Время и машина времени астрономия
Космос и путешествия во времени
Три относительно научных способа создать «машину времени»
Возможны ли путешествия во времени? Этот вопрос волнует многих, но с точки зрения науки к нему существует особый подход. Чтобы совершить путешествие во времени, мы должны пройти длинный путь, который ведет нас к цели через странные теории и невероятно сложные технологии. И, возможно, однажды они превратят наши космические корабли в машины времени.
Космический корабль «Восток» – до машины времени ему, как до Луны пешком
Машина времени №1 – космический корабль.
Космический корабль может быть лучшим выбором в кандидаты на звание машины времени. Мы взлетим на ракете с безумной скоростью, и наше время замедлится, тогда как для остального мира время будет идти, как прежде.
К тому же, высокая скорость при космическом путешествии – единственный барьер, который не позволяет нам летать к звездам прямо сейчас, то есть, в разрешении этого технического противоречия, наука заинтересована как никогда.
Очень важно иметь возможность исследовать отдельные объекты Вселенной за время одной человеческой жизни. Но даже самые близкие из звезд к Земле кажутся невероятно далекими. Самая близкая из них – Альфа Центавра. Расстояние от нее до нас 4 световых года. Это 40 триллионов километров, в 100 миллионов раз дальше, чем Луна. И самым быстрым нынешним ракетам потребуется 80 тыс. лет, чтобы туда добраться.
Но даже если мы изобретем более скоростные ракеты, то это еще не будет полноценным воплощением мечты о путешествии в прошлое или будущее. Полеты с невероятной скоростью и замедлением часов – это да, но вот так, чтобы повернул рычажок и ….раз, так, конечно, не получится.
Машина времени №2 – «кротовая нора»
Физики проделали важную теоретическую работу в 1980-х годах, что позволило Карлу Сагану написать его повесть «Контакт». В книге рассказывается о путешествиях во времени быстрее света через коридоры в космосе под названием «кротовые норы». Кротовые норы – это короткий путь между двумя точками в космосе. Но ключевая идея в том, что Вы можете войти в нору с одной стороны, а выйти с другой. В книге и других сценариях научной фантастики кротовые норы используются, как тоннели для путешествий на огромные расстояния через Вселенную к другим звездам. Но еще кротовые норы со своими входами и выходами – отправная точка для машины времени.
Машина времени на основе кротовой норы использует скоростной космический корабль. Высокая скорость замедлит Ваши часы, при том, что остальные продолжат работать.
Все получится, потому что на входе и выходе кротовой норы одно и то же время и дата, независимо ни от чего. Если взять один конец кротовой норы, “прицепить” его к космическому кораблю и запустить его с огромной скоростью? Когда он вернется, то окажется в будущем. Если путешествие с одного конца кротовой норы начнется в 2013 году, то корабль вернется на Землю в 2513. Поскольку время у Вас замедлилось, Вы постареете не намного, в то время, как на Земле пройдет 5 веков. Итак, теперь если войти в один конец кротовой норы, здесь будет прошлое, то выход будет с другого конца в будущем во время возвращения корабля.
Хотя каждый шаг создания кротовых нор невозможно осуществить с помощью современных технологий, он последователен с точки зрения гравитации, пространства и времени. Так что, можно сказать, что машина времени на основе кротовой норы является решением уравнения пространства и времени.
Машина времени на основе норы может работать и в обратную сторону. Это делает теоретически возможным возвращение из будущего в точку прошлого, откуда мы стартовали.
Есть другая возможность – не строить машину времени, а искать уже изготовленные природой проходы во времени. Вполне может быть, что в эпоху раннего формирования Вселенной пространство и время уже были искажены и застыли, оставив петли времени, которые мы сможем использовать в будущем, как машины времени. Это интересная возможность, поскольку тут не надо ничего изобретать.
