К полудню 28 июня 2009 года в нарядно украшенном зале кембриджского Колледжа Гонвилла и Киза все было готово для встречи гостей. Шампанское остывало на льду, надувные шары празднично парили у потолка. Под надписью« Добро пожаловать, путешественники во времени!» в одиночестве скучал Стивен Хокинг.

Роман Фишман

Сообщение о грандиозной вечеринке было обнародовано только после ее завершения. Поэтому чокнуться бокалами с ученым могли бы лишь те, кто, прочтя объявление, сумел бы вернуться во времени назад. Увы, Хокинг не без горечи констатировал, что так никого и не дождался. Даже «Хокинг из будущего» не явился и не рассказал себе самому основы заветной «Теории всего», которая могла бы увенчать грандиозное здание современной физики.

Но, может быть, ученый чего-то не договаривает? В конце концов, сегодня машинами времени занимаются не только писатели-фантасты, но и самые серьезные ученые. И принципиальных ограничений на их создание пока не найдено, а физики любят замечать: «Что не запрещено, то обязательно к исполнению». Мы назовем лишь несколько возможностей, которые позволили бы Хокингу из будущего переместиться во времени.

Хокинг набирает скорость

Классическое время Ньютона было универсальным, неизменным и однонаправленным, как течение реки или полет стрелы. Все изменилось благодаря Эйнштейну: уже в специальной теории относительности он показал, что движение времени становится то быстрее, то медленнее, в зависимости от скорости перемещения в пространстве. И если Хокинг будет лететь достаточно быстро относительно Земли, то все происходящее на ней пронесется для него будто в ускоренном кино — и он переместится в будущее.

Точнее говоря, уже перемещается: такие путешествия мы все совершаем постоянно, хотя это почти незаметно при скоростях, с которыми нам обычно приходится иметь дело. Каждый раз, проведя восемь нудных часов в самолете, пересекающем Атлантику на скорости 920 км/ч, Стивен Хокинг оказывается только на 10 наносекунд в будущем. И даже действующий рекордсмен путешествий во времени космонавт Геннадий Падалка, который провел на МКС в общей сложности 820 дней, двигаясь по околоземной орбите со средней скоростью 27600 км/ч, переместился в будущее всего на пару десятков миллисекунд. Это, наверное, не слишком впечатляет: пока мы не найдем способ ускорить Стивена Хокинга до околосветовых скоростей, эффекты специальной теории относительности останутся для него мизерными — как и для нас. Однако они заметны и важны для науки и точных технологий, например при наблюдении частиц, разогнанных в Большом адронном коллайдере, или при сопоставлении сигналов времени, приходящих со спутников GPS.

Хокинг в поле гравитации

Из физики Эйнштейна вытекают и другие способы изменить скорость течения времени. В описании общей теории относительности оно неотделимо от пространства, представляя часть единого четырехмерного континуума. Поэтому все, что искривляет пространство, будет деформировать и время. Так действует, например, гравитация: чем она сильнее, тем медленнее движется время. Этот эффект был доказан даже прямыми измерениями, проведенными американским Национальным институтом стандартов и технологий (NIST). Синхронизировав пару сверхточных атомных часов, ученые немного приподняли одни из них, слегка удалив от центра тяжести Земли, и вскоре между часами обнаружились расхождения. Если бы не этот эффект, Геннадий Падалка оказался бы в будущем еще немного дальше. Зато так «молодеют» подводники: после полугода на глубине 300 м они выигрывают у нас около 500 наносекунд.

Но чтобы замедление времени было действительно ощутимо, понадобится гравитационное поле намного мощнее земного. Тут Хокинг из будущего мог бы обратить внимание на самые плотные объекты во Вселенной — например, нейтронные звезды. У их поверхности гравитация столь велика, что время здесь может течь в разы неторопливей, чем на Земле. А уж в окрестностях черных дыр его замедление будет еще заметнее. Если Стивену Хокингу довелось бы падать в одну из них, то в какой-то момент его личное время стало бы течь настолько медленнее остальной Вселенной, что перед его тускнеющими глазами пронеслась бы вся будущая история мира.

Но даже если в будущем люди научатся ускорять космические корабли до околосветовой скорости или найдут способ выжить близ черной дыры, вряд ли Стивен Хокинг мог бы навестить самого себя в прошлом и подсказать секреты «Теории всего». Все эти «старые эйнштейновские» способы позволяют перемещаться лишь вперед, а в прошлое ведут совсем другие дороги.

Хокинг описывает круги

Еще в середине прошлого века великий математик Курт Гёдель продемонстрировал решение гравитационных уравнений общей теории относительности для Вселенной, все вещество в которой вращается. Такое вращение увлекает за собой пространство-время, и если Стивен Хокинг начнет двигаться в этом крутящемся континууме, то для стороннего наблюдателя он может перемещаться быстрее скорости света, уходя все дальше в прошлое.

Криогенная машина времени

Самый очевидный способ переместиться в будущее — воспользоваться криогенной заморозкой, как это вышло у главного героя анимационного сериала «Футурама». Пока на Земле сменяются года и эпохи, ваше личное время будет ползти на холоде медленней черепахи, и, проснувшись, вы окажетесь в новом мире. Если только люди будущего сумеют вас разморозить или, например, вырастить клон вашего тела, переместив сознание вместе со всеми воспоминаниями в новый мозг.

