анство и время, способные растягиваться, как резина.
Но если время течет с разной скоростью в зависимости от того, насколько быстро разные люди движутся относительно друг друга, то получается, что нет такого понятия, как общее прошлое, настоящее и будущее. Так почему же тогда мы совершенно уверены в обратном? Отчасти ответ заключается в том, что мы обитаем в специальной жилой зоне Вселенной и у нас во дворе можно двигаться лишь со сверхмедленными скоростями. Мимо нас никто не проносится со скоростями, приближающимися к скорости света.
Но это все равно не объясняет, почему мы так сконцентрированы на настоящем моменте. Почему для нас так важна информация, собираемая нашими органами чувств прямо сейчас? Почему, например, из поля нашего зрения ускользает то, что случилось, скажем, десять секунд тому назад? Мы могли бы, например, иметь «отсроченное настоящее» или «два настоящих», одно из которых соотносилось бы с информацией, полученной десять секунд назад, а другое – тридцать секунд назад.
Физика как наука не дает нам удовлетворительного объяснения феномену «сейчас». Но некоторые физики все же пытались рассуждать на эти темы. К ним, например, относится Джеймс Хартл, профессор физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, работавший вместе с британским физиком Стивеном Хокингом. Согласно Хартлу, на начальных этапах эволюции могли существовать организмы, которые воспринимали время множеством различных способов, а не только так, как мы делаем это сегодня. Но представьте себе древесную лягушку, которая имеет отсроченное настоящее и делает акцент на информации, поступившей к ней десять секунд назад: муха села перед ней на листочек. К тому времени, как лягушка высунет язык, чтобы слизнуть эту муху, той давно и след простынет. Полагаясь на такую устаревшую информацию, говорит Хартл, древесная лягушка в конечном итоге умрет от голода.
То же самое будет справедливо для всех организмов, воспринимающих время любым другим способом, отличным от нашего. То есть только та информация помогает выжить, которая поступает в наши органы чувств в самый последний момент. Хотя наше восприятие времени и не имеет физического обоснования, утверждает Хартл, оно вполне логично с биологической точки зрения. А поскольку одинаковые ограничения должны применяться к любой жизни, заключает Хартл, внеземные существа, где бы они ни возникали во Вселенной, скорее всего, будут воспринимать время точно так же, как и мы.
Весьма глубокомысленное и исчерпывающее замечание по поводу времени было сделано бывшим президентом США Джорджем Бушем: «Я думаю, мы все можем согласиться с тем, что прошлое закончилось». Простота, которая граничит с гениальностью, не правда ли?
35. Как построить машину времениЗаконы физики допускают путешествия во времени
Если вы отправились назад во времени и увидели кого-то, летящего вам навстречу в будущее, не смотрите ему в глаза.
Мало того, что путешествие во времени не запрещено законами физики, но законы физики делают его простым – по крайней мере, в принципе. Это следует из общей теории относительности Эйнштейна. Согласно этой теории, время течет с разной скоростью в гравитационных полях разной напряженности: медленнее в сильном поле и быстрее в слабом гравитационном поле[107]. Все, что вам нужно для строительства машины времени – иметь две области пространства с разными гравитационными полями: слабым полем с нормальным течением времени, как на Земле, и сильным полем с более медленным течением времени, как в окрестностях черной дыры[108].
Пусть мы запустили часы на Земле и часы в черной дыре. И те, и другие начали отсчитывать время в понедельник. Когда на Земле наступит пятница, в черной дыре все еще будет среда. И если мы найдем способ мгновенно переместиться с Земли в черную дыру, мы сможем вернуться из пятницы обратно в среду. Чисто теоретически такой способ имеется. Теория Эйнштейна не только допускает существование черных дыр; она также допускает существование туннеля – кратчайшего пути – через пространство-время. Такой туннель называется кротовой норой.
Кротовая нора – кратчайший путь через пространство высших измерений. Плоский двумерный лист, изгибаясь, позволяет срезать путь через третье измерение.
Инструкция для создания машины времени такова: возьмите Землю и область возле черной дыры и соедините их с помощью кротовой норы. Но есть одна загвоздка (куда же без нее?!). Кротовые норы не отличаются устойчивостью. У них есть неприятная особенность: они могут схлопнуться в мгновение ока. Чтобы исправить положение, можно придать им устойчивость с помощью «гравитации наоборот» – подтянуть поближе вещество, которое будет отталкивать, а не притягивать. Примечательно, что такая экзотическая материя на самом деле существует. Из нее состоит две трети всего космоса, обладающего массой и энергией.