А если воспользоваться только своими ресурсами? Можно ли вообще построить машину времени? Если теория говорит, что кротовая нора – это способ путешествия, то как ее сделать? Кротовые норы – это спорная идея. Мы можем написать кучу уравнений для их описания, мы не ожидаем, что астрономы могут найти их, но все может быть. Мы подозреваем, что кротовые норы существуют на субмикроскопическом уровне в том месте, где есть дикие искажения пространства и времени. Поэтому некоторые люди пытаются каким-то образом поймать микроскопическую кротовую нору и вырастить ее до гигантских размеров. Мы не знаем, возможно ли это.
Технологии управления кротовыми норами? Похоже дело невероятно далекого будущего. Но для тех, кто готов дать волю воображению, есть лучик надежды, по крайней мере, в одном месте. Там пространство и время, природа всего сущего, сталкивается внутри самой огромной и сложной машины, созданной человеком. Речь идет о большом адронном коллайдере. Он должен помочь ученым в изучении перспектив физики элементарных частиц. Он разгоняет протоны в обе стороны по кольцу почти до скорости света и затем сталкивает их. Коллайдер был введен в строй октябре 2009 года и к марту 2010 года ученые почти в 10 раз увеличили мощность и энергию столкновений. После 2013 года эта цифра удвоится. Сегодня теории пространства и времени, гравитации и квантовой физики еще не полные. И большой адронный коллайдер поможет заполнить зияющие пустоты.
Эти теории должны нам сказать, возможны ли путешествия во времени или они запрещены. Мы ждем новых результатов. Цель состоит в том, чтобы выяснить, как законы, управляющие крошечными частицами, применимы к таким большим вещам, как звезды, галактики и сама расширяющаяся Вселенная. Не зная всего этого, построить машину времени будет сложнее, чем собрать радио, не зная о существования электричества.
Адронный коллайдер может раскрыть некоторые измерения, крайне важные для путешествий во времени. Мы живем в 3-мерном пространстве. Если бы мы жили в 2-мерном, наша Вселенная была бы плоской, как блин. Сфера казалась бы нам кругом. Третье измерение существовало бы, но было бы скрыто от наших глаз. Если существуют другие измерения, они тоже пока что скрыты от нас.
Если мы найдем экспериментальные данные существования других измерений, если мы сможем исследовать эти измерения, увидеть, откуда они берутся, то в будущем физика сможет использовать их, как новую форму путешествий, которая поможет нам приблизиться к скорости света, а то и превзойти ее.
Приближение к скорости света пока что является самым заманчивым способом путешествия во времени, поскольку замедляет наши часы. В этом плане адронный коллайдер шагнул вперед, пусть даже этот первый шаг пока что крошечный. Длина коллайдера 26 км, он разгоняет протоны почти до скорости света. Однако космический корабль – это далеко не протон по размерам, поэтому в этих экспериментах мы только-только топчемся на пороге большого пути.
Машина времени №3 – двигатель деформации
Некоторые из физиков уверены, что двигатель деформации скачет по ряби искаженного пространства, как серфер по волне. Это является прекрасной аналогией. То, как волны поднимаются и опускаются под серфером представляет хорошую аналогию того, как космический корабль постоянно притягивается и отталкивается тканью пространства. Идея основана на том факте, что пространство Вселенной расширяется. Если бы мы смогли расширять его по собственному желанию, то смогли бы перемещать космический корабль. Мы расширяли бы пространство позади корабля и сжимали перед ним. Волна искривленного пространства перемещается во Вселенной быстрее света, в то время, как пассажир внутри так называемого пузыря деформации не нарушает законов Эйнштейна о превышении скорости света.
Пока что двигатель деформации с научной точки зрения невозможен, однако, кто знает, что будет в будущем?
Самые оптимистичные представления рисуют картину полетов космических кораблей в пузырях деформации с такой же легкостью, с какой сёрфер мчится по волнам. Но даже самые оптимистичные физики упираются в стену фактов. Если серфинг является аналогией полетов в искаженном пространстве, то нужно вспомнить, как сложно поначалу учиться управлять доской. И это не говоря о создании собственно самого двигателя.
Насколько реальна машина времени и зачем она нам?
