Увидеть будущее и забыть: физики доказали, что путешествия во времени возможны, но вы их не запоминаете
Физик Гавассино: Путешествия во времени стирают память
Физика не запрещает путешествия во времени, но есть нюанс. Можно попасть в прошлое, убить случайно (или намеренно) кого-нибудь из предков, и ты не родишься. Но как не родишься, если вот я, на машине времени приехал? Это называется «парадокс дедушки» (видимо, пострадает именно он). Фантасты обыгрывали ситуацию, кто во что горазд, например, герой Рея Брэдбери в рассказе «И грянет гром» летит в мезозойскую эру, топчет там бабочку, и меняет историю человечества. Не дремали и физики, искали решения. И вот Лоренцо Гавассино из университета Вандербильда, похоже, разобрался, что к чему. Двигаться во времени можно. Но вам сотрут память. Оказавшись в прошлом, вы не будете охотиться за дедушкой, потому что понятия не имеете, кто он, а, коли напортачите и вернетесь в будущее, даже не поймете, что что-то не так, ведь вы не помните, как было.
ВПЕРЕД, В КРОТОВУЮ НОРУ
Есть много способов путешествовать во времени (самый простой – проспать все выходные напролет), но физики признают только один, замкнутую петлю времени.
В далеком 1937 году математик ван Штоккум корпел над уравнениями Эйнштейна и понял, что у них, кроме прочего, есть одно, очень экзотическое решение. Природа может выстроить пространство-время так, что, двигаясь все время (как тебе кажется) по прямой, ты вернешься в ту же точку не только в пространстве, но и во времени.
Эка невидаль! Если на круглой Земле идти все время в одном направлении, ты обогнешь глобус, и окажешься там же. А теперь представьте, не только там же, но и тогда же.
Открытие вызвало немалое смятение, ведь тут налицо легальное, разрешенное теорией относительности, путешествие во времени. И кого я встречу, вернувшись? Себя? Еще одного? Никого? Но я очевидно побываю в прошлом или в будущем (это уж как петлю построить), наделаю там всякого, вернусь назад, и все шито-крыто?
Ситуация обострилась, когда астрономы сказали: такие петли в самом деле могут существовать. Это особого вида кротовые норы, или червоточины. Все знают черные дыры, и все их любят! Меньше известно, что каждая черная дыра должна открываться в белую дыру. Если из черной дыры нельзя выйти, в белую дыру нельзя войти. Влетев в черную, ты вылетаешь в белой, вот тебе и червоточина. В каком состоянии ты вылетишь, может, слегка помятым, это другой вопрос. То, что мы не видим реальных белых дыр, тоже не смущает – вероятно, они далеко, и вот вам мгновенное перемещение на другой конец Вселенной бонусом. Так или иначе, петли времени есть, и с парадоксом дедушки-бабочки надо что-то делать.
МОЖЕШЬ ПОЙТИ С НИМ В КИНО, НО ПАЛЬЦЕМ НЕ ТРОНЬ!
Решающий вклад в разрешение парадокса внес советский физик Игорь Новиков в 1980-х годах. Он представил принцип согласованности.
Согласно этому принципу, во время путешествий во времени возможно все, кроме того, что нарушает причинность. Ясно, что дедушка – причина моего появления на свет. Дедушку не трожь, это нарушит причинность. Все остальное – пожалуйста.
Когда объект (допустим, я) попытается что-то испортить, он просто не сможет это сделать. Что-то помешает. Как во сне, бежишь-бежишь, но не догонишь. Это ограничение свободы воли? Да, теоретики крутили-вертели, и в итоге признали, свобода воли путешественника во времени ограниченна.
Астроном Крейг Уиллер попытался рассказать об этом доступно:
- Вы не можете поехать в прошлое и убить себя в молодости. Вы можете дружить с собой молодым, ходить с ним в бар, праздновать общий день рождения, но, если задумаете дурное, обстоятельства сами так сложатся, что – ну никак.
А разве физика не ограничивает свободу воли каждый день? – добавлял Игорь Новиков. Вы бы хотели слетать на Марс, но не можете. Вы бы хотели пройти сквозь стену, но нет. Чем же запрет на всякие пакости в прошлом отличается от этого?
И все-таки непонятно, как так. Руку занесешь, а она окаменеет? Попахивает чудом. И вот Лоренцо Гавассино все наконец растолковал.
ИГРЫ ПАМЯТИ
Лоренцо применил свежий подход, применив термодинамику и теорему Вигнера в качестве математического аппарата.