К сожалению, Вселенная не вращается, иначе бы мы видели существенное различие в излучении, приходящем к нам из разных частей космоса. Поэтому все эти выкладки остались лишь поучительным математическим упражнением. Однако четверть века спустя после Гёделя Фрэнк Типлер показал, что того же результата можно добиться, построив массивный цилиндр бесконечной длины и вращая его вдоль оси. По мере того как скорость вращения цилиндра будет приближаться к световой, он будет все сильнее увлекать за собой окружающее пространство-время. Хокингу из будущего останется лишь облететь вокруг него, чтобы попасть в прошлое и подсказать себе основы «Теории всего». Проблема лишь в одном — создать бесконечный цилиндр, вряд ли это по силам даже Стивену Хокингу, и даже из будущего.

Впрочем, аналоги такого цилиндра могут найтись уже в готовом виде — это космические струны, существование которых было предположено в 1990-х Ричардом Готтом. Это совсем не те невероятно крошечные объекты, о которых говорится в теории струн. Наоборот, космические струны — одномерные складки пространства-времени — могут иметь длину в десятки парсек и колоссальную массу.

Оригинальный способ закрутить пространство-время предложил в 2001 году Рональд Маллетт. По его расчетам, достаточно максимально замедлить два мощных лазерных луча и заставить их циркулировать по кругу в противоположных направлениях. В центре этого кольца «ткань космоса» будет свертываться спиралью, и, перемещаясь по ней, мы сможем двигаться во времени. Но для этого понадобится не только создать два мощных пучка лазерного излучения и закрутить их в разные стороны. Максимального эффекта можно добиться еще и замедлив свет — впрочем, делать это физики научились давно: в 2000 году, заставив свет двигаться сквозь сверххолодный бозе-эйнштейновский конденсат, они замедлили его до 1 м/с.

Гравитация такой струны должна сильно деформировать ткань космоса в своих окрестностях. И если Хокинг из будущего найдет хотя бы пару этих струн, сближающихся с околосветовой скоростью, если правильным образом облетит их, то он сможет успеть на свою вечеринку в 2009 год. Жаль только, что существование космических струн до сих пор так и не доказано.

Хокинг падает в нору

Ну а самая популярная модель машины времени появилась в середине 1980-х, с описанием «проходимых» кротовых нор. Еще задолго до этого было известно, что динамичные, деформируемые гравитацией линии пространства-времени могут перезамыкаться, образуя тоннели, связывающие самые разные его участки, далекие галактики и другие времена. Однако Вселенная таких кульбитов не любит, и, скорее всего, кротовые норы существуют лишь в мире элементарных частиц, неудержимо схлопываясь и превращаясь в черные дыры, такие же микроскопические и нестабильные.

Идея использования кротовых нор для путешествий во времени впервые пришла в голову астроному Карлу Сагану, который и поделился ею со своим коллегой Кипом Торном. Увлекшись яркой гипотезой, тот вместе со своим студентом Майком Моррисом показал, что при определенных условиях это возможно: кротовую нору можно стабилизировать, превратив в туннель, подходящий для путешествий в обе стороны. Для этого понадобится сущая мелочь — некое «экзотическое вещество», действующее против гравитации, которая стремится кротовую нору сжать и уничтожить. Вскоре нашелся и подходящий на эту роль кандидат — отрицательная энергия, которая создается в вакууме между парой параллельных пластин под действием квантовых флуктуаций (она известна в физике как сила Казимира). Правда, для создания достаточно мощного эффекта потребуется невероятное количество энергии, которое до сих пор человечеству и не снилось. Но на такие мелочи Хокинг из будущего вряд ли обратит внимание.

Кротовую нору он мог бы найти в космосе — считается, что некоторые из них могли выжить еще с диких времен молодости Вселенной — или получить искусственно, в сверхмощном ускорителе частиц. Хокингу понадобилось бы лишь вырастить ее до подходящих размеров и стабилизировать с помощью эффекта Казимира. Затем он мог бы прицепить один из входов кротовой норы к могучему космическому тягачу и перенести его в будущее одним из эйнштейновских способов — разогнав почти до скорости света или поместив поближе к нейтронной звезде. Кротовая нора сохранит накопленную разницу во времени между двумя своими входами, а Хокингу останется лишь прыгнуть внутрь, в другое время.

Впрочем, можно заметить, что путешествие в прошлое на машине времени Торна-Морриса возможно лишь до определенного момента. До того самого, когда была создана кротовая нора: один ее вход будет перемещаться в будущее быстрее второго, но в прошлое в этой модели они не удаляются.

Хокинг в стране парадоксов

За прошедшие со знаменательной вечеринки годы Стивен Хокинг высказал несколько новых замечательных идей, связанных с космологией и гравитацией, черными дырами и другими вселенными… Быть может, он действительно что-то скрывает, и на празднике в 2009 году ученый встретил самого себя из будущего и подсказал себе самому пару свежих мыслей? Здесь мы встречаем первый парадокс.

Представим, что Стивен Хокинг из будущего узнал суть «Теории всего» из публикации, скажем, в Nature, а потом отправился в прошлое и рассказал ее себе. Тогда спустя какое-то время Хокинг из наших дней сообщит о грандиозном открытии в Nature, где в будущем и прочтет о нем… Но тогда откуда взялось само открытие? Кто его совершил и как? Ведь Хокинг из будущего просто узнал о нем из журнала, а Хокинг из прошлого услышал от самого себя…

Все станет еще намного хуже, если у Стивена Хокинга из будущего случится конфликт с собой прошлым и он попытается себя убить. Кто тогда сконструирует машину времени и, переместившись в ней на вечеринку, совершит убийство? Да никто. Но тогда ученый благополучно доживет до будущего, сядет в машину времени, попадет на вечеринку и убьет самого себя в прошлом?.. Это настоящий король всех темпоральных парадоксов, и для разрешения его придумано несколько возможностей.