Когда речь заходит о двигателях деформации, кротовых норах или машинах времени, большинство ученых попросту отмахиваются от этого. Но так ли уж они правы? Хотя мы думаем, что многое знаем сейчас о Вселенной, о том, что нам делать, в истории физики мы часто попадали впросак из-за своей излишней самоуверенности в том, что все знаем.
Есть законы физики, которые мы не можем нарушить. Но есть еще и технологии, которые говорят, что слишком сложно решить подобные задачи. Однако, почти всегда, когда ученые так говорят, они оказываются неправы. Намного лучше сказать, что законы физики позволяют нам вообразить, что можно сделать, и остается только надеяться, что в будущем появятся технологии, которые смогут это воплотить в жизнь.
И как мы видим, с решением многих загадок можно столкнуться уже в ближайшем будущем. Каждое новое открытие проливает свет на решение следующих задач. Например, астрономы ищут планеты вокруг звезд вне нашей Солнечной системы. Ближе всего к Земле находится система с двойными звездами. Можно ли здесь найти планеты?
Сейчас мы на грани открытия землеподобной планеты, которая вращается вокруг одной из звезд в системе Альфа Центавра, ближайшей соседки Земли. Альфа Центавра привлекает наше внимание, потому что различные компьютерные модели показали, что вокруг обеих звезд системы Альфа Центавра вращаются планеты той же массы, что и Земля.
Если бы мы могли достичь ближайших звезд, например, Альфа Центавра в течении жизни человека – это было бы восхитительно, однако путь туда займет намного больше времени, чем мы можем себе позволить.
Однако, если рассуждать теоретически, двигаясь со скоростью 99,99% световой скорости, мы достигли бы этой звездной системы в течение 45 суток! По сути, такой корабль и станет настоящей машиной времени, ведь, хотя для его пассажиров путешествие займет несколько месяцев, высокая скорость замедлит их “личное время”. Поэтому, когда они вернутся, на Земле пройдет несколько десятилетий.
Время и машина времени
Что мы знаем о времени? Только ли то, что ему подвластны любые изменения и разрушения? Что оно неумолимо равномерно течет от одного горизонта бытия к другому, составляя в своем движении секунды, столетия, вечность?
Время выражает последовательную смену явлений и состояний материальных объектов, продолжительность их существования. Обладает свойствами:
• однородности (следствие – закон сохранения энергии);
• анизотропности (направленности хода из прошлого в будущее);
• необратимости; следствие – необратимость тепловых процессов, закон возрастания энтропии.
В своей работе я хочу обобщить сведения о времени, о возможности строительства машины времени.
Выдающийся ученый Николай Александрович Козырев посвятил Времени много работ, он провел ряд экспериментов, в которых показал, что Время обладает различными свойствами. В работах «Время и жизнь», «О воздействии времени на вещество» Козырев писал:
2. Время, кроме пассивного свойства «длительности», измеряемого часами, обладает еще активными свойствами, благодаря которым время может воздействовать на ход событий.
3. Активные или физические свойства времени могут противодействовать обычному ходу процессов, ведущему к разрушению организованности, и поэтому быть началом, противодействующим смерти систем. Поэтому свойства времени и должны иметь особенное значение в биологических процессах.
4. Активные свойства времени — его течение и плотность — связывают весь Мир в единое целое и могут осуществлять воздействие друг на друга явлений, между которыми нет прямых материальных связей, что может объяснить факты взаимодействия биологических объектов, находящихся на большом удалении или изолированных друг от друга
Любая физическая система, и в частности вещество, с течением времени теряет свою первоначальную организованность, разрушается и стареет. Течение процесса должно совпадать с направленностью времени. Если время дополняет трехмерное пространство до четырехмерного многообразия, то течение времени настоящим моментом лишь обнаруживает события, уже существующие в будущем, при сохранении всего, что отодвигается в прошлое. В таком четырехмерном мире все, что должно быть в соответствии с законами Природы. Поэтому все события в четырехмерном мире должны уже существовать в соответствии со вторым началом термодинамики и выглядеть веером, расходящимся в сторону будущего, т. е. положительного направления оси времени. Скорее всего, это означает, что чисто геометрическое представление о времени является недопустимо упрощенным. Пространство же может обладать не только геометрическими свойствами, т. е. быть пустым, но у него могут быть и физические свойства, которые мы называем силовыми полями. Поэтому совершенно естественно полагать, что у времени могут быть и физические свойства. Благодаря этим свойствам время может воздействовать на физические системы, на вещество и становиться активным участником Мироздания.
