Теория Безвременья

7. Путешествие во «времени»

Разобравшись с понятием, сутью и некоторыми загадками «времени», мы, наконец-то, подошли к вопросу о путешествиях во Времени. Возможно ли это, в принципе?

Что же о путешествиях во «времени» говорит современная наука?

Возможно ли путешествие во времени — в будущее или прошлое? При этом сразу заметим, что речь здесь фактически пойдет о возможности путешествия на космическом корабле со скоростью, близкой к скорости света. Вернувшись из такого путешествия, можно «выиграть» во времени: проведя в корабле, скажем, 10 лет, можно возвратиться на Землю, где прошло 100 лет. Это, конечно, можно интерпретировать как «путешествие во времени».

В этом, и только в этом, смысле современная наука допускает путешествия в будущее.

Что касается путешествия в прошлое, то оно в принципе невозможно, так как приводит к логическому противоречию. Популярная формулировка этого противоречия состоит в том, что, совершив путешествие в прошлое, к моменту до своего рождения, можно убить своего отца и тем самым никогда не родиться.

Однако, есть и другая, более научная, формулировка — почему невозможно вернуться в прошлое.

Поскольку в мире Эйнштейна — Минковского время и пространство равноценные координаты, возвращаемся мы в покинутую нами точку пространства легко и постоянно. Но не даром, за возврат в пространстве (так же, как и за движение вперёд) мы заплатим временем. Мы вернулись туда же, но не тогда же, а позже, в другое время. Тем самым вернулись уже в иную мировую точку. Если теоретически мы могли бы двинуться по временной координате назад, в прошлое, то должны были бы за это тоже заплатить. Заплатить пространством, тоесть попали бы в другую точку Вселенной, где-то вне земной поверхности, и к тому же, весьма вероятно, кем-то уже занятую, что привело бы к немедленной гибели.

А теперь снова вернёмся к вопросу об относительной реальности путешествия в будущее на космическом корабле.

Для того чтобы получить заметный выигрыш во времени, необходимо путешествовать со скоростью, близкой к скорости света. Для этого необходимо ускорение, обеспеченное работой двигателя ракеты, длящееся достаточно долгое время. Насколько долгое? Может быть, нужны миллионы лет, чтобы достигнуть скорости, близкой к скорости света?

Пользуясь теорией относительности, можно показать, что если ускоряться в ракете с ускорением земного тяготения 3,5 года, то по часам, прошедшим на Земле, пройдет 15 лет. При скоростях, еще более близких к скорости света, разница становится гораздо более впечатляющей. Так, например, если время ускорения для пассажиров ракеты равно 10 годам, то на Земле пройдет 11 500 лет!

Итак, с точки зрения нормальной продолжительности человеческой жизни путешествие со скоростью, близкой к скорости света, представляется хотя и длительным, но возможным.

Представим себе улетающую от Земли ракету с пассажирами, лабораторными приборами и т. д. Поскольку абсолютно все процессы в ракете замедляются одинаково, пассажиры космического корабля не почувствуют никаких аномалий, связанных с необычным ходом времени. Они будут вставать, например, в 7 часов утра, ложиться в 12 ночи, в середине дня тратить час на обед и т. д. И стареть они будут совершенно нормально: за 10 лет тридцатилетний человек станет сорокалетним. И только если отслеживать происходящее в корабле по часам на Земле, мы обнаружим, что за 10 лет путешествия на ракете на Земле прошло, скажем, 20 лет. При всей парадоксальности этого вывода трудно немедленно указать на какое-нибудь логическое противоречие.

Действительно, если рассматривать путешествие в будущее в подобном контексте, то оно, в самом деле, вполне возможно. Однако, повторюсь в очередной раз, что это путешествие будет происходить не во Времени, а в пространстве за счёт замедления движения всех процессов в ускоряющемся космическом корабле. Всё дело именно в ускорении и в тех перегрузках, которые испытывают при этом живые и неживые объекты.

Представим себе, что после длительного путешествия ракета возвращается на Землю. Какой из братьев окажется старше: тот, который оставался на Земле, или брат-путешественник? Здесь, конечно, опять ответ должен быть однозначным, и таковым он и является — брат, оставшийся на Земле, будет старше.

Ответ состоит в том, что во время какой-то части путешествия братья не движутся друг относительно друга равномерно. Путешествие неизбежно должно включать участки ускорения и замедления ракеты. На этих участках положение братьев-близнецов не будет эквивалентным.

Среди различных возможных систем отсчета в природе выделены так называемые «инерциальные системы отсчета». Определение «инерциальной системы» состоит в том, что в ней предоставленное самому себе тело, то есть тело, на которое не действуют никакие внешние силы, сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

«Ускоренные системы» движутся с ускорением относительно инерциальных систем. Предоставленные самим себе тела в этих системах не сохраняют состояние покоя или равномерного движения. Земля с очень хорошей точностью является инерциальной системой. Тормозящая и ускоряющаяся ракета — нет. В этом и состоит несимметрия между братьями. брат-путешественник на некоторых участках траектории находится в ускоренном состоянии отсчета.

Специальная теория относительности имеет дело только с инерциальными системами и равномерным движением. Общая теория относительности описывает ускоренное движение.