Одна из этих возможностей была сформулирована в 1990 году Игорем Новиковым в рамках известного «принципа самосогласованности». Он говорит, что нарушить естественное течение вещей во временной петле невозможно, поскольку вероятность любых событий, которые ведут к этому, быстро стремится к нулю. Иначе говоря, «что было — то уже состоялось», и все уже вписано в историю Вселенной. Даже если Хокинг из будущего решит уничтожить самого себя в прошлом, у него ничего не получится по самым разным — любым — причинам. Сама суть вещей не позволит ему совершить убийство, нарушающее законы не только человеческие, но и физические.

Другой вариант предлагает теория о существовании бесчисленных «параллельных» вселенных, в которых реализуются все возможные сценарии. Время бесконечно ветвится в каждом вероятностном событии, и все они происходят на самом деле, только в разных мирах. В некоторых из этих вселенных Стивен Хокинг лично участвует в создании машины времени и посещает свою вечеринку в 2009 году. Где-то он конфликтует с собой прошлым, а где-то подсказывает себе идею «Теории всего». Жаль, что случилось это, видимо, не в нашем мире. Или?..

Статья «Машины времени, или Хокинг против Хокинга» опубликована в журнале «Популярная механика» (

Запустил проект «Вопрос учёному», в рамках которого специалисты будут отвечать на интересные, наивные или практичные вопросы. В новом выпуске доктор физико-математических наук Алексей Рубцов рассказывает, можем ли мы построить машину времени.

Возможно ли создать
машину времени?

Алексей Рубцов

Физик, доктор физико-математических наук, профессор кафедры квантовой электроники Физического факультета МГУ, внешний исследователь РКЦ

Вопрос о возможности создания машины времени - это вопрос об универсальной применимости принципа причинности и близко с ним связанного второго закона термодинамики. Выражаясь простым языком, принцип причинности говорит нам, что всегда и везде, в любых системах отсчёта и для всех явлений следствие не может предшествовать причине. Сначала гремит гром, а затем крестится мужик. Второй закон термодинамики, опять же намеренно упрощая, утверждает, что замкнутые системы всегда меняются в сторону возрастания беспорядка (энтропии) . Например, сахар со временем растворяется в воде, потому что сироп обладает большей энтропией, нежели составляющие его сахар и вода по отдельности. Для того чтобы вновь разделить сахар и воду, нужно затратить энергию (например, нагреть раствор).

Ясно, что возможность путешествия во времени нарушила бы оба этих закона: прыгнувший на несколько секунд в прошлое мужик мог бы перекреститься перед вспышкой молнии, а отправив в прошлое сахарный сироп, мы бы увидели, как из него сами по себе возникают не смешанные вода и сахар.

Интересно, что никакие другие физические законы не устанавливают разницы между прошлым и будущим. Большая часть уравнений вообще не меняет своего вида при изменении направления течения времени, остальные остаются неизменными при одновременной смене направления временнОй оси и знаков ещё нескольких физических величин (простейший пример такого рода - системы с магнетизмом, в которых надо одновременно менять знак оси времён и направление магнитного поля).

Вполне может оказаться, что в будущем мы услышим о какой-нибудь «квантовой машине времени». Но путешествия во времени от этого возможными, к сожалению, не станут.

Таким образом, принцип причинности и второе начало термодинамики в современной картине знаний представляют собой изолированные утверждения - если вдруг окажется, что они не выполняются, остальная часть научного знания останется неизменной. Можно провести аналогию с пятой аксиомой Евклида: опирающаяся на постулат о непересечении параллельных прямых теория правильно описывает геометрию на плоскости, но отмена этой аксиомы не приводит к катастрофе - получается неевклидова геометрия, описывающая, например, свойства фигур на поверхности сферы.

Разница межу физикой и математикой, однако, состоит в том, что математике интересны любые теории, а физике - только описывающие наш реальный мир, существующий в единственном экземпляре. И в этом реальном мире принцип причинности, судя по всему, не нарушается. Конечно, всегда можно думать, что мы этих нарушений не замечаем, но вероятность такого положения дел крайне мала - как и все фундаментальные законы, принцип причинности проявляет себя в самых разных аспектах наблюдаемой действительности, и пройти мимо его нарушения было бы сложно.

Нужно сказать ещё вот о чём. Учёные не меньше газетчиков любят броские названия, и последнее время стало модным заимствовать для новых открытий термины из научной фантастики, чтобы привлечь к ним внимание сообщества. Один из ярких примеров - термин «квантовая телепортация», соответствующий абсолютно реальной и очень красивой квантово-информационной технологии, не имеющей, впрочем, ничего общего с телепортами из книжек и компьютерных игр. Вполне может оказаться, что в будущем мы услышим о какой-нибудь «квантовой машине времени». Но путешествия во времени от этого возможными, к сожалению, не станут.

34-летний физик-самоучка Алексей Расулов из деревни Воронцово Курского района уверен, что путешествия во времени возможны. Свою теорию он подкрепляет необходимыми расчетами и схемами «машины будущего».

Деревня Воронцово, обозначенная далеко не на всех картах и даже невидимая для спутникового навигатора, укрылась в настоящей сельской глубинке. Это, однако, не мешает ее жителю Алексею Расулову заниматься исследованиями глобального масштаба.