Многочисленные лабораторные опыты показали, что у времени помимо пассивного свойства длительности существуют еще и активные свойства: направленность хода и плотность, определяющая степень его активности. В результате время не только открывает возможности для развития процессов, но как некоторая физическая реальность может воздействовать на них и на состояние вещества. При этом происходит взаимодействие, ведущее к тому, что и сама плотность времени будет изменяться под воздействием происходящих вблизи процессов. Через это изменение свойств времени может осуществляться связь между процессами. Изменение состояния и свойств вещества может происходить не только со временем, но и под действием времени на него.
Т. е. время помимо пассивного, геометрического свойства, измеряемого часами, обладает еще и активными, физическими свойствами, благодаря которым время может взаимодействовать с материальными системами и препятствовать переходу их в равновесное состояние. Таким образом, время оказывается явлением Природы, а не просто четвертым измерением, дополняющим трехмерное пространство. Ход времени неразрывно связан с причинностью, являющейся важнейшим свойством Мира.
Звезды не охлаждаются до равновесия с окружающим пространством, потому что этому препятствует текущее время. Значит, огромные массы вещества звезд перерабатываю время и превращают его в излучение. Наблюдая звезды в небе, мы видим не проявление разрушительных сил Природы, а проявление творческих сил, приходящих в Мир через время. Поэтому и энергию, которую дают ветер, течение воды или даже внутреннее тепло Земли, через Солнце или Землю приносит нам время.
Крупномасштабная ячеистая структура Метагалактики состоит из гигантских волокноподобных элементов, образованных сверхскоплениями галактик и пустотами («кавернами») между ними размерами до 300 Мпк, ограниченных «стенками» из галактик толщиной до 10 Мпк.
Согласно эйнштейновской теории тяготения — общей теории относительности (ОТО) четырехмерное пространство-время, в котором мы живем, искривлено, а знакомая всем гравитация и есть проявление такого искривления.
Рис. 1 Кротовые норы (каверны)
Материя «прогибает», искривляет пространство вокруг себя, и — чем она плотнее, тем сильнее искривление. Многочисленные альтернативные теории тяготения, счет которым идет на сотни, отличаясь от ОТО в деталях, сохраняют главное — идею кривизны пространства-времени. И если пространство кривое, то почему бы ему не принять, к примеру, форму трубы, накоротко соединяющей области, разделенные сотнями тысяч световых лет, или, допустим, далекие друг от друга эпохи
Такого рода пространственные структуры позднее получили название «кротовые норы».
4. Проекты машины времени.
Роман Герберта Уэллса «Машина времени», как сейчас становится понятным, внедрил в сознание многих людей идею о реальности проекта создания устройства, способного перемещать людей как в прошлое, так и в будущее.
В данном разделе я хочу рассмотреть возможность строительства машины времени и ее перемещения внутри кротовых нор.
4. 1. Машина времени Курта Геделя
В 1949 году благодаря математику Курту Геделю был открыт механизм, на основе которого возможно осуществится работа машины времени.
Гравитационные поля могут в определенных случаях допускать так называемые временные петли, или, как их называли раньше, замкнутые гладкие времениподобные мировые линии. Чтобы понять как они возникают, надо на нарисовать окружность, которая всегда лежит внутри соответствующим образом наклоненных световых конусов. Это и есть машина времени. Машина времени естественная, природная, если мы найдем где-то гравитационное поле, порождающее нужный наклон конусов, т. е. нужное искривление пространства-времени. Человеку пока не приходилось в своей практической деятельности сталкиваться с такими полями. Но это не значит, что они не существуют. Открытие Геделя как раз и заключалось в том, что он предложил модель Вселенной, где есть место для машины времени, и эта модель вытекала из уравнений Эйнштейна.
