуковым фактам — з сур'ёзнымі рэальнымі наступствамі, заявіла астрафізік з Універсітэта Ёрка Эмма Осборн.

Як фізіка дазваляе нам падарожнічаць у будучыню

Час ідзе павольней, калі вы рухаецеся вельмі хутка. Але каб гэты эфект стаў прыкметным, вы павінны набліжацца да хуткасці святла. Адсюль і знакаміты «парадокс двайнят»: той з двух двайнят, хто становіцца касманаўтам і адлятае ў космас з хуткасцю, блізкай да хуткасці святла, старэе павольней, чым той, што застаецца на Зямлі.

Калі вы здзейсніце такое падарожжа і вернецеся дадому, вы насамрэч будзеце маладзей за свайго двайняка, — рэзюмуе Влатко Ведрал — квантавы фізік з Оксфардскага ўніверсітэта. Двайняты Скот і Марк Келі адчулі гэта на практыцы — хаця месяцы, якія Скот правёў у космасе, былі далёкія ад хуткасці святла.

Гравітацыя мае падобны эфект. Час запавольваецца ў моцных гравітацыйных палях — напрыклад, побач з чорнай дзірой. Ваша галава старэе хутчэй, чым вашы ногі. Бо на ўзроўні зямлі гравітацыя Зямлі мацнейшая.

Менавіта гэта з'ява ляжыць у аснове сюжэта фільма «Інтэрстэллар». У космасе гадзіннікі ідуць хутчэй, чым гадзіннікі на Зямлі, — і іх даводзіцца пастаянна карэктаваць. Без такой карэкцыі навігацыйныя сэрвісы памыляліся б прыкладна на 10 кіламетраў у дзень.

Таму тэорыя адноснасці робіць магчымым падарожжа ў будучыню. І вам нават не патрэбная нейкая «машына». Вам проста трэба рухацца з хуткасцю, блізкай да хуткасці святла, — або правесці час побач з вельмі моцным гравітацыйным полем. Па сутнасці — гэта адно і тое ж.

Вынік будзе адзін і той жа. Вы перажывіце адносна кароткі адрэзак суб'ектыўнага часу. А для ўсяго астатняга Сусвету тым часам пройдуць дзесяцігоддзі або нават стагоддзі. Калі вы хочаце ўбачыць свет праз некалькі стагоддзяў — вось вам рэцэпт. А вось вяртанне назад — гэта ўжо зусім іншая гісторыя. І не надта радасная.

Цяжкасці вяртання ў мінулае

А ці магчыма гэта ўвогуле? Барак Шошані — тэарэтычны фізік з Універсітэта Брока ў Канадзе — не надта аптымістычны. «Тое, што мы маем цяпер, — гэта недастаткова фактаў і, магчыма, недастаткова тэорый», — заявіў ён. Тэорыя адноснасці прапануе некаторыя вельмі тэарэтычныя шляхі, але нічога канкрэтнага.

Як адзначае Кэці Мак — тэарэтычная касмалогіня з Інстытута Перыметра — людзі лезуць са скуры, спрабуючы перабудаваць прастора-час так, каб зрабіць магчымым падарожжа ў мінулае.

Адзін з варыянтаў — стварэнне так званай «замкнёнай часападобнай крывой». Гэта такі шлях праз прастору і час, які замыкаецца сам на сябе. Матэматык Курт Гёдэль апісаў гэта яшчэ ў 1949 годзе. Але ёсць праблема. «У нас няма ніякіх дадзеных, ці існуюць такія рэчы дзе-небудзь у Сусвеце», — падкрэсліў Влатко Ведрал.

Інакш кажучы, гэта чыстая тэорыя без аніводнага доказу. Нават з тэхналогіямі, якія значна пераўзыходзяць нашы, мы наўрад ці зможам калі-небудзь наўмысна стварыць такую крывую, дадала філосаф Эмілі Адлам. Ды ці захацелі б мы гэтага насамрэч? Як адзначае Ведрал, вы літаральна паўтаралі б адны і тыя ж падзеі зноў і зноў.

Іншы сцэнар быў выкладзены фізікам Рычардам Готам у 1991 годзе

Дзве «касмічныя струны», што перасякаюцца ў супрацьлеглых напрамках, стварылі б вакол сябе замкнёныя пятлі. Але дзе гэтыя ўяўныя аб'екты? Іх ніколі не выяўлялі. І, паводле слоў Кэці Мак, «у нас няма ніякіх падстаў меркаваць, што касмічныя струны існуюць. Ці што яны перасякаюць шляхі настолькі зручна».

Ёсць і яшчэ адна з'ява, якую, відаць, дазваляе тэорыя адноснасці, — гэта так званыя чарвяточныя норы. Тэарэтычна прастора-час можа быць скрыўлены, як ліст паперы. Гэта зрабіла б магчымым «пракінуць тунэль» паміж двума аддаленымі пунктамі. «Чарвяточныя норы тэарэтычна магчымыя ў агульнай тэорыі адноснасці», — пацвярджае Ведрал.