Дома у курского ученого-самоучки на полках аккуратно расставлены тома энциклопедий, справочников и монографий по физике, механике и проблемам исследования Вселенной.

Если других воронцовцев больше интересуют огород и хозяйство, то у Расуловых в повседневном обиходе непонятные многим «адронные коллайдеры», «кванты», «дейтерии» и «черные дыры». Насколько проекты Алексея научно обоснованы и реальны для воплощения в жизнь, судить сложно, но мы откликнулись на приглашение приехать к нему в гости, чтобы воочию увидеть место, где обсуждаются возможности холодного ядерного синтеза и разрабатывается машина времени.

Родился Алексей в семье инженеров, что и определило выбор специальности. Отучился на инженера-электрика сначала в Курском железнодорожном техникуме, а затем в «политехе» (ныне – ЮЗГУ). Уже тогда ум пытливого студента бередила теория холодного ядерного синтеза, предполагающая осуществление атомной реакции без нагревания вещества.

Расулов с детства любил много читать, хорошо учился, а физика была одним из любимых предметов в школе. 10 лет назад став инвалидом, он полностью посвятил себя исследованиям, юношеские увлечения переросли в нечто большее. Но корни всего, без сомнения, оттуда.

«Тот же Жюль Верн предугадал многие научные открытия, в чем мы убеждаемся по прошествии лет, – говорит курянин. – В том числе он полагал, что из воды и воздуха можно добывать энергию. Оперируя тем, что закись азота появляется из-за высокого напряжения на линиях электропередач, я предположил, что она существует и в тучах – там тоже высокая напряженность электрического поля».

Алексей, разумеется, не столь наивен, чтобы опираться лишь на художественную литературу. Не одну неделю провел в областной научной библиотеке им. Н. Н. Асеева, с упорством изучая все имеющиеся по интересующей его тематике труды. Особый упор делал на работы Мигеля Алькубьерре, Курта Геделя, Джона Ричарда Готта и нобелевского лауреата по физике Виталия Гинзбурга.

Машина времени – послание инопланетян

Дебютом на научной арене Расулов считает выступление на международном конгрессе «Фундаментальные проблемы естествознания и техники» в Санкт-Петербурге в 2010 году. Откликом на прочитанный им доклад о холодном ядерном синтезе стала рецензия организаторов: «В небольшом эссе Расулова предлагается заслуживающая особого внимания идея о необходимости учета в ядерных реакциях азота, который участвует в процессах распада и синтеза с положительным энергетическим выходом».

Курянин публиковался в газете «Аномалия», журналах «Изобретатель и рационализатор», «Итоги» и даже в «Энергетике», входящей в список рецензируемых научных изданий Высшей аттестационной комиссии при Минобрнауки РФ и включенной в список международных баз цитирования.

В теории холодного ядерного синтеза кроется и секрет путешествия во времени. На ее основании Расулов построил догадку: как будет выглядеть и действовать механизм, способный переместить человека в прошлое или будущее.

«Огромная установка размером с Курскую область или даже больше должна быть построена под землей подобно адронному коллайдеру на границе Швейцарии и Франции, – поясняет Алексей. – Внутри по диаметру находятся несколько дуг электромагнитов, взаимодействующих с шаром из электронов на ядерном уровне.

Чтобы создать гравитационное поле, достаточное для образования черной дыры, шар необходимо разогнать до скорости света. В этот момент пространство и время деформируются, а в черной дыре появляется «червоточина» – туннель, через который человек сможет путешествовать во времени».

Кстати, в свое время Расулов пытался разгадать тайну кругов на полях, которые якобы оставляют инопланетные цивилизации. По его мнению, не исключено, что этими загадочными рисунками НЛО изображают машину времени, благодаря которой они сами попадают на Землю. Он в 2014 году наблюдал похожие круги недалеко от Курска – об этом даже снял сюжет один из областных телеканалов.

Проект по созданию машины времени требует колоссальных денежных вложений, но есть и техническая сложность. Исследователь признает: в мире пока не существует компьютера, мощности которого хватило бы на управление новой киберсистемой. Однако человечество не стоит на месте, и в будущем это станет возможно.

«Путешествия в другие миры, прошлое и будущее позволят переписать историю, избежать многих войн и катастроф, – говорит Расулов. – Это было бы достоянием всех людей. Лично я бы использовал машину времени для того, чтобы отправиться на несколько лет назад, когда можно было предотвратить трагедию, сделавшую меня инвалидом».

Сложно, но возможно
Пол Дэйвис

Знаменитый роман "Машина времени", написанный Гербертом Уэллсом в 1895 г., вдохновил многих писателей фантастов. Возможно ли на самом деле путешествие во времени? Удастся ли создать аппарат, который смог бы отправить человека в прошлое или в будущее?

Многие годы путешествия во времени не вписывались в рамки серьезной науки. Тем не менее эта тема стала чем-то вроде побочного занятия для физиков-теоретиков. Размышления о путешествиях во времени приводят к довольно забавным и в то же время весьма глубокомысленным выводам. Например, сущность единой теории физики, основанной на понимании связи между причиной и следствием, придется серьезно пересмотреть, если свободное перемещение во времени хотя бы в принципе возможно.

Наиболее полное понятие о времени дает нам теория относительности Эйнштейна. До ее возникновения время считалось универсальным и абсолютным, одинаковым для каждого наблюдателя независимо от его физического состояния. В своей специальной теории относительности Эйнштейн выдвинул предположение, что значение интервала времени, измеряемого между двумя событиями, зависит от того, каким образом движется наблюдатель. Иными словами, два наблюдателя, движущихся по-разному, отметят различную продолжительность интервалов между одними и теми же двумя событиями.

