Найдены лазейки в мироздании

Общепринятой теории времени или даже описания, которое устраивало бы всех, до сих пор нет. Тем не менее ученые придумали множество машин времени — ведь ни один физический закон этого не запрещает.  Сможем ли мы когда-нибудь манипулировать этой странной категорией мироздания — в материале РИА Новости.

Мы не воспринимаем время ни одним из органов чувств, однако знаем о нем интуитивно и даже умеем в определенных границах предсказывать, что вскоре случится. В нашем представлении время идет, бежит, течет. Мы говорим о текущем моменте, прошлом и будущем. Два разных события могут быть связаны между собой как причина и следствие: одно порождает другое. Никогда наоборот. В этом состоит суть принципа причинности, или необратимости времени.

Нобелевский лауреат академик Виталий Гинзбург включил необратимость (стрелу времени) в список трех великих проблем физики.

В классической механике необратимость обусловлена тем, что тела состоят из множества атомов, молекул, стремящихся к хаотичному состоянию (увеличивается энтропия). Простейший пример — сливки в чае. Их можно размешать, но нельзя собрать обратно в точно такую же каплю, хотя молекулы вещества и их число вроде бы остались теми же.

Другое дело — квантовый мир, где объекты — элементарные частицы, поля. Там стрелы времени не существует, процессы обратимы, но только до тех пор, пока мы не пытаемся их измерить, наблюдать. Частицы пребывают во всех возможных состояниях одновременно (физики предпочитают говорить о волновой функции). Но в момент измерения нашими приборами они "выбирают" одно из состояний (или мы выбираем).

Возникают законные вопросы: время — это объективный феномен, существующий независимо от сознания, как озеро, дом, Солнце? Или это свойство сознания, и без нас его нет?

"Время — худшее, о чем только можно спросить современного физика. Полный разлад в том, что каждая из наук видит время лишь с одной, своей стороны. Приходится поэтому говорить о геометрическом, термодинамическом, квантово-механическом времени. Даже понять, почему разные определения времени имеют какое-то отношение друг к другу, — проблема", — говорит доктор физико-математических наук Сергей Баранов, ведущий научный сотрудник лаборатории взаимодействия излучения с веществом ФИАН.
 

В советскую эпоху среди любителей сенсаций были популярны рассказы о временных аномалиях, куда попадали люди, морские суда, авиалайнеры. В Сети вы найдете свидетельства очевидцев, "путешествовавших во времени" внутри сильного смерча.

По мнению Сергея Баранова, если исключить сознательный обман, "аномалии времени" объясняются ошибками восприятия, поломками электроники под влиянием атмосферных явлений или промышленных факторов.

"Водители, проезжающие вблизи радаров военного назначения, отмечают сбои в системе GPS, но вряд ли это имеет отношение к телепортации", — приводит пример ученый.

С реальными парадоксами времени физики сталкиваются в экспериментах, но все они объяснимы. Например, в специальной теории относительности известен "парадокс близнецов": один из братьев-двойняшек, исследующий космос на быстрой ракете, по возвращении обнаруживает, что оставшийся на Земле близнец состарился сильнее. Никакой мистики. Просто в четырехмерном пространстве-времени для движущегося тела время течет медленнее.

Замедление времени фиксируется на ускорителях при распаде нестабильных частиц. Атомные часы на борту орбитальных спутников, наоборот, за сутки убегают на несколько микросекунд вперед. Здесь играет роль гравитация, которая, усиливаясь с высотой, слегка растягивает уровни энергии электронов и ядер.

Теория относительности предсказывает существование во Вселенной черных дыр — объектов с огромной массой, искривляющих пространство. Стороннему наблюдателю кажется, что впереди — край света, за которым ничего нет. Это называется горизонтом событий. За ним замедляется время, внутри черной дыры любую материю разрывают приливные силы. В черную дыру можно только упасть. Назад пути нет.

В этом смысле "кротовая нора" (или "червоточина") открывает больше перспектив. Два входа соединены коротким тоннелем. Они могут находиться в удаленных частях нашей Вселенной или быть в разных вселенных. Как утверждает физик Митио Каку в книге "Физика невозможного", "червоточины" позволяют путешествовать во времени и пространстве.

Проблема в том, что "кротовые норы" нестабильны и под действием тяготения схлопываются. Космолог Игорь Новиков из Астрономического центра ФИАН полагает: если "червоточину" наполнить экзотическим веществом с отрицательной плотностью энергией (создать антигравитацию), она станет проходима.

"Экзотическое вещество — это квантовое состояние материи, известное только в теории. Мы не знаем, есть ли большие количества такого вещества, можно ли его получить искусственно. Нет никаких законов, запрещающих его существование, в том числе в природе", — уточняет космолог.

Современные научные представления допускают, что в центрах галактик, включая наш Млечный Путь, место черных дыр занимают "кротовые норы". Разобраться в этом помогут будущие проекты, такие как российский "Миллиметрон" — космическая станция в точке Лагранжа, образующая вместе с наземными радиотелескопами гигантский интерферометр, способный различить объекты на относительно небольшом расстоянии друг от друга. Ее запуск запланирован на 2023 год.

"Главное отличие "кротовой норы" от черной дыры в том, что входы обладают магнитным монопольным полем. Кроме того, из кротовой норы вещество способно вытекать, а в черную дыру — только втекать. В "кротовую нору" можно смотреть, как в коридор. Если она ведет в другую вселенную, видно, что там происходит", — объясняет Новиков.

Согласно обычной теории гравитации, "кротовые норы" должны быть очень маленькими, с планковским радиусом горловины — порядка 10-33 сантиметров. Но "червоточину" можно увеличить. Для этого в теорию следует ввести дополнительный параметр, полагает Аркадий Попов, старший научный сотрудник Института физики Казанского федерального университета. 

"Есть еще вариант увеличения радиуса. Нужно учесть температуру вакуума квантованных полей — экзотического вещества, которое создает "кротовую нору" в пространстве-времени. Это мы сейчас обсчитываем", — говорит ученый РИА Новости.

По его словам, телепортация через "кротовые норы" не запрещена.

"Может оказаться, что путь через нее гораздо короче, чем по внешнему пространству. Тогда наблюдатели со стороны будут считать, что вы очень быстро переместились — телепортировались", — добавляет Попов.

С помощью "кротовой норы" пытались создать и машину времени. Например, один конец можно вывести в район черной дыры, а другой — далеко, где время течет по-другому. Но тогда возникают всяческие нарушения теории.

"Это означает, что машины времени, скорее всего, запрещены, о чем, кстати, говорил Стивен Хокинг", — напоминает физик.