Гедель считал, что основным препятствием для путешествий в прошлое являются практические трудности, стоящие на пути реализации подобных проектов.
Итак, природная машина времени требует либо ее разгона до околосветовых скоростей, либо она начинает работать в областях, где не выживает человеческий организм. Как видим, Гедель был прав, говоря о практических трудностях на пути реализации проекта машины времени.
4. 2. Машина времени Кипа Торна
Какова другая трудность, о которой, как говорилось выше, надо забыть? Речь идет о необходимости для запуска машины времени разогнать один конец B кротовой норы до околосветовой скорости, притормозить, вновь разогнать в обратном направлении, вновь притормозить, нырнут в нору, выскочить на другом конце A и, наконец, как можно быстрее домчаться во внешнем пространстве до конца B. Это приведет, по мнению многих физиков, к появлению временной петли.
Предложенный механизм работы машины времени вызывает ряд возражений, заставляющих усомниться в реализации данного проекта Торна.
4. 3. Машина времени как 4-мерная кротовая нора
Представим, что от трехмерного пространства, в котором мы с вами живем, отрывается кусочек, содержащий некоторый предмет. Тогда он растворится, исчезнет прямо на глазах, ибо свет от него не будет уже доходить до нас. Слившись вновь с пространством, материализуется, возникнет из ничего.
Возникают два вопроса, на которые нужно ответить:
1) Можно ли оторвать кусок пространства?
2) Если можно, то как его потом «прилепить» к нужному месту в прошлом так, чтобы образовалась временная петля? Ведь оторвавшийся кусок пространства сам живет во времени, двигаясь в направлении Стрелы или Потока Времени, указанного нашей Вселенной изначально, с момента ее зарождения? Ранее мы уже выражали сомнение в возможности человека изменять направление Стрелы времени.
Тем не менее на оба вопроса можно ответить положительно.
Пространство, являющееся трехмерной поверхностью в пространстве-времени, характеризуется кривизной. Пространство с течением времени может менять свою геометрию, например, расширяться, и, следовательно, изменять свою кривизну. С точки зрения общей теории относительности геометрия пространства определяется распределение материи.
А как быть с необходимостью разрушать направление Стрелы времени? Выход из этого затруднения видится в том, что надо использовать 5-мерные теории пространства-времени, поскольку в таком случае возможен ответ на следующий вопрос: нельзя ли выйдя по 4-мерной кротовой норе в 5-е измерение по естественной Стреле времени, задаваемой обобщенными 5-мерными световыми конусами просто «натолкнуться» на прошлое? Можно. Для этого, 4-мерное пространство-время должно быть свернуто в виде пружины в 5-мерном пространстве-времени, бесконечно наматываясь на само себя. Такое 4-мерное пространство-время математики называют пружинным слоем.
Другими словами, в 4-мерном пружинном пространстве-времени существуют события, принадлежащие «Настоящему», сколь угодно близко с точки зрения 5-мерного пространства, от которых в 5-мерном мире лежат события из сколь угодно далекого Будущего (или Прошлого). Движение вдоль пятой координаты в направлении, задаваемом некоторым вектором gamma^A приводит к бесконечному «протыканию» физического 4-мерного пространства-времени в точках будущего или прошлого. Прошлое находится буквально рядом, его не надо долго искать в недрах 5-мерного мира. Метрическая степень близости Прошлого характеризуется вектором gamma^A и связана она со скалярным и электромагнитным полями, как это вытекает из 5-мерной теории электрогравитации.
Интересно, что существует естественное препятствование проникновению в «ближайшее» Прошлое, поскольку 5-мерные световые конусы не могут быстро.
Гедель тысячу раз был прав, говоря о затруднениях при реализации путешествий в прошлое. Машина времени не просто мечта. Это бесконечный путь познания Времени. Мы же только в его начале.
В своей работе я попытался разобраться, что же такое Время и как можно создать машину времени.