Подобные явления часто называют "парадоксом близнецов". Представьте, что Салли и Сэм - близнецы. Салли садится в космический корабль и на высокой скорости отправляется к ближайшей звезде, затем разворачивается и летит на Землю, где ее ждет Сэм. Пусть для Салли продолжительность полета составит, скажем, один год. Когда она вернется, то обнаружит, что за время ее отсутствия на Земле прошло 10 лет, а ее ше ее на 9 лет. Получается, что Салли брат Сэм стар и Сэм теперь не ровесники, хотя и родились в один и тот же день.

Этот пример иллюстрирует один из вариантов путешествия во времени: в результате своего полета Салли переместилась на 9 лет в будущее Земли.

Сдвиг во времени

Эффект растяжения времени возникает всякий раз, когда один наблюдатель движется относительно другого. В повседневной жизни мы не замечаем искажений времени, поскольку они проявляются лишь при околосветовых скоростях. Даже скорость самолетов настолько мала, что растяжение времени за обычный авиаперелет составляет лишь несколько наносекунд. Что и говорить, масштабы далеко не уэллсовские. Тем не менее атомные часы достаточно точны, чтобы зарегистрировать этот временной сдвиг и доказать, что время при движении растягивается. Итак, путешествие в будущее, пусть даже в очень близкое будущее, - подтвержденный факт.

Три непростых этапа создания туннельной машины времени

1 Сначала необходимо найти или создать звездные врата - туннель, соединяющий две точки пространства. Возможно, такие туннели существуют еще со времен Большого взрыва. В противном случае придется иметь дело с естественными субатомарными пространственно-временными туннелями, которые могут возникать и исчезать повсюду, или с искусственными - созданными при помощи ускорителей элементарных частиц. Микротуннели необходимо будет увеличивать до приемлемых размеров, вероятно, используя при этом энергетические поля, схожие с теми, которые заставили пространство мгновенно расшириться сразу после Большого взрыва.

2 Затем необходимо обеспечить устойчивость туннеля. Введение в него отрицательной энергии, полученной квантовыми методами при помощи так называемого эффекта Казимира, позволит сигналам и материальным объектам безболезненно проходить сквозь звездные врата. Отрицательная энергия будет препятствовать стремлению туннеля сжаться в точку с бесконечной (или почти бесконечной) плотностью и стать черной дырой.

3 Теперь с помощью космического корабля можно отбуксировать один из входов туннеля к поверхности нейтронной звезды, обладающей невероятной плотностью и мощным полем тяготения, которое замедлит ход времени. При этом на другом конце туннеля время будет лететь быстрее, и входы звездных врат окажутся разделены не только в пространстве, но и во времени.

Чтобы пронаблюдать действительно заметные искажения времени, нам придется заглянуть за пределы повседневного опыта. В больших ускорителях элементарные частицы могут быть разогнаны до скоростей, близких к скорости света. Некоторые из частиц, такие как мюоны, обладают "встроенными часами", ибо имеют определенный период полураспада. Наблюдения показывают, что в соответствии с теорией Эйнштейна мюоны, движущиеся в ускорителе с высокой скоростью, распадаются медленнее. Для неподвижного наблюдателя заметные временные искажения испытывают и частицы космических лучей. Скорость движения этих частиц настолько близка к скорости света, что с их "точки зрения" они пересекают галактику за считанные минуты, хотя в земной системе отсчета это занимает десятки тысяч лет. Если бы не проявлялось растяжение времени, подобные частицы никогда не достигли бы Земли.

Скорость - один из способов перенестись в будущее. Другой способ - гравитация. В общей теории относительности Эйнштейн показал, что гравитация замедляет ход времени. Часы на крыше идут немного быстрее, чем часы в подвале, которые находятся ближе к центру Земли и поэтому сильнее испытывают влияние ее поля тяготения. Аналогично часы в космосе идут быстрее, чем на Земле. Наблюдаемые отклонения очень незначительны, однако они были зафиксированы высокоточными часами. Эти искажения времени были учтены при создании Глобальной системы позиционирования (GPS), иначе моряки, таксисты и крылатые ракеты постоянно сбивались бы с курса.

Гравитация нейтронных звезд настолько велика, что время на их поверхности замедляется примерно на 30% по сравнению со временем на Земле. События, происходящие на Земле и наблюдаемые с одной из таких звезд, будут похожи на ускоренное видео. Черные дыры представляют предельный вариант искажения времени: на их поверхности время неподвижно застыло для внешнего наблюдателя. Это значит, что за то короткое время, которое наблюдатель затратит на падение на поверхность черной дыры, во всей остальной Вселенной пройдет целая вечность. Поэтому для стороннего наблюдателя область внутри черной дыры находится за пределами конца времен. Если бы некий космонавт сумел приблизиться к черной дыре на малое расстояние, а затем вернуться живым и невредимым, - несомненно, фантастичный и к тому же безрассудный проект, - то он смог бы оказаться в далеком будущем.