Термодинамика хороша тем, что позволяет перевести понятие «времени» на математический язык. Мы знаем, что время (в норме) течет только вперед, и фарш не прокрутить назад, но как это описать математически? Можно сказать, что время – это направление, в котором растет энтропия. Был кусок мяса, стал фарш, энтропия выросла, время прошло, процесс необратим. А теорема Вигнера (опустим ее суть) помогает описывать цифрами и знаками пространства любой сложности.
И вот в мысленном эксперименте Лоренцо Говассино космический корабль крутится по петле времени так, что возвращается в конечную точку и пространства, и времени.
Решив нужные уравнения (в статье их прям много), физик понял одну забавную штуку. По окончании путешествия уровень энтропии в корабле будет точно таким же, как в начале. Это значит, что состояние корабля и космонавтов вернется к тому, что было. В точности. Включая память – ее сотрет. Вы как будто и не стартовали, только собираетесь.
ТЫ КТО ТАКОЙ?
Читатель все равно недоволен:
- Ишь ты, забыл он! – говорит читатель, — Знаем мы таких героев дискотек, с утра лежит, бормочет, «ничего не помню». А свидетели-то есть! Вон, и окно разбитое.
Спокойно, статья Лоренцо длинная, и он все разжевывает.
Скажем, некто, назовем его Иван (у Лоренцо – Боб) сидит в корабле один. Увидит ли он себя молодого? Сотворит ли с ним что-то? Лоренцо составляет забавное уравнение, в котором всякие циферки, и вдруг в середине прямо словами написано «Иван», и приходит к выводу: нет. Либо наш Иван сам меняет возраст в зависимости от того, куда попадает. Либо тот, который другой Иван, например, Иван в старости, умирает, не успев повстречаться с молодым Иваном. Уравнения исключают факт встречи. Астроном Уиллер был неправ: не пойдут они вместе с бар.
Ладно, теперь в корабле два Ивана, наш исходный, и другой, которого подцепили где-то по дороге. Корабль ведь может крутиться по петле, как по американской горке, чего только не нахватаешь по дороге. И старый Иван говорит: «Люк, то есть тьфу, Иван, я – это ты, но в будущем!» Уравнения и тут говорят, что не будет этого. Например, окажется, что старика подводит память, и никакой он не Иван вообще. Ложные воспоминания! Что молодой Иван легко выявит и докажет: не родственник ты мне, а калика перехожая.
А стертая память? Это как? Лоренцо опять пишет уравнение, раскладывая на особые векторы состояние корабля, и состояние памяти как физического устройства. И оказывается, что да, у уравнений есть только одно решение: уничтожение памяти и вообще всех материальных следов. Поставил стакан, раз, нет стакана.
В финале статьи физик признает: да, остаются неясности. Например, кажется, что путешественник в будущее двигается какой-то параллельной Вселенной, которая не пересекается с «настоящей», но это запрещено теорией относительности. Что ж, новые исследования покажут.
А ЧТО, ЕСЛИ МЫ УЖЕ?
Нам, не искушенным в математике, но знакомым с фантастикой, все это навевает всякие мысли.
Что, если мы постоянно путешествуем во времени, но забываем об этом? Что, если сны – вещие сны, где в самом деле могут быть элементы будущего – есть до конца не стертые такие воспоминания?
А наши ложные воспоминания, все эти эффекты Манделы? Есть ведь у каждого: что-то помнится, даже явственно, но не покидает чувство, что не было такого. А тут выясняется, что ложные воспоминания – вполне себе часть физики. Эх, жаль, не умеем мы уравнения решать, мы бы к своим воспоминаниям применили бы теорему какую-нибудь.
Конечно, теория относительности говорит: все это возможно в сильных гравитационных полях, которые искажают даже время. Вы были в черной дыре? Нет. Вот и не примазывайтесь. Но давайте рассмотрим варианты:
- темная материя свободно проходит сквозь нас. Что, если, пока мы спим, через наше тело пролетел такой сгусток и исказил пространство-время?
- как мы теперь знаем, далекие взрывы сверхновых порождают гравитационные волны. Волны доходят до нас и искажают пространство-время на Земле. Ненадолго и незаметно. Или нет? Ведь мы все забываем!
- наконец, астрономы сейчас активно разрабатывают концепцию мини-черных дыр размером с атом. Такие дыры могут проникать сквозь нас, не оставляя следа. Что, если они меняют наше сознание, искажая на мгновение пространство-время?
Все это фантастика, но – Брэдбери можно, а нам нельзя? Физики уже сделали наш мир странным, и он становится все более странным. Что, конечно, просто замечательно.
Евгений Арсюхин