Академик Новиков сравнивает поток времени с течением реки. Вдали от сильных гравитационных полей время, подобно воде в свободной реке, течет одинаково во всем пространстве от прошлого к будущему. В сильном магнитном поле тяготение пространство-время может быть сильно искривлено, подобно тому, как вода в реке, встречая препятствия, сильно искривляет свое тяготение.
Тяготение – очень таинственное и до сих пор не разгаданное свойство материи. Концепция теоретической физики связывает тяготение с геометрическими свойствами пространства и времени. Вероятно, связь тяготения с временем очень глубокая, и изменение физических свойств времени может привести к изменению сил тяготения между телами. Значит, и мечту о плавном космическом полете, освобожденном от сил тяготения, не следует считать совершенно абсурдной!
В своей работе я рассказал, что под действием сильного гравитационного поля может возникнуть «туннель в суперпространстве» возникнет «петля хода времени».
В настоящее время ученые работают над поиском «кротовых нор» и возможно в скором времени мы начнем практическое применение свойств «кротовых нор».
Время и машина времени
Что мы знаем о времени? Только ли то, что ему подвластны любые изменения и разрушения? Что оно неумолимо равномерно течет от одного горизонта бытия к другому, составляя в своем движении секунды, столетия, вечность?
Время выражает последовательную смену явлений и состояний материальных объектов, продолжительность их существования. Обладает свойствами:
• однородности (следствие – закон сохранения энергии);
• анизотропности (направленности хода из прошлого в будущее);
• необратимости; следствие – необратимость тепловых процессов, закон возрастания энтропии.
В своей работе я хочу обобщить сведения о времени, о возможности строительства машины времени.
Выдающийся ученый Николай Александрович Козырев посвятил Времени много работ, он провел ряд экспериментов, в которых показал, что Время обладает различными свойствами. В работах «Время и жизнь», «О воздействии времени на вещество» Козырев писал:
2. Время, кроме пассивного свойства «длительности», измеряемого часами, обладает еще активными свойствами, благодаря которым время может воздействовать на ход событий.
3. Активные или физические свойства времени могут противодействовать обычному ходу процессов, ведущему к разрушению организованности, и поэтому быть началом, противодействующим смерти систем. Поэтому свойства времени и должны иметь особенное значение в биологических процессах.
4. Активные свойства времени — его течение и плотность — связывают весь Мир в единое целое и могут осуществлять воздействие друг на друга явлений, между которыми нет прямых материальных связей, что может объяснить факты взаимодействия биологических объектов, находящихся на большом удалении или изолированных друг от друга
Любая физическая система, и в частности вещество, с течением времени теряет свою первоначальную организованность, разрушается и стареет. Течение процесса должно совпадать с направленностью времени. Если время дополняет трехмерное пространство до четырехмерного многообразия, то течение времени настоящим моментом лишь обнаруживает события, уже существующие в будущем, при сохранении всего, что отодвигается в прошлое. В таком четырехмерном мире все, что должно быть в соответствии с законами Природы. Поэтому все события в четырехмерном мире должны уже существовать в соответствии со вторым началом термодинамики и выглядеть веером, расходящимся в сторону будущего, т. е. положительного направления оси времени. Скорее всего, это означает, что чисто геометрическое представление о времени является недопустимо упрощенным. Пространство же может обладать не только геометрическими свойствами, т. е. быть пустым, но у него могут быть и физические свойства, которые мы называем силовыми полями. Поэтому совершенно естественно полагать, что у времени могут быть и физические свойства. Благодаря этим свойствам время может воздействовать на физические системы, на вещество и становиться активным участником Мироздания.
Многочисленные лабораторные опыты показали, что у времени помимо пассивного свойства длительности существуют еще и активные свойства: направленность хода и плотность, определяющая степень его активности. В результате время не только открывает возможности для развития процессов, но как некоторая физическая реальность может воздействовать на них и на состояние вещества. При этом происходит взаимодействие, ведущее к тому, что и сама плотность времени будет изменяться под воздействием происходящих вблизи процессов. Через это изменение свойств времени может осуществляться связь между процессами. Изменение состояния и свойств вещества может происходить не только со временем, но и под действием времени на него.
