25.09.2026. - Путешествия во времени не нарушают законы Реальности

Путешествия во времени не нарушают законы Реальности

Вы, вероятно, слышали об этом раньше. Вы строите машину времени, решаете вернуться в прошлое и убить своего дедушку. Что происходит потом? Вы перестаете существовать, что означает, что вы так и не построили свою машину времени и не отправились в прошлое, создав невозможную петлю?

Это парадокс дедушки, один из самых известных парадоксов путешествий во времени. Это один из многих примеров того, что происходит в некоторых нелогичных сценариях, если путешествие во времени возможно. По большей части, это забавные мысленные эксперименты, но некоторые из них также можно проверить математически или даже экспериментально. Полученные результаты убедительны, поскольку они намекают на потенциальные прорывы в наших знаниях о том, как работает время, хотя они не обязательно означают, что путешествия во времени возможны сами по себе.

“”Мы не должны думать, что путешествия во времени невозможны, потому что это привело бы к парадоксам“, — говорит Лоренцо Гавассино, доктор философии, физик-математик из Кембриджского университета в Великобритании. ”Проблема в том, что Вселенная имеет тенденцию разрушаться раньше", - это означает, что Вселенная может найти способы остановить это - например, как формирование сингулярности до того, как это могло произойти.

Ученые полагают, что путешествия во времени могут осуществляться несколькими гипотетическими способами. Одним из них является теория множества миров, согласно которой наша вселенная распадается на параллельные временные линии. Возвращение назад во времени создало бы новую временную линию, так что убийство вашего дедушки положило бы начало новой ветви реальности, и никакого парадокса в этом нет.

Более популярная идея путешествия во времени предполагает следование своего рода причинно-следственной петле в пространстве-времени, часто называемой замкнутой времениподобной кривой, которая вытекает из общей теории относительности Эйнштейна. Согласно этой теории, замкнутая времениподобная кривая может вернуть вас к исходной точке в пространстве — и времени — и вернуться к более раннему этапу вашей жизни.

“Замкнутая времениподобная кривая - это траектория в пространстве-времени, которая повторяет саму себя во временном измерении”, - говорит Николь Юнгер Халперн, доктор философии, физик-теоретик из Национального института стандартов и технологий (NIST). “Частица на замкнутой времениподобной кривой может встретить свое прежнее ”я".

Однако предположение о таких путях порождает парадоксы. Что произошло бы, если бы вы помешали себе родиться (парадокс дедушки)? Отправились бы вы когда-нибудь в путешествие? Или что, если бы вы получили от самого себя записную книжку, в которой рассказывалось бы, как путешествовать назад во времени по кривой, а затем отдали ее своему младшему "я". Откуда взялась эта записная книжка? Это была бы информация без источника, известная как парадокс начальной загрузки.

Или что, если бы вы вернулись в прошлое, чтобы не попасть в аварию, которая стала ее причиной? Это известно как парадокс предопределения. Если причиной была ваша попытка изменить прошлое, значит ли это, что само прошлое изменить нельзя? Когда дело доходит до путешествий во времени, возможности и вопросы, кажется, никогда не заканчиваются. Тем не менее, идеи, хотя и являются в основном концептуальными, могут быть в определенной степени проверены, особенно в квантовой области.

Кейт Марч, доктор философии, физик из Калифорнийского университета в Беркли, проводила такие тесты, чтобы исследовать замкнутые времениподобные кривые, используя необычные свойства квантовой запутанности — две квантовые частицы, даже будучи разделенными, находятся в одном и том же состоянии.

“”Вы можете создать определенные схемы запутывания, которые имитируют эти замкнутые времениподобные кривые", - говорит Марч. “Если вы можете смоделировать путешествие во времени, есть ли способы использовать это каким-либо полезным образом?”

Один из экспериментов Марча, опубликованный в 2024 году, был вдохновлен моментом, когда он увидел падающую звезду в небе. Он задался вопросом: можно ли было бы с помощью камеры сфотографировать падающую звезду после того, как она пролетит? «Квантовая механика создает определенные условия, при которых это возможно, когда мы можем ретроспективно сориентировать датчик», — говорит он.

В ходе эксперимента его команда запутала два кубита — крошечные сверхпроводящие электрические схемы, демонстрирующие квантовое поведение. Один из них выступал в роли датчика. Под воздействием магнитного поля спин датчика изменялся, фиксируя напряженность поля. Но величина этого изменения зависела от того, как были ориентированы спин датчика и магнитное поле. Ученые показали, что если после этого измерить второй кубит, то можно изменить ориентацию датчика в прошлом. Как будто информация о том, в какую сторону должен быть направлен датчик, вернулась в тот момент, когда два кубита были запутаны.

«Это своего рода магия запутанности, — говорит Марч. — Если я что-то делаю с одним из них, это влияет на другой в прошлом [и] в будущем. Таким образом, запутанность позволяет нарушить хронологию в некотором математически эквивалентном смысле».

