Вселенная. Руководство по эксплуатации - Дэйв Голдберг

Но не забудьте, что хотя машина времени позволит вам путешествовать в прошлое, вы не сможете делать в прошлом все, что захотите, по причинам, которые мы уже обсудили. Ведь прошлое уже произошло.

Есть и другое серьезное ограничение. Нельзя вернуться в то время, когда машину времени еще не создали. Это поможет получить ответ на другой больной вопрос, который, вероятно, уже приходил вам в голову: где же хронотуристы? Почему мы их до сих пор не видели? Да потому, что еще не создали машину времени!

Такое устройство создает и некоторые другие сложности. Например, очень трудно держать кротовую нору открытой, поскольку она имеет естественную тенденцию сплющивать любую материю или энергию, которые попадают к ней внутрь (так как стенки кротовой норы притягивает друг к другу гравитация). Кротовая нора может схлопнуться, не успеем мы найти ей практическое применение. Торн предположил, что следует держать ее открытой при помощи некоей «экзотической материи», имеющей отрицательную плотность энергии. По всей видимости, при обычных обстоятельствах экзотической материи во Вселенной явно в обрез, если она вообще есть, но те же самые поля, которые заставляют черные дыры излучать, обладают именно теми качествами, которые нам так необходимы.

Не исключено, что и этого недостаточно. Одна из трудностей, возникающих в связи с моделью черных дыр, заключается в том, что она объединяет две области физики, которые мы пока что не сумели привести в соответствий, — квантовую механику и общую теорию относительности.

Вердикт: вероятно, кротовые норы годятся на роль машин времени, но остался сущий пустяк — создать кротовую нору. Возможно, они существуют на микроскопическом уровне, а возможно, и нет, но пока что нет никаких свидетельств, что во Вселенной имеются кротовые норы диаметром со звездолет, и мы абсолютно не представляем себе, как их создать. А если даже мы их сделаем, есть все основания полагать, что кротовая нора сомкнется прежде, чем вы сквозь нее пролетите.

Космические струны

Космические струны почти не связаны (или совсем не связаны) со струнами из теории струн — если не считать того, что они тоже основаны на аналогии с обычной туго натянутой веревочкой, с которой так любят играть котята. Эти струны очень плотные и либо бесконечно длинные, либо свернуты в петлю. Можете представить себе, какие сильные гравитационные поля они создают, а следовательно, с какой силой свертывают пространство.

В 1991 году Ричард Готт из Принстонского университета разработал модель машины времени, основанную на космических струнах, и великолепно описал эту модель в своей работе «Путешествие во времени в эйнштейновской вселенной» (Richard Gott, Time Travel in Einstein’s Universe).

Согласно общей теории относительности, то, что кратчайший путь между двумя точками — это прямая, не всегда справедливо. Мы можем опереться наг этот факт, чтобы проделывать различные занятные фокусы, в том числе путешествовать «быстрее света». К примеру, представьте себе, что у нас есть две космические струны, которые проходят параллельно на полпути между Землей и далекой планетой Квагнар VII.

Робо-Джефф решает, что желает как можно скорей оказаться на планете Квагнар VII. Поскольку пространство и время свертываются вокруг космических струн, получается, что быстрее огибать струну, а не лететь между струнами. Если выстрелить лазером между струн в тот самый миг, когда Робо-Джефф стартует с Земли, его звездолет может и обогнать луч света, хотя способен разогнаться лишь до 99,9999 % скорости света.

Последний пункт очень важен, поскольку световые лучи — это альфа и омега относительности. Представьте себе, что будет, если маленький братишка Робо-Джеффа Робо-Дэн отправится с Земли на Квагнар VII на очень большой скорости, но лететь он будет между струн. Он с изумлением и досадой обнаружит, что Робо-Джефф прибудет на Квагнар VII раньше луча света. Более того, с его точки зрения, на самом деле возможно» что Робо-Джефф прибудет даже раньше, чем он (а значит, и луч света) стартует с Земли. Мы предполагаем, что это своего рода путешествие во времени — но от этого рода нам маловато пользы. Даже хотя Робо-Дэн говорит, что Робо-Джефф прибыл на Квагнар VII до того, как стартовал с Земли, ему в этом нет никакого проку. Например, Робо-Джефф не может вернуться обратно и пожать руку самому себе в прошлом, потому что к тому моменту, когда он вернется, пройдет много времени с тех пор, как он стартовал. Улавливаете?