Т. е. время помимо пассивного, геометрического свойства, измеряемого часами, обладает еще и активными, физическими свойствами, благодаря которым время может взаимодействовать с материальными системами и препятствовать переходу их в равновесное состояние. Таким образом, время оказывается явлением Природы, а не просто четвертым измерением, дополняющим трехмерное пространство. Ход времени неразрывно связан с причинностью, являющейся важнейшим свойством Мира.
Звезды не охлаждаются до равновесия с окружающим пространством, потому что этому препятствует текущее время. Значит, огромные массы вещества звезд перерабатываю время и превращают его в излучение. Наблюдая звезды в небе, мы видим не проявление разрушительных сил Природы, а проявление творческих сил, приходящих в Мир через время. Поэтому и энергию, которую дают ветер, течение воды или даже внутреннее тепло Земли, через Солнце или Землю приносит нам время.
Крупномасштабная ячеистая структура Метагалактики состоит из гигантских волокноподобных элементов, образованных сверхскоплениями галактик и пустотами («кавернами») между ними размерами до 300 Мпк, ограниченных «стенками» из галактик толщиной до 10 Мпк.
Согласно эйнштейновской теории тяготения — общей теории относительности (ОТО) четырехмерное пространство-время, в котором мы живем, искривлено, а знакомая всем гравитация и есть проявление такого искривления.
Рис. 1 Кротовые норы (каверны)
Материя «прогибает», искривляет пространство вокруг себя, и — чем она плотнее, тем сильнее искривление. Многочисленные альтернативные теории тяготения, счет которым идет на сотни, отличаясь от ОТО в деталях, сохраняют главное — идею кривизны пространства-времени. И если пространство кривое, то почему бы ему не принять, к примеру, форму трубы, накоротко соединяющей области, разделенные сотнями тысяч световых лет, или, допустим, далекие друг от друга эпохи
Такого рода пространственные структуры позднее получили название «кротовые норы».
4. Проекты машины времени.
Роман Герберта Уэллса «Машина времени», как сейчас становится понятным, внедрил в сознание многих людей идею о реальности проекта создания устройства, способного перемещать людей как в прошлое, так и в будущее.
В данном разделе я хочу рассмотреть возможность строительства машины времени и ее перемещения внутри кротовых нор.
4. 1. Машина времени Курта Геделя
В 1949 году благодаря математику Курту Геделю был открыт механизм, на основе которого возможно осуществится работа машины времени.
Гравитационные поля могут в определенных случаях допускать так называемые временные петли, или, как их называли раньше, замкнутые гладкие времениподобные мировые линии. Чтобы понять как они возникают, надо на нарисовать окружность, которая всегда лежит внутри соответствующим образом наклоненных световых конусов. Это и есть машина времени. Машина времени естественная, природная, если мы найдем где-то гравитационное поле, порождающее нужный наклон конусов, т. е. нужное искривление пространства-времени. Человеку пока не приходилось в своей практической деятельности сталкиваться с такими полями. Но это не значит, что они не существуют. Открытие Геделя как раз и заключалось в том, что он предложил модель Вселенной, где есть место для машины времени, и эта модель вытекала из уравнений Эйнштейна.
Гедель считал, что основным препятствием для путешествий в прошлое являются практические трудности, стоящие на пути реализации подобных проектов.
Итак, природная машина времени требует либо ее разгона до околосветовых скоростей, либо она начинает работать в областях, где не выживает человеческий организм. Как видим, Гедель был прав, говоря о практических трудностях на пути реализации проекта машины времени.
4. 2. Машина времени Кипа Торна
Какова другая трудность, о которой, как говорилось выше, надо забыть? Речь идет о необходимости для запуска машины времени разогнать один конец B кротовой норы до околосветовой скорости, притормозить, вновь разогнать в обратном направлении, вновь притормозить, нырнут в нору, выскочить на другом конце A и, наконец, как можно быстрее домчаться во внешнем пространстве до конца B. Это приведет, по мнению многих физиков, к появлению временной петли.
