Можно ли на самом деле путешествовать во времени: ученые дали неожиданный ответ

Запрыгнуть в будущее, вернуться в прошлое, чтобы его исправить – путешествия во времени завораживают не только писателей-фантастов, но и физиков. Но что на самом деле говорит об этом наука? Сможем ли мы однажды построить настоящую машину времени – чтобы умчаться назад в древние времена или навестить своих праправнуков?

Чтобы ответить на этот вопрос – сперва нужно понять, как работает само время. А ведь физики пока даже близко не подошли к ответу на этот вопрос, пишет Futura. Но все же – одно мы можем утверждать с уверенностью. Путешествия в будущее – это достижимо. А вот путешествия в прошлое – либо невероятно сложны, либо просто невозможны.

Все начинается с теорий относительности Альберта Эйнштейна. Они описывают пространство, время, массу и гравитацию. И главный вывод из них такой – время не течет с постоянной скоростью. Оно может ускоряться или замедляться – в зависимости от обстоятельств.

И именно здесь путешествие во времени становится не научной фантастикой, а именно научным фактом – с серьезными реальными последствиями, заявила астрофизик из Университета Йорка Эмма Осборн.

Как физика позволяет нам путешествовать в будущее

Время идет медленнее, когда вы двигаетесь очень быстро. Но для того, чтобы этот эффект был заметным – вы должны приближаться к скорости света. Отсюда и знаменитый "парадокс близнецов" – тот из двух близнецов, который становится астронавтом и улетает в космос со скоростью, близкой к скорости света – стареет медленнее, чем тот, что остается на Земле.

Если вы совершите такое путешествие и вернетесь домой – вы на самом деле будете моложе своего близнеца, резюмирует Влатко Ведрал – квантовый физик из Оксфордского университета. Близнецы Скотт и Марк Келли испытали это на себе на практике – хотя месяцы, которые Скотт провел в космосе, не были даже близко к скорости света.

Гравитация имеет похожий эффект. Время замедляется в сильных гравитационных полях – например, рядом с черной дырой. Ваша голова стареет быстрее, чем ваши ноги. Потому что на уровне земли гравитация Земли сильнее.

Именно это явление лежит в основе сюжета фильма "Интерстеллар". В космосе часы идут быстрее, чем часы на Земле – и их приходится постоянно корректировать. Без такой коррекции сервисы навигации ошибались бы примерно на 10 километров в день.

Поэтому теория относительности делает возможным путешествие в будущее. И вам даже не нужна какая-то навороченная "машина". Вам просто нужно двигаться со скоростью, близкой к скорости света – или провести время рядом с очень сильным гравитационным полем. По сути – это одно и то же.

Результат будет один и тот же. Вы испытаете относительно короткий отрезок субъективного времени. А для остальной Вселенной тем временем пройдут десятилетия или даже столетия. Если вы хотите увидеть мир через несколько сотен лет – вот вам рецепт. А вот возвращение назад – это уже совсем другая история. И не особенно радостная.

Трудности возвращения в прошлое

А возможно ли это вообще? Барак Шошани – физик-теоретик из Университета Брока в Канаде – не настроен оптимистично. "То, что у нас есть сейчас – это недостаточно фактов и, возможно, недостаточно теорий", - заявил он. Теория относительности предлагает некоторые очень теоретические пути – но ничего конкретного.

Как отмечает Кэти Мак – теоретический космолог из Института периметра – люди из кожи вон лезут, пытаясь перестроить пространство-время так, чтобы сделать возможным путешествие в прошлое.

Один из вариантов – это создание так называемой "замкнутой времениподобной кривой". Это такой путь через пространство и время, который замыкается сам на себя. Математик Курт Гедель описал это еще в 1949 году. Но есть проблема. "У нас нет никаких данных, существуют ли такие вещи где-либо во Вселенной", – подчеркнул Влатко Ведрал.

То есть – это чистая теория без единого доказательства. Даже с технологиями, которые далеко превосходят наши – мы вряд ли сможем когда-либо намеренно создать такую кривую, добавил философ Эмили Адлам. Да и захотели бы мы этого на самом деле? Как указывает Ведрал – вы бы буквально повторяли одни и те же события снова и снова.