Голова идет кругом

До сих пор речь шла о перемещении в будущее. А как насчет путешествия в прошлое? Здесь все гораздо сложнее. В 1948 г. Курт Гедель (Kurt Gaedel) нашел решение для составленных Эйнштейном уравнений гравитационного поля, описывающих вращающуюся Вселенную. Путешествуя в пространстве такой Вселенной, космонавт может достичь своего прошлого. Это происходит вследствие воздействия поля тяготения на электромагнитные волны. В такой Вселенной свет (и, соответственно, причинно-следственная связь между объектами) будет вовлечен во вращательное движение, что позволит материальным объектам описывать траектории, замкнутые не только в пространстве, но и во времени. Пожав плечами, решение Геделя отложили в сторону как математический парадокс - в конце концов, нет свидетельств того, что вся наша Вселенная вращается. Тем не менее полученный Геделем результат показал, что теория относительности не исключает перемещения назад во времени. Более того, сам Эйнштейн был озадачен этим фактом.

Самой большой проблемой при создании туннельной машины времени
является построение пространственно-временного туннеля

Были придуманы и другие сценарии путешествия в прошлое. Так, в 1974 г. Фрэнк Дж. Типлер (Frank J. Tipler) из Университета Тулейна рассчитал, что массивный бесконечно длинный цилиндр, вращающийся вокруг своей оси с околосветовой скоростью и закручивающий свет вокруг себя в кольцо, может позволить космонавтам попасть в свое прошлое. В 1991 г., Дж. Ричард Готт (J. Richard Gott) из Принстонского университета предсказал, что космические нити - структуры, сформировавшиеся, по мнению космологов, на ранних стадиях после Большого взрыва, - могут породить похожий эффект. А наиболее правдоподобный сценарий машины времени появился в середине 80-х гг. прошлого века. Он основан на концепции пространственно-временного туннеля.

В научной фантастике пространственно-временные туннели часто называются звездными вратами; они представляют кратчайший путь между двумя далеко разнесенными в пространстве точками. Войдя в гипотетический пространственно-временной туннель, вы можете через несколько мгновений выйти из него на другом конце галактики. Звездные врата действительно вписываются в общую теорию относительности, согласно которой тяготение искажает не только время, но и пространство. Эта теория позволяет провести аналогию с объездной дорогой и туннелем, соединяющими две точки пространства. Математики называют такое пространство многосвязанным. Так же как туннель сквозь горный хребет обычно короче объездной дороги, так и пространственно-временной туннель может быть короче пути в обычном пространстве.

Фантастический пространственно-временной туннель описан в романе Карла Сагана "Контакт", вышедшем в свет в 1985 г. Вдохновленный Саганом, Кип С. Торн (Kip S. Thorne) и его сотрудники из Калифорнийского технологического института решили выяснить, не противоречит ли идея звездных врат законам современной физики. Отправной точкой их исследований стало предположение о том, что пространственно-временной туннель должен быть схож с черной дырой, являясь телом с чудовищной силой тяготения. Однако в отличие от черной дыры, которая предлагает безвозвратно отправиться в никуда, звездные врата должны иметь не только вход, но и выход.

В петле

Чтобы пространственно-временной туннель был проходимым, он должен содержать, говоря словами Торна, экзотическую материю. Это должно быть нечто, создающее антигравитационное поле и тем самым препятствующее превращению массивной системы в черную дыру под действием собственной гигантской массы. Источником антигравитации, или гравитационного отталкивания, может стать отрицательная энергия. Как известно, отрицательные энергетические состояния присущи некоторым квантовым системам. Это наводит на мысль, что существование торновской экзотической материи не противоречит законам физики. Тем не менее пока неизвестно, удастся ли создать достаточное количество антигравитационного вещества для стабилизации туннеля (см. статью Лоренса Г. Форда (Lawrence H. Ford) и Томаса А. Романа (Thomas A. Roman) "Отрицательная энергия, пространственно-временные туннели и искривляющий двигатель" (Negative Energy, Wormholes and Warp Drive) в январском номере Scientific American за 2000 год).

Источник парадоксов

ПРЕСЛОВУТЫЙ МАТЕРИНСКИЙ ПАРАДОКС и ЕГО РАЗГАДКА
Пресловутый материнский парадокс возникает тогда, когда люди или материальные объекты попадают в свое прошлое и изменяют его. Простой пример: бильярдный шар попадает в туннельную машину времени. Вылетая из нее в прошлом, он сталкивается с самим собой и препятствует своему попаданию в туннель.

Разгадка парадокса проста: поведение бильярдного шара не должно противоречить логике или законам физики. Шар не может вылететь из туннеля так, чтобы самому себе помешать в него попасть. Зато он может пройти звездные врата бесконечным числом других способов.

Вскоре Торн и его коллеги осознали, что в случае создания стабильного пространственно-временного туннеля он может быть использован как машина времени: пройдя через такой туннель, можно будет оказаться не только в другой точке Вселенной, но и в другой точке времени - в прошлом или в будущем.

Чтобы приспособить туннель для путешествий во времени, необходимо один из его входов отбуксировать на достаточно близкое расстояние к поверхности нейтронной звезды. Тяготение звезды замедлит время вблизи этого входа в туннель, поэтому разница во времени между двумя входами будет накапливаться. Если затем поместить оба входа в соответствующем месте пространства, разница во времени между ними останется зафиксированной.

Предположим, что эта разница составит 10 лет. Пройдя через такой туннель в одном направлении, космонавт перенесется на 10 лет в будущее. Другой космонавт, пройдя сквозь туннель в обратном направлении, переместится на 10 лет в прошлое. Вернувшись с большой скоростью к месту своего отправления через обычное пространство, второй космонавт сможет оказаться дома еще до начала своего путешествия. Другими словами, пространственная петля может стать петлей во времени. Единственное ограничение - космонавт не может вернуться в тот период времени, который предшествовал созданию пространственно-временного туннеля.