Предложенный механизм работы машины времени вызывает ряд возражений, заставляющих усомниться в реализации данного проекта Торна.
4. 3. Машина времени как 4-мерная кротовая нора
Представим, что от трехмерного пространства, в котором мы с вами живем, отрывается кусочек, содержащий некоторый предмет. Тогда он растворится, исчезнет прямо на глазах, ибо свет от него не будет уже доходить до нас. Слившись вновь с пространством, материализуется, возникнет из ничего.
Возникают два вопроса, на которые нужно ответить:
1) Можно ли оторвать кусок пространства?
2) Если можно, то как его потом «прилепить» к нужному месту в прошлом так, чтобы образовалась временная петля? Ведь оторвавшийся кусок пространства сам живет во времени, двигаясь в направлении Стрелы или Потока Времени, указанного нашей Вселенной изначально, с момента ее зарождения? Ранее мы уже выражали сомнение в возможности человека изменять направление Стрелы времени.
Тем не менее на оба вопроса можно ответить положительно.
Пространство, являющееся трехмерной поверхностью в пространстве-времени, характеризуется кривизной. Пространство с течением времени может менять свою геометрию, например, расширяться, и, следовательно, изменять свою кривизну. С точки зрения общей теории относительности геометрия пространства определяется распределение материи.
А как быть с необходимостью разрушать направление Стрелы времени? Выход из этого затруднения видится в том, что надо использовать 5-мерные теории пространства-времени, поскольку в таком случае возможен ответ на следующий вопрос: нельзя ли выйдя по 4-мерной кротовой норе в 5-е измерение по естественной Стреле времени, задаваемой обобщенными 5-мерными световыми конусами просто «натолкнуться» на прошлое? Можно. Для этого, 4-мерное пространство-время должно быть свернуто в виде пружины в 5-мерном пространстве-времени, бесконечно наматываясь на само себя. Такое 4-мерное пространство-время математики называют пружинным слоем.
Другими словами, в 4-мерном пружинном пространстве-времени существуют события, принадлежащие «Настоящему», сколь угодно близко с точки зрения 5-мерного пространства, от которых в 5-мерном мире лежат события из сколь угодно далекого Будущего (или Прошлого). Движение вдоль пятой координаты в направлении, задаваемом некоторым вектором gamma^A приводит к бесконечному «протыканию» физического 4-мерного пространства-времени в точках будущего или прошлого. Прошлое находится буквально рядом, его не надо долго искать в недрах 5-мерного мира. Метрическая степень близости Прошлого характеризуется вектором gamma^A и связана она со скалярным и электромагнитным полями, как это вытекает из 5-мерной теории электрогравитации.
Интересно, что существует естественное препятствование проникновению в «ближайшее» Прошлое, поскольку 5-мерные световые конусы не могут быстро.
Гедель тысячу раз был прав, говоря о затруднениях при реализации путешествий в прошлое. Машина времени не просто мечта. Это бесконечный путь познания Времени. Мы же только в его начале.
В своей работе я попытался разобраться, что же такое Время и как можно создать машину времени.
Академик Новиков сравнивает поток времени с течением реки. Вдали от сильных гравитационных полей время, подобно воде в свободной реке, течет одинаково во всем пространстве от прошлого к будущему. В сильном магнитном поле тяготение пространство-время может быть сильно искривлено, подобно тому, как вода в реке, встречая препятствия, сильно искривляет свое тяготение.
Тяготение – очень таинственное и до сих пор не разгаданное свойство материи. Концепция теоретической физики связывает тяготение с геометрическими свойствами пространства и времени. Вероятно, связь тяготения с временем очень глубокая, и изменение физических свойств времени может привести к изменению сил тяготения между телами. Значит, и мечту о плавном космическом полете, освобожденном от сил тяготения, не следует считать совершенно абсурдной!
В своей работе я рассказал, что под действием сильного гравитационного поля может возникнуть «туннель в суперпространстве» возникнет «петля хода времени».
В настоящее время ученые работают над поиском «кротовых нор» и возможно в скором времени мы начнем практическое применение свойств «кротовых нор».