Другой сценарий был изложен физиком Ричардом Готтом в 1991 году

Две "космические струны", которые пересекаются в противоположных направлениях – создавали бы замкнутые петли вокруг себя. Но где эти воображаемые объекты? Их никогда не обнаруживали. И, по словам Кэти Мак, "у нас нет никаких оснований полагать, что космические струны существуют. Или что они пересекают пути настолько удобно".

Есть и еще одно явление, которое, судя по всему, разрешает теория относительности – это так называемые кротовые норы. Теоретически – пространство-время может быть изогнуто, как лист бумаги. Это сделало бы возможным "прокинуть туннель" между двумя удаленными точками. "Кротовые норы теоретически возможны в общей теории относительности", – подтверждает Ведрал.

Но и тут начинаются сложности. Во-первых, нет никаких доказательств того, что они существуют. Математика показывает, что они могут существовать. Но физическое существование – это уже совсем другое дело, указывает Эмма Осборн. Также – они были бы крайне мимолетны.

Их часто описывают как две соединенные черные дыры. Они бы порождали такие сильные гравитационные поля, что рухнули бы под собственным весом. И наконец – они были бы микроскопическими. Слишком крошечными для того, чтобы человек или даже бактерия могли через них пройти.

Квантовая механика и другие "дикие" теории

Квантовая механика – это уже совсем новый ряд парадоксов. Она описывает невероятно малый мир. Там физика в открытую смеется над нашей человеческой интуицией. Одно из самых странных ее наблюдений – это нелокальность.

То есть – изменение состояния одной частицы может мгновенно повлиять на другую. Это Эйнштейн называл "жутким действием на расстоянии". Это многократно доказывали в экспериментах – и даже удостоили Нобелевской премии.

Многие физики очень неуютно чувствуют себя рядом с этой нелокальностью, отмечает Эмили Адлам. Ведь любой мгновенный эффект означал бы, что информация передается быстрее скорости света. А это считается невозможным. Некоторые предлагают другие интерпретации – чтобы избавиться от нелокальности.

Но они "расшатывают" само наше представление о времени. Вместо мгновенных нелокальных эффектов – влияние могло бы быть направлено в будущее. А там – в конце концов развернуться и уйти в прошлое. Снаружи оно все равно казалось бы мгновенным, объясняет она.

Так появляется понятие ретропричинности. Это когда будущие события влияют на прошлое. Не все физики ее принимают. Многие считают – она так же тревожна, как и сама нелокальность. А то и более.

Но даже если бы ретропричинность была реальна – это не превратило бы нас в путешественников во времени. Как заявляет Адлам: "Ретропричинность – это все же не совсем то же самое, что путешествие во времени". Во-первых – наблюдения нелокальности касаются только крошечной горстки частиц. Масштабировать это до размера человека – или даже до чего-то такого большого, как лист бумаги – это огромная задача.

Также – отправить сообщение в прошлое все равно невозможно. Ретропричинность очень специфическим образом "спрятана" тем, как она работает. В типичном эксперименте – результат, который получает один исследователь – зависел бы от более позднего измерения другого исследователя.

Но только при условии, что этот второй эксперимент сотрет все следы первого. То есть – вы могли бы в каком-то смысле отправить сигнал в прошлое. Но только уничтожив все записи о том, что случилось, говорит Адлам. Это точно не то, как вы могли бы отправить себе цифры прошлогодней лотереи.

Согласно нашему нынешнему пониманию Вселенной – мы потенциально можем путешествовать в будущее. А вот перемотка в прошлое – это нечто, что лежит за пределами нашей досягаемости. Единственная лазейка, которая остается – то, что сами наши теории неполны. Теория относительности и квантовая механика блестяще работают каждая в своей области. Но при этом они несовместимы. И за десятилетия поисков объединяющей их теории – у нас все еще нет.

Как резюмирует Барак Шошани: "Пока у нас нет этой теории – мы не можем быть ни в чем уверены".