На самом деле в ходе эксперимента не было задействовано путешествие во времени, но он продемонстрировал принципы парадокса бутстрапа. «Означает ли это, что можно отправлять информацию в прошлое? Нет, — говорит Марч. — Но при определенных обстоятельствах можно изменить ориентацию датчика в прошлом».

Также возможно, что времени в том виде, в каком мы его знаем, на самом деле не существует.

Существует множество теоретических особенностей замкнутых времениподобных кривых. Одна из них связана с идеей о том, что одна запутанная квантовая частица движется по кривой, а другая остается вне ее. Что произойдет, если частица на кривой встретит свою более молодую версию?

Влатко Ведраль, доктор философии, специалист по квантовой физике из Оксфордского университета, считает, что эту проблему можно решить, если рассматривать запутанность не только в пространстве, но и во времени. Это явление известно как темпоральная запутанность, и Ведраль доказал, что оно возможно с математической точки зрения. Частица вне кривой будет запутана с обеими версиями частицы внутри кривой.

Это может помочь решить другую проблему, известную как информационный парадокс черных дыр, постулированный покойным Стивеном Хокингом. Согласно этой теории, черные дыры могут испускать излучение, но не сохраняют информацию о том, что в них попало.

«Возможно, испарение черной дыры можно рассматривать как процесс, в ходе которого пространственная запутанность преобразуется во временную», — говорит Ведраль, объясняя, как запутанные частицы, остающиеся за пределами черной дыры, могут сохранять информацию и избегать парадокса, благодаря чему информация может быть сохранена.

Эмили Адлам, доцент кафедры философии квантовой механики в Университете Чепмена, изучает другую идею — ретропричинность, согласно которой событие в будущем может повлиять на событие в прошлом. «Обычно мы считаем, что причинно-следственная связь идет из прошлого в будущее», — говорит Адлам. Но в квантовой механике возможно, что некоторые свойства лучше всего объясняются причинно-следственной связью, «идущей в противоположном направлении во времени», — говорит она.

А может быть, время устроено еще более причудливо. В своей статье 2022 года Адлам предложила модель «всё и сразу», согласно которой вся Вселенная может существовать как единая целостная структура во времени, складывающаяся «как судоку», по словам Адлам. Если объединить эту модель с идеей ретропричинности, можно будет решить парадокс бутстрапа, в котором человек возвращается в прошлое, чтобы нелогичным образом изменить его. Парадокса не возникнет, потому что прошлое и будущее происходят одновременно.

Однако, по словам Адлам, наличие в современной Вселенной четкой причинно-следственной связи означает, что мы вряд ли сможем использовать ретропричинность. «Поскольку мы существуем в условиях сильной причинно-следственной асимметрии в одном направлении, можно предположить, что мы вряд ли увидим явные признаки контролируемого причинного влияния в обратном направлении», — говорит она.

Другой подход к рассмотрению течения времени заключается в том, что на замкнутой времениподобной кривой энтропия — изменение состояния Вселенной от упорядоченного к неупорядоченному с течением времени — может начать двигаться в противоположном направлении, пока не достигнет исходной точки в начале кривой. В 2024 году Гавассино исследовал этот подход как способ разрешения некоторых парадоксов.

Гавассино сравнивает его с популярным фильмом «День сурка». «К концу 24-часового отрезка времени вы должны каким-то образом вернуться в исходную точку, потому что время идет вспять», — говорит он. Но вместо того, чтобы считать, что время идет в обычном 24-часовом режиме, можно представить, что в середине отрезка оно обращается вспять. «Есть человек, который проходит путь от нуля до 12, и его зеркальное отражение во времени, которое проходит путь от 24 до 12, — говорит он. — Они движутся в противоположных направлениях».

Если перевернуть изображение, то 24 часа превратятся в 12, и как только человек досчитает до 12 часов, «вы увидите фильм, в котором последующие 12 часов будут прокручиваться в обратном направлении», — говорит Гавассино. «Через 24 часа вы вернетесь в исходную точку».

По мнению Гавассино, на практике сама Вселенная не допускает существования замкнутых времениподобных кривых, что не только делает путешествия во времени крайне маловероятными, но и предотвращает возникновение парадоксов. «Законы физики, вероятно, перестают действовать до того, как образуется замкнутая времениподобная кривая», — говорит он, или же Вселенная «создает своего рода сингулярность», чтобы не допустить ее возникновения.

По словам Ведрала, возможно также, что времени в том виде, в каком мы его знаем, на самом деле не существует. Это просто концепция, которую мы используем для описания Вселенной, но она не имеет под собой фундаментальной основы, а значит, парадоксов не возникает. А может быть, ответ на многие парадоксы еще проще. Возможно, существуют пути во времени, которые работают только потому, что прошлое не меняется.

«Представьте, что вы возвращаетесь в прошлое и не убиваете своего дедушку», — говорит Юнгер Халперн. Тогда парадоксов не возникнет вовсе, потому что их просто не может быть.

Источник