Ці можна насамрэч падарожнічаць у часе?

Вучоныя далі нечаканы адказ.

Скочыць у будучыню, вярнуцца ў мінулае, каб яго выправіць, — падарожжы ў часе захапляюць не толькі пісьменнікаў-фантастаў, але і фізікаў. Але што на самой справе кажа пра гэта навука? Ці зможам мы калі-небудзь пабудаваць сапраўдную машыну часу — каб памчацца назад у старажытныя часы або наведаць сваіх пра-праунукаў?

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 — альбо неверагодна складаныя, альбо проста немагчымыя.

Усё пачынаецца з тэорый адноснасці Альберта Айнштайна. 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 становіцца не навуковай фантастыкай, а навуковым фактам — з сур'ёзнымі рэальнымі наступствамі, — заявіла астрафізік з Універсітэта Ёрка Эма Осбарн.

Як фізіка дазваляе нам падарожнічаць у будучыню

Час ідзе павольней, калі вы рухаецеся вельмі хутка. Але каб гэты эфект быў прыкметны, вы павінны набліжацца да хуткасці святла. Адсюль і знакаміты «парадокс блізнюкоў»: той з двух блізнюкоў, хто становіцца касманаўтам і ляціць у космас з хуткасцю, блізкай да хуткасці святла, старэе павольней, чым той, хто застаецца на Зямлі.

Калі вы здзейсніце такое падарожжа і вернецеся дадому, вы насамрэч будзеце маладзейшыя за свайго блізнюка, — рэзюмуе Влатко Ведрал — квантавы фізік з Оксфардскага ўніверсітэта. Блізнюкі Скот і Марк Келі адчулі гэта на практыцы — хоць месяцы, якія Скот правёў у космасе, былі зусім не блізкія да 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 сюжэту фільма «Інтэрстэлар». У космасе гадзіннікі ідуць хутчэй, чым гадзіннікі на Зямлі, — і іх даводзіцца пастаянна карэктаваць. Без такой карэкцыі службы навігацыі памыляліся б прыкладна на 10 кіламетраў у дзень.

Таму тэорыя адноснасці робіць магчымым падарожжа ў будучыню. І вам нават не патрэбная нейкая хітрая «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 перажывяце адносна кароткі адрэзак суб'ектыўнага часу. А для рэшты Сусвету тым часам пройдуць дзесяцігоддзі або нават стагоддзі. Калі вы хочаце ўбачыць свет праз некалькі сотняў гадоў — вось вам рэцэпт. А вось вяртанне назад — гэта ўжо зусім іншая гісторыя. І не асабліва радасная.

Цяжкасці вяртання ў мінулае

А ці магчыма гэта ўвогуле? Барак Шошані — фізік-тэарэтык 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 — тэарэтычны касмолаг з Інстытута Перыметра — людзі лезуць са скуры, спрабуючы перабудаваць прастору-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.

То бок гэта чыстая тэорыя без аніводнага доказу. Нават з тэхналогіямі, якія далёка пераўзыходзяць нашы, мы наўрад ці зможам калі-небудзь наўмысна стварыць такую крывую, — дадала філосафка 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 сцэнарый быў выкладзены фізікам Рычардам Готам у 1991 годзе

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

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

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

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

Квантавая механіка і іншыя «дзікія» тэорыі

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

То бок змена стану адной часціцы можа імгненна паўплываць на іншую. Гэта Айнштайн называў «жудасным дзеяннем на адлегласці». Гэта шматкроць пацвярджалася ў эксперыментах — і нават было ўганаравана Нобелеўскай прэміяй.

Шматлікім фізікам 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 накіраваны ў будучыню. А там урэшце разгарнуцца і пайсці ў мінулае. Звонку яно ўсё адно выглядала б імгненным, тлумачыць яна.

Так узнікае паняцце рэтрапрычыннасці. Гэта калі будучыя падзеі ўплываюць на мінулае. Не ўсе фізікі яе прымаюць. Шмат хто лічыць — яна настолькі ж трывожная, як і сама нелякальнасць. А то і больш.

Але нават калі б рэтрапрычыннасць была рэальнаю — гэта не зрабіла б нас падарожнікамі ў часе. Як заяўляе Адлам: «Рэтрапрычыннасць — гэта ўсё ж не зусім тое самае, што падарожжа ў часе». Па-першае — назіранні нелякальнасці датычацца толькі драбнюткай жменькі часціц. Маштабіраваць гэта да памеру чалавека — або нават да нечага такога вялікага, як ліст паперы — гэта велізарная задача.

Таксама — адправіць паведамленне ў мінулае ўсё адно немагчыма. Рэтрапрычыннасць вельмі спецыфічным чынам «схаваная» тым, як яна працуе. У тыповым эксперыменце — вынік, якія атрымлівае адзін даследчык, залежаў бы ад больш позняга вымярэння іншага даследчыка.

Але толькі пры ўмове, што гэты другі эксперымент знішчыць усе сляды першага. То бок — вы маглі б у пэўным сэнсе адправіць сігнал у мінулае. Але толькі знішчыўшы ўсе запісы пра тое, што адбылося, — кажа Адлам. Гэта дакладна не тое, як вы маглі б даслаць сабе нумары леташняй латарэі.

Паводле нашага цяперашняга разумення Сусвету — мы патэнцыйна можам падарожнічаць у будучыню. А вось перамотка ў мінулае — гэта нешта, што ляжыць па-за межамі нашай дасяжнасці. Адзіная лазейка, што застаецца, — тое, што самі нашы тэорыі непаўныя. Тэорыя адноснасці і квантавая механіка выдатна працуюць кожная ў сваёй вобласці. Але пры гэтым яны несумяшчальныя. І за дзесяцігоддзі пошукаў аб'яднаўчай іх тэорыі — яе ў нас усё 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 charter97@gmail.com