В 1998 году астрономы обнаружили, что расширение Вселенной, которое началось с Большого взрыва 13,82 миллиарда лет тому назад, продолжается до сих пор, хотя должно было уже закончиться к настоящему времени. Более того, оно ускоряется. Чтобы объяснить это аномальное космическое ускорение, пришлось постулировать существование темной энергии, о которой мы уже упоминали в главе 31. Как следует из названия, эта темная энергия невидима. Она заполняет все пространство и обладает свойством отталкивания. Именно эта «отталкивающая гравитация» является причиной того, что Вселенная расширяется с ускорением.
Для поддержания кротовой норы в открытом состоянии нужна некая «отталкивающая гравитация». Темная энергия, обладающая такой гравитацией, ускоряет расширение современной Вселенной. К сожалению, концентрация темной энергии слишком слаба, чтобы помочь в деле удержания кротовых нор.
Но, хотя темная энергия имеет свойство отталкивания, она слишком разрежена и слаба, чтобы поддерживать кротовые норы в открытом состоянии. Для кротовых нор требуется что-то подобное, но с гораздо более сильной отталкивающей гравитацией. Чтобы создать устойчивую кротовую нору с достаточно широкой горловиной, через которую мог бы пролезть человек, потребовалась бы энергия, сравнимая с энерговыделением значительного числа звезд в нашей Галактике на протяжении всего времени их жизни.
Такая машина времени будет сильно отличаться от воображения писателей-фантастов. Например, в фильме «Машина времени», созданном по мотивам одноименного произведения Герберта Уэллса, главный герой, которого играет Род Тейлор, сидит в некоем устройстве с латунными циферблатами и тянет рычаг то в одну, то в другую сторону, чтобы переместиться назад или вперед во времени. Если придерживаться теории Эйнштейна, сидеть на одном месте не получится. Чтобы путешествовать во времени, необходимо путешествовать и в пространстве. Второе отличие эйнштейновской машины времени от придуманной Уэллсом в том, что невозможно вернуться назад и очутиться во времени, предшествующем времени построения вашей машины. Так что если захотите отправиться на сафари с динозаврами, придется найти машину времени, оставленную на Земле инопланетянами 66 миллионов лет назад!
Итак, для строительства машины времени нам потребуются следующие ингредиенты: черная дыра, кротовая нора, новый тип материи с отталкивающей гравитацией (который пока не найден), наконец, энергия, излученная многими звездами Млечного Пути на протяжении всей их эволюции. Оказывается, не так-то просто построить машину времени. Но никто и не обещал нам легких путей!
Практически строительство машины времени возможно, хотя реализовать это чрезвычайно трудно. Осуществить ее, пожалуй, могла бы только сверхвысокоразвитая в технологическом плане цивилизация. Но самое главное заключается в том, что в принципе это возможно. Именно это обстоятельство не дает физикам спокойно спать по ночам, потому что открывает широкий простор для всякого рода невероятных приключений. Например, владелец машины времени мог бы прибыть в прошлое и застрелить своего дедушку до того, как родилась его собственная мать. Конечно, вряд ли многим придет в голову такая чудовищная нелепость, но достаточно даже одного сумасшедшего, чтобы физики серьезно заволновались. Проблема нешуточная: нужно ли опасаться будущему дедушке своего еще не родившегося внука, который в любую минуту может нагрянуть из будущего, чтобы попытаться его прихлопнуть?
Чтобы избежать парадокса убитого дедушки, Стивен Хокинг предложил гипотезу защиты хронологии. Гипотеза эта есть не что иное, как попытка придать видимость закона утверждению, что путешествие во времени невозможно. Другими словами, должны существовать некие еще не известные законы физики, которые препятствуют путешествиям во времени и возникновению связанных с ними парадоксов. Аргумент Хокинга сводится к простому наблюдательному факту: путешествий во времени не бывает, потому что до сих пор мы не видели ни одного странника, прибывшего к нам из будущего.
Существует, правда, еще один способ разрешить парадокс дедушки, но он требует поистине широчайшего полета фантазии. Вспомним, что, согласно законам квантовой механики, местоположение атома не определено до того момента, пока он не зарегистрирован в эксперименте – до этого он может существовать во многих местах одновременно. Если на то пошло, физики должны объяснить: почему, наблюдая атом, они находят его только в одном месте? Было разработано более десятка толкований квантовой теории, которые предсказывают одинаковые результаты экспериментов. Самая известная – так называемая копенгагенская интерпретация, согласно которой сам факт присутствия наблюдателя, следящего за атомом, вынуждает атом вести себя таким образом, что он находится только в одном месте (копенгагенская интерпретация сама нуждается в дополнительной интерпретации, так как она не уточняет, может ли «наблюдателем» считаться аппаратура или только живое существо). Есть еще так называемая многомировая интерпретация, согласно которой атом, находясь одновременно во многих местах, находится в различных – параллельных – реальностях. Поскольку мы существуем только в одной реальности, мы и видим только одну версию атома.