Мы можем превратить наши космические струны в практичную машину времени, если заставим их двигаться со скоростью, близкой к скорости света. Чтобы несколько все упростить, представьте себе, что струна справа движется к Земле, а струна слева — к Квагнару VII, причем обе — с одной и той же очень высокой скоростью.

Проделаем тот же фокус, что и в разговоре о машине времени, основанной на кротовой норе. Доктор Дейв сидит посередине между двумя космическими струнами, а поскольку он не двигается, его часы идут с той же скоростью, что и часы наблюдателя на Земле.

Тут начинается самое интересное. Робо-Джефф вылетает с Земли и облетает струны против часовой стрелки. Мы уже обнаружили, что, с точки зрения наблюдателя, который пролетает между струн, Робо-Джефф прибывает раньше, чем стартовал. После чего немедленно стартует обратно.

Дальше — лучше. На обратном пути доктор Дейв видит в точности то же самое с той лишь разницей, что Робо-Джефф пролетает вокруг левой струны. И снова, с точки зрения доктора, Робо-Джефф прилетел раньше, чем улетел с Квагнара VII, а это произошло, в свою очередь, до того, как он улетел с Земли.

Повторяем: Робо-Джефф прибывает обратно на Землю до того, как улетел с нее, — с точки зрения и доктора Дейва, и, главное, населения Земли. В этом сценарии он сумеет вернуться в прошлое, пожать руку самому себе до старта на Квагнар VII и изменить историю настолько, насколько это позволят законы путешествий во времени.

Разумеется, есть несколько важных предостережений. Как и в случае машины времени, основанной на кротовой норе, нельзя отправиться в прошлое до того, как машина времени будет изобретена и создана.

Кроме того, есть одна важная физическая оговорка. Нет никаких наблюдаемых свидетельств того, что космические струны существуют на самом деле, а если они не существуют, создать их будет трудно (если вообще удастся). Во-первых, данный конкретный дизайн требует космических струн бесконечной длины, и на создание такой струны уйдет бесконечно много времени. А во-вторых, существует вполне реальная проблема — как разогнать гигантские струны почти до скорости света.

Наш вердикт: манипуляции с космическими струнами, вероятно, возможны для крайне развитых цивилизаций, но только в том случае, если космические струны уже существуют.

VII. Так каковы же мои шансы изменить прошлое?

Послушайте, в конце концов, я могу создать машину времени или нет?!

Вы? Едва ли.

Возможно ли это физически для суперцивилизации? Вероятно, но это сильно зависит от существования всякой всячины вроде кротовых нор, космических струн и экзотической материи, а также от наличия технологии, позволяющей обуздывать колоссальную энергию и манипулировать ей.

Однако есть и несколько весьма реальных ограничений. Каждая практическая модель машины времени, основанная на общей теории относительности, имеет два встроенных механизма безопасности. Первый — машины времени позволят вам посещать только периоды после того, как они были изобретены. Второй и, вероятно, главный — все они должны соответствовать теореме Новикова о том, что у Вселенной есть лишь одна история.

В ответ на машину времени на кротовых норах, которую предложил Торн, Джо Полчински из Техасского университета поднял вопрос о том, нельзя ли поставить опыт, который был бы эквивалентом «парадокса дедушки», но с бильярдными шарами. Чтобы проделать этот эксперимент, мы создаем временную разницу не в 12 лет, а всего в 3–4 секунды.

Представьте себе, что вы берете кий и отправляете бильярдный шар в одно из устьев вашей машины времени, основанной на кротовой норе. Если это «позднее» устье, то за некоторое время до того, как вы нанесете удар (хотя потенциально после того, как вы ударили по мячу) из «раннего» устья вылетит второй мяч.

Считайте это вариантом мини-гольфа, когда вы загоняете мяч в лунку на вершине холма, а он вылетает из водосточной трубы у подножия, — только в данном случае вы умудряетесь организовать все так, что мяч вылетает из второй дырки раньше, чем вы загоняете его в первую.

Вероятно, умелый бильярдист сумел бы загнать бильярдный шар в первую лузу, то есть в первое устье кротовой, норы, так, что он вылетит из второй («ранней») как раз в тот момент, чтобы столкнуться с шаром, посланным в результате первоначального удара, и сбить его с траектории. Но если шар сбился с траектории — что же вылетело из устья кротовой норы и сбило его?