Собирайтесь на завтра, а не на вчера. Физик утверждает, что путешествие во времени в прошлое может оказаться невозможным.
Вопрос, который многие из нас мысленно себе задавали: куда бы вы отправились, если бы у вас была машина времени?
РЕКЛАМА
РЕКЛАМА
Повернули бы вы ручку назад, как Марти Макфлай, рискуя испортить собственное будущее? Прежде чем собирать чемоданы, физик приносит новость, способную испортить впечатление от нескольких фильмов Marvel: путешествовать, возможно, получится только в одном направлении, и это не прошлое.
Хуншэн Чжан, исследователь из Университета Цзинаня в Китае, показал, что в широком классе теоретических вселенных путешествие в собственное прошлое невозможно.
Вся аргументация держится на одном факте. В теории относительности направление распространения света никогда не может быть строго перпендикулярно направлению движения объекта во времени.
Представьте пространство-время, разрезанное на слои, вдоль которых может двигаться сам свет. Любой объект, движущийся медленнее или быстрее света, вынужден пересекать эти слои в одном и том же направлении, как при подъеме по лестнице, с которой нельзя сделать шаг вниз.
Если можно только подниматься, то вернуться на ту ступеньку, с которой вы начали, уже нельзя.
В этом рассуждении не нужны ни экзотическая материя, ни квантовые эффекты, ни предположения о том, чем заполнена Вселенная. «Вся суть в учете направлений», сказал Чжан в беседе со ScienceAlert.
Две лазейки
Физики называют путешествия в прошлое «замкнутыми времениподобными кривыми»: это траектории в пространстве-времени, которые возвращаются в ту же точку и тот же момент, с которых начались. Уравнения Эйнштейна допускают их в нескольких сценариях, например вблизи ядра вращающейся черной дыры.
Важно, что исследование Чжана (источник на английском языке), которое сейчас ожидает рецензирования, также показывает, как именно машина времени могла бы позволить путешествие в прошлое, и утверждает, что есть только два способа.
Первый связан с закручиванием. Представьте световые лучи, которые вместо того чтобы идти рядом, закручиваются друг вокруг друга, как пряди веревки. В этом случае аккуратные световые поверхности не могут сформироваться, поэтому не возникает одномерной «лестницы», по которой вы были бы вынуждены только подниматься.
Именно это происходит вблизи центра вращающейся черной дыры. По теории Эйнштейна, вращающаяся масса увлекает за собой пространство и время, и этот эффект был измерен вокруг Земли спутником NASA Gravity Probe B в 2011 году. Близко к ядру черной дыры это увлечение настолько сильно, что движение «вперед во времени» изгибается в круг.
Путешественник, следующичный по этому кругу, будет видеть, как его часы тикают вперед, как обычно, но его путь приведет его обратно в момент отправления. Физик Брэндон Картер показал в 1968 году, что такие петли существуют внутри вращающихся черных дыр.
Второй способ связан с формой самой Вселенной. Лестница может быть идеально построена, но вести вокруг здания так, что верхняя ступенька оказывается прямо над нижней, как на невозможных лестницах в рисунках Эшера. Вы все время поднимаетесь и в итоге оказываетесь там же, где начали. Большинство машин времени, которые физики разрабатывали теоретически, включая варианты с использованием червоточин, опираются именно на этот трюк.
У теоремы есть свои ограничения, и Чжан это признает.
«Она не говорит нам, позволяет ли природа реализовать что-либо из этого. Это по-прежнему открытый вопрос, и именно на него мне больше всего хотелось бы получить ответ», пояснил Чжан в комментарии для ScienceAlert (источник на английском языке).
Пункт назначения: завтра
Путешествия в будущее, напротив, уже давно хорошо изучены. Эйнштейн показал, что быстрое движение или нахождение в сильном гравитационном поле замедляет ход ваших часов по сравнению с часами остальных. Как отмечает Европейское космическое агентство, астронавты на борту Международной космической станции возвращаются на Землю на несколько тысячных долей секунды моложе, чем были бы без этого полета.
Эта работа не дает ответа на вопрос, допускает ли именно наша Вселенная путешествие в прошлое.
Но пока тем, кто планирует такое путешествие, стоит собираться скорее в завтра, а не во вчера... если только у вас нет Камня Времени.