Самой большой проблемой при создании туннельной машины времени является построение пространственно-временного туннеля. Возможно, наше пространство пронизано такими туннелями еще со времени Большого взрыва. В таком случае высокоразвитая цивилизация могла бы воспользоваться одним из них. Пространственно-временные туннели могут также возникать в микроскопических масштабах и иметь размеры порядка атомного ядра. В принципе такой туннель может быть стабилизирован энергетическим импульсом и затем как-нибудь растянут до приемлемых размеров.

Запрещено цензурой!

Допустим, что инженерные трудности преодолимы. Тогда создание машины времени открывает ящик Пандоры, содержащий массу причинных парадоксов. Представьте себе путешественника, который отправляется в прошлое и убивает свою мать, которая в тот момент была еще маленькой девочкой. Бессмыслица, не правда ли? Если девочка погибает, то она не может стать матерью нашего путешественника. Но если он никогда не был рожден, то как он попал в прошлое и убил свою мать?

Парадоксы такого рода возникают всякий раз, когда путешественник пытается внести в свое прошлое заведомо невозможные изменения. Однако это не мешает кому-нибудь быть частью своего прошлого. Предположим, что, попав в прошлое, путешественник спасает юную леди от убийства, а она затем становится его матерью. Причинная петля в этом случае является самосогласованной и не выглядит парадоксальной. Таким образом, причинная согласованность может накладывать ограничения на действия путешественника во времени и вместе с тем не исключает путешествия во времени как таковые.

Не являясь строго парадоксальными, путешествия во времени, несомненно, остаются загадочными. Вообразим, что путешественник попадает в будущее на один год вперед и в свежем выпуске Scientific American знакомится с новой математической теоремой. Запомнив ее доказательство, он возвращается в прошлое и рассказывает о ней некоему студенту, который затем публикует статью об этой теореме в упомянутом журнале. Разумеется, это та самая статья, которую читал наш путешественник. Встает вопрос: откуда взялась информация о теореме? Не от путешественника, поскольку он всего лишь прочитал о теореме статью. Но и не от студента, который услышал о теореме от путешественника. Получается, что информация появилась ниоткуда и безо всякой причины.

Неестественные последствия путешествий во времени заставили некоторых фантастов напрочь отказаться от этой идеи. Стефан Хокинг (Stephen W. Hawking) из Кембриджского университета выдвинул "гипотезу защиты хронологии", которая запрещает существование причинных петель. Поскольку теория относительности, как известно, допускает путешествия в прошлое, то для защиты хронологии должен существовать какой-либо фактор, запрещающий такие путешествия. Что может стать таким фактором? Возможно, на помощь придут квантовые процессы. Существование машины времени позволит частицам попадать в свое собственное прошлое. Вычисления показали, что возникающая в результате этого цепная реакция породит расходящуюся энергетическую волну, которая разрушит туннель.

Защита хронологии все еще остается гипотезой, поэтому путешествия во времени пока не могут считаться невозможными. Вероятно, окончательное решение этой проблемы будет возможно в случае успешного обобщения квантовой механики и теории тяготения с использованием теории струн и ее дополнений (так называемой М-теории). Вполне возможно, что ускорители элементарных частиц следующего поколения будут способны создавать субатомарные пространственно-временные туннели, стабильности которых будет достаточно для совершения ближайшими частицами стремительных временных петель. Это будет лишь отголосок уэллсовского видения машины времени, который, впрочем, навсегда изменит нашу картину физической реальности.

В далеком 1895 году был издан научно-фантастический роман Герберта Уэллса "Машина времени". Идея пришлась по вкусу всем, вне зависимости от уровня образования и социального статуса. Мечтатели с удовольствием переносились в будущее и становились наблюдателями новейших достижений техники или возвращались в прошлое, пытаясь повлиять на ход событий. Некоторые не просто мечтали, но и предпринимали попытки воссоздать такую машину. Да что там! Поговаривают, что та же Теория относительности Эйнштейна возникла на волне всеобщей истерии вокруг машины времени.

Долго ли до путешествий во времени?

С тех пор минуло столетие, а интерес к межвременному перемещению все не ослабевает. Понятие машины времени вошло в лексикон писателей-фантастов как неоспоримо существующий аппарат будущего. В газетах нет-нет да появляются привлекательные заголовки: времени? Фото эксклюзив!" А это значит, что люди (кто в гараже, кто за столом в научной лаборатории) по-прежнему бьются над созданием реального прототипа. Их рвение подогревает еще и то, что почти все оборудование будущего, выдуманное Гербертом Уэллсом, уже существует: космические ракеты, разведчики-невидимки, лазер и другие. Так может, и до совсем недалеко?

Физика машины времени

Саму идею такого устройства для путешествий тяжело назвать фантастической. Любой предмет идет по временному пути - появляется, стареет, изнашивается, исчезает. С другой стороны, этим процессом в полной мере никто не управляет. Да, технический прогресс достиг того, что человек может продлить срок его службы. Но повернуть время вспять - вопрос другого уровня. Поэтому машина времени (как сделать ее) - это задача не просто на движение вперед в потоке встречного движения минут и часов, но обратимое пилотируемое перемещение.

Следующий вопрос: перемещение куда?