Але і тут пачынаюцца складанасці. Па-першае, няма ніякіх доказаў, што яны існуюць. Матэматыка паказвае, што яны могуць існаваць. Але фізічнае існаванне — гэта ўжо зусім іншая справа, адзначае Эмма Осборн. Таксама яны былі б надзвычай мімалётнымі.

Іх часта апісваюць як дзве злучаныя чорныя дзіркі. Яны стваралі б такія моцныя гравітацыйныя палі, што абрынуліся б пад уласнай вагой. І нарэшце, яны былі б мікраскапічнымі. Занадта крохатнымі, каб праз іх мог прайсці чалавек або нават бактэрыя.

Квантавая механіка і іншыя «дзікія» тэорыі

Квантавая механіка — гэта ўжо зусім новы шэраг парадоксаў. Яна апісвае неверагодна малы свет. Там фізіка адкрыта смяецца з нашай чалавечай інтуіцыі. Адна з самых дзіўных яе з'яў — нелякальнасць.

Інакш кажучы, змена стану адной часціцы можа імгненна паўплываць на іншую. Гэта Эйнштэйн называў «жудасным дзеяннем на адлегласці». Гэта шматразова пацвярджалася ў эксперыментах — і нават было ўганаравана Нобелеўскай прэміяй.

Шмат якія фізікі адчуваюць сябе вельмі няўтульна з гэтай нелякальнасцю, адзначае Эмілі Адлам. Бо любы імгненны эфект азначаў бы, што інфармацыя перадаецца хутчэй за хуткасць святла. А гэта лічыцца немагчымым. Некаторыя прапануюць іншыя інтэрпрэтацыі, каб пазбавіцца ад нелякальнасці.

Але яны «раскачваюць» самае наша ўяўленне пра час. Замест імгненных нелякальных эфектаў уплыў мог бы быць скіраваны ў будучыню. А там урэшце разгарнуцца і пайсці ў мінулае. Звонку гэта ўсё роўна выглядала б імгненным, тлумачыць яна.

Так узнікае паняцце рэтрапрычыннасці. Гэта калі будучыя падзеі ўплываюць на мінулае. Не ўсе фізікі яе прымаюць. Многія лічаць, што яна такая ж трывожная, як і сама нелякальнасць, а то і больш.

Але нават калі б рэтрапрычыннасць была рэальнай, гэта не ператварыла б нас у падарожнікаў у часе. Як заяўляе Адлам: «Рэтрапрычыннасць — гэта ўсё ж не зусім тое самае, што падарожжа ў часе». Па-першае, назіранні нелякальнасці датычаць толькі мізэрнай жмені часціц. Маштабіраваць гэта да памеру чалавека — або нават да нечага такога вялікага, як ліст паперы — гэта велізарная задача.

Акрамя таго, адправіць паведамленне ў мінулае ўсё адно немагчыма. Рэтрапрычыннасць вельмі спецыфічным чынам «схаваная» тым, як яна працуе. У тыповым эксперыменце вынік, які атрымлівае адзін даследчык, залежаў бы ад пазнейшага вымярэння іншага даследчыка.

Але толькі пры ўмове, што гэты другі эксперымент сцер усе сляды першага. Інакш кажучы, вы маглі б у пэўным сэнсе адправіць сігнал у мінулае. Але толькі знішчыўшы ўсе запісы пра тое, што адбылося, — кажа Адлам. Гэта дакладна не той спосаб, каб адправіць сабе нумары леташняй латарэі.

Згодна з нашым цяперашнім разуменнем Сусвету мы патэнцыйна можам падарожнічаць у будучыню. А вось перамотка ў мінулае — гэта нешта па-за межамі нашай дасяжнасці. Адзіная лазейка, якая застаецца, — у тым, што самі нашы тэорыі непоўныя. Тэорыя адноснасці і квантавая механіка выдатна працуюць кожная ў сваёй галіне. Але пры гэтым яны несумяшчальныя. І за дзесяцігоддзі пошукаў аб'яднаўчай іх тэорыі — у нас яе ўсё яшчэ няма.

Як рэзюмуе Барак Шошані: «Пакуль у нас няма гэтай тэорыі, мы не можам быць ні ў чым упэўненыя».

Вы можаце падтрымаць сайт Charter97.org наступным чынам:

РАЗЛІКОВЫ МУЛЬТЫВАЛЮТНЫ РАХУНАК ДЛЯ АХВЯРАВАННЯЎ:

Назва банка: Bank Millennium S.A.
Адрас: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Імя ўладальніка рахунку: Fundacja “KARTA ‘97”
рызначэнне аплаты: Darowizna na cele statutowe

Звязацца з намі можна праз адрас [email protected]