Путешествия во времени регулярно появляются в популярной культуре, с бесчисленными сюжетными линиями о путешествиях во времени в фильмах, на телевидении и в литературе. Но это на удивление старая идея: можно утверждать, что греческая трагедия «Царь Эдип», написанная Софоклом более 2500 лет назад, является первым рассказом о путешествии во времени. Но возможно ли путешествие во времени? Учитывая популярность концепции, это закономерный вопрос. Как физик-теоретик я считаю, что есть несколько возможных ответов на этот вопрос, не все из которых противоречат друг другу. Самый простой ответ заключается в том, что путешествия во времени невозможны, потому что если бы это было возможно, мы бы уже это делали. Можно возразить, что это запрещено законами физики, такими как второй закон термодинамики или теория относительности. Есть и технические проблемы: это возможно, но требует огромных затрат энергии.
Есть также парадоксы путешествий во времени; мы можем — гипотетически — решить их, если свобода воли — это иллюзия, если существует множество миров или если прошлое можно только увидеть, но не пережить. Возможно, путешествие во времени невозможно просто потому, что время должно течь линейно, и мы не можем его контролировать, или, возможно, время — это иллюзия, и путешествие во времени не имеет значения. Поскольку теория относительности Альберта Эйнштейна, описывающая природу времени, пространства и гравитации, является нашей самой глубокой теорией времени, нам хотелось бы думать, что путешествия во времени запрещены теорией относительности. К сожалению, один из его коллег из Института перспективных исследований Курт Гёдель изобрел вселенную, в которой не просто возможно путешествие во времени, а неразрывно переплелись прошлое и будущее.
На самом деле мы можем создавать машины времени, но большинство из этих (в принципе) успешных предложений требуют отрицательной энергии или отрицательной массы, которых, похоже, не существует в нашей Вселенной. Если вы уроните теннисный мяч отрицательной массы, он упадет вверх. Этот аргумент довольно неудовлетворителен, поскольку он объясняет, почему мы не можем путешествовать во времени на практике, только привлекая другую идею — идею отрицательной энергии или массы — которую мы на самом деле не понимаем. Физик-математик Фрэнк Типлер разработал концепцию машины времени, которая не использует отрицательную массу, но требует больше энергии, чем существует во Вселенной.
Путешествие во времени также нарушает второй закон термодинамики, который гласит, что энтропия или случайность всегда должны возрастать. Время может двигаться только в одном направлении — иными словами, вы не можете разбить яйцо. Точнее говоря, путешествуя в прошлое, мы переходим из настоящего (состояние с высокой энтропией) в прошлое, которое должно иметь более низкую энтропию. Этот аргумент исходит от английского космолога Артура Эддингтона и в лучшем случае неполный. Возможно, это останавливает вас от путешествия в прошлое, но ничего не говорит о путешествии во времени в будущее. На практике мне так же трудно попасть в следующий четверг, как и в прошлый четверг.
Разрешение парадоксов
Нет сомнения, что если бы мы могли свободно путешествовать во времени, то столкнулись бы с парадоксами. Наиболее известен «парадокс дедушки»: гипотетически можно использовать машину времени, чтобы отправиться в прошлое и убить своего дедушку до зачатия отца, тем самым исключив возможность собственного рождения. Логически вы не можете одновременно существовать и не существовать. Антивоенный роман Курта Воннегута «Бойня номер пять», опубликованный в 1969 году, описывает, как избежать парадокса дедушки. Если свободы воли просто не существует, невозможно убить своего дедушку в прошлом, поскольку он не был убит в прошлом. Главный герой романа, Билли Пилигрим, может путешествовать только в другие точки на своей мировой линии (линия времени, в которой он существует), но не в любую другую точку пространства-времени, поэтому он не мог даже помыслить об убийстве своего дедушки.
Вселенная в «Бойне номер пять» соответствует всему, что мы знаем. Второй закон термодинамики прекрасно работает в нем, и нет никакого конфликта с теорией относительности. Но это несовместимо с некоторыми вещами, в которые мы верим, например со свободой воли — вы можете наблюдать за прошлым, как смотреть фильм, но вы не можете вмешиваться в действия людей в нем. Можем ли мы допустить фактическую модификацию прошлого, чтобы мы могли вернуться и убить нашего дедушку или Гитлера? Существует несколько теорий мультивселенной, которые предполагают, что существует множество временных шкал для разных вселенных. Это тоже старая идея: в «Рождественской песне» Чарльза Диккенса Эбенизер Скрудж переживает две альтернативные линии времени, одна из которых ведет к позорной смерти, а другая — к счастью.
Время - река
Греческий император Марк Аврелий писал: «Время подобно реке, состоящей из происходящих событий, и бурному потоку: как только что-то видно, оно уносится прочь, и на его место приходит другое, и это тоже унесут". Мы можем представить себе, что время действительно течет мимо каждой точки Вселенной, как река вокруг скалы. Но трудно сделать мысль точной. Поток — это скорость изменения. Поток реки — это количество воды, протекающее на определенном участке за заданное время. Следовательно, если время течет, то оно движется со скоростью одна секунда в секунду, что не очень полезно. Физик-теоретик Стивен Хокинг предположил, что должна существовать «гипотеза о защите хронологии», пока еще неизвестный физический принцип, запрещающий путешествия во времени. Концепция Хокинга исходит из идеи, что мы не можем знать, что происходит внутри черной дыры, потому что мы не можем получить информацию из нее. Но этот аргумент излишен: мы не можем путешествовать во времени, потому что мы не можем путешествовать во времени! Исследователи изучают более фундаментальную теорию, согласно которой время и пространство «возникают» из чего-то другого. Это называется квантовой гравитацией, но, к сожалению, пока не существует. Так возможны ли путешествия во времени? Скорее всего нет, но мы не знаем наверняка!