Земля движется вокруг Солнца. Ее координаты в пространстве постоянно меняются. К тому же Земля вращается вокруг собственной оси, а значит, любой предмет на ее поверхности, устремившись в будущее или прошлое, может оказаться в то время, но не в том месте. В открытом космосе, например. Получается, что необходимо не только разобраться с тем, как сделать машину времени, инструкция к которой не известна, создать некий аппарат, который будет отсчитывать минуты в обратном порядке или ускоренном режиме, но и учитывать пространственные координаты, которые, возможно, непредсказуемы. Значит, определение машины времени можно с уверенностью дополнить: это устройство обратимого пилотируемого перемещения в системе пространственных координат, зависимой от времени.

Эксперимент Эйнштейна

Получается, точное определение машины времени легко может вывести каждый современный человек. С созданием же дело обстоит не столь радужно. Хотя нельзя отрицать, что неких успехов человечество достигло и на этом пути. К примеру, тот же Эйнштейн смог сконструировать систему, которая смогла скрыть целый авианосец не только с экранов следящей аппаратуры, но и заставить его исчезнуть из поля зрения наблюдателей и зрителей на целых 5 минут. Впрочем, члены экипажа затруднились рассказать, где они пребывали все это время, и пребывали ли где-то вообще. Эксперимент сложно назвать удачным. Вся команда вскоре погибла от неизвестной болезни. С другой стороны, Эйнштейн доказал, что человек может управлять временем. Остается только понять: возможна ли реальная машина времени, как сделать ее?

Современный взгляд на время

Теория относительности Эйнштейна показывает, что время и пространство имеют некую поверхность, не видимую взгляду человека. Эта поверхность крайне неоднородна по составу и форме, имеет впадины и выпуклые образования, морщины и трещины. Известный пример временной впадины - черная дыра.

Ученые вот уже более полувека трудятся над их изучением. И пришли к выводу, что присутствуют не только в космическом пространстве, но и в мельчайших частицах всего, что нас окружает - атомах. Эти червоточины представляются межвременными тоннелями, которые соединяют две точки, в миллионы раз сокращая не только расстояние между ними, но и замедляя время пропорционально расстоянию. Они не стабильны. Они то исчезают, то появляются. И что является причиной этих исчезновений - пока остается загадкой.

Известный мыслитель уверен, что когда-нибудь наш технологический потенциал достигнет такого уровня, что мы сможем не только воспользоваться этими межвременными тоннелями, расширив их до размера человека, но и синтезировать свои собственные тоннели.

Хокинг же утверждает, что следующей целью ученых, покоривших расстояния, будет шаг в прошлое в прямом смысле этого слова. Человечество научится применять червоточины для путешествий во времени.

Игры со временем

Время - хозяин всего сущего. И теперь предмет его вожделений - машина времени. Как создать ее? Задача человека - переместить чашу власти в свою сторону. И если в реальности этот вопрос пока еще неразрешим, то в виртуальном мире управлять временем может каждый. К примеру, симулятор построения собственной вселенной в реальном времени Minecraft (этот симулятор предусматривает перемещение игрока по вселенной в реальном времени, что в ходе игры и постепенном разрастании мира становится проблемой) позволяет каждому игроку получить собственную машину времени. Чего же такого нет в нашем мире, что есть в проекте "Майнкрафт"? Как сделать машину времени? Использовать моды, находящиеся в широком доступе. В общем, были бы у наших ученых какие-то секретные каналы доступа к данным о пространстве, была бы и у нас машина времени.

Метафизическое перемещение во времени

Пока ученые и геймеры изобретают средства для своего собственного мастера медитации идут иным путем: путешествуют метафизически.

Каждое тело, находящееся в нашем мире, оставляет после себя некий след, сотканный из энергии его жизни и вибрации - реакции пространства на его перемещение. Опытные йоги умеют настраиваться на этот след, утверждая, что избранный ими путь делает возможным путешествие в прошлое и обратно. Силой мысли. Правду ли говорят? Ответ неоднозначен. О метафизическом перемещении во времени рассказывают и шаманы, и ясновидящие, и люди, увлекающиеся магией. Они же уверяют, что реальность - это своего рода машина времени. Как сделать так, чтобы она работала? Достаточно достичь гармонии с самим собой, научиться отрешаться от внешнего мира, ежедневно медитировать и практиковаться - и все получится: любой человек сможет пройти по пути времени туда и обратно.

А что же будущее? Реально ли при помощи медитации получить золотой ключик от заветной двери? Реально, но в какое именно будущее попадет наблюдатель? Ведь это крайне переменчивое пространство, на которое влияет множество событий. Каждая минута, каждая секунда функционально зависит от тысячи переменных. Если предугадать условия, принять определенное решение - можно узнать о дальнейшем его развитии. Этот метод используют ясновидцы и шаманы. Они как будто выбирают нужный коридор из тысячи и идут по нему, предсказывая будущее.

Время для эксперимента

Каждый человек хоть раз да задумывался о том, как сделать настоящую машину времени, чтобы встретиться с самим собой из прошлого. Посмотреть на себя и, возможно, дать пару советов. В связи с этим широкую популярность обрели так называемые "капсулы времени", в которые группа людей или кто-то в одиночку составляют послание для себя в будущем. Послание может содержать видеозапись или же вещи, вызывающие у отправителя какие-то эмоции - в общем, некую информацию из прошлого, которую будет интересно получить.

Через некоторое открывают и как бы устанавливают контакт с самим собой из прошлого. Людей по ту и по эту сторону времени объединяет ожидание и мысли. Создается локальный временной континиум - в действии настоящая машина времени. Как сделать - вопрос уже не стоит.