Для нашего случая заключение общей теории относительности состоит в следующем.

В течение интервалов ускорения и торможения ракеты время в ракете течет медленнее, чем на Земле. При подведении окончательного баланса времени — определении полного времени путешествия этими промежутками пренебречь нельзя. На первый взгляд это может показаться странным, так как кажется, что эти промежутки времени могут быть сделаны сколь угодно малыми по сравнению с длительным временем путешествия с равномерной скоростью. Это, однако, не так, потому что, согласно общей теории относительности, эффект замедления времени в ускоренной системе координат зависит от расстояния между часами, показания которых сравниваются друг с другом. Чем дальше ускоряемые часы от часов, находящихся в инерциальной системе, тем больше будет эффект.

А вот это уже не факт. При чём тут расстояние, если земные и бортовые часы ракеты были синхронизированы на Земле перед стартом. Конечно, если бы такая синхронизация производилась на расстоянии 1 000 000 км., то разница между часами составила бы минимум 3 секунды. Но это не повод, чтобы ставить замедление «времени» на борту ракеты в зависимость от увеличения расстояния между двумя системами отсчёта. Мы можем говорить о разнице в ходе часов на Земле и в ракете только при условии ускоренного движения одной из систем отсчёта. То есть, чем дольше летят ускоряемые часы относительно часов, находящихся в инерциальной системе, тем больше будет эффект «замедления Времени».

Читая фантастические произведения о межзвёздных путешествиях к другим мирам, меня всегда привлекала идея так называемых гиперпространственных прыжков, или гипердрайва. Обычно этот процесс описывается как прорыв звездолёта в некое подпространство, где не действуют привычные физические законы, и откуда по прошествии нескольких секунд, минут или часов корабль выходит в привычное космическое пространство за сотни и тысячи световых лет от точки входа. Однако, лишь редкие писатели фантасты выдвигают по поводу этих гиперпрыжков хоть какие-то научные теории, пусть даже ошибочные. Я считаю, что такое перемещение или нечто похожее действительно возможно при определённых обстоятельствах.

Известно, что общая теория относительности предполагает наличие искривлённого пространства вблизи больших масс материи.

Учитывая аналогию возникающих в неинерциальных системах отсчета сил инерции с гравитационными, А. Эйнштейн предположил, что массивные тела вызывают вокруг себя локальное искривление четырехмерного пространства-времени.

Релятивистская теория гравитации удовлетворяет принципу соответствия (в пределе малых масс и скоростей из нее непосредственно выводится закон Всемирного тяготения Ньютона). В то же время уравнения гравитации предсказывают ряд наблюдаемых эффектов, необъяснимых с позиций классической физики:

1. Прецессия эллиптических орбит планет, движущихся в поле сферических тел (зарегистрирована у ближайшей к Солнцу планеты — Меркурия).

2. Эффект «абсолютного» замедления времени в гравитационном поле или при ускоренном движении (зарегистрирован по измерению времени распада нестабильных ядер и «красному смещению» световых волн в гравитационном поле).

3. Искривление лучей света вблизи массивных тел, отличное по величине от эффекта, предсказываемого классической теории (наблюдается по изменению видимого положения звезд вблизи края Солнца).

Исходя из третьего примера, подтверждённого некоторыми данными, предположим, что наш звездолёт достиг максимально возможной для материальных объектов скорости в космическом вакууме. Его скорость приближена к скорости света, но не достигает её. При этом масса звездолёта многократно возрастает. А значит, пространство вокруг него начинает искривляться, благодаря мощному гравитационному полю.

Предположим так же, что звездолёт будущего оснащён какой-либо установкой, способной поглощать энергию из вне. Например, с помощью некого генератора поля аннигиляции он сможет превращать космическое пространство (атомы газа и других веществ) в энергию за счёт реакции аннигиляции, одновременно образуя вокруг звездолёта своеобразный плазменно-энергетический кокон. Внутри «кокона» должна образоваться новая среда, как при эффекте кавитации. Например, физический вакуум, существование которого теоретически доказано. Одновременно, внешний источник энергии мог бы позволить звездолёту достичь скорости света. Но что же будет с ним дальше?…

Могу предположить три варианта развития событий.

1. Звездолёт, окружённый плазменно-энергетическим коконом, находясь в среде физического вакуума, спокойно превышает скорость света и продолжает лететь с ускорением в дальние дали. При этом, сам звездолёт становится ни видим для внешнего наблюдателя, но его световой фантом будет лететь далеко позади настоящего звездолёта, как звуковой след движется позади сверхзвукового самолёта.

2. Звездолёт достигает скорости света в пустоте космического вакуума. Масса корабля возрастает до такой степени, что пространство вокруг него сильно искривляется или «свёртывается» подобно ленте Мёбиуса. Таким образом, звездолёт просто исчезает из поля зрения внешнего наблюдателя. Но он снова появится в зоне видимости, как только его скорость и масса уменьшатся до определённой степени, и пространство вокруг корабля снова «развернётся».

3. Звездолёт достигает скорости света в пустоте космического вакуума. Масса корабля, окружённого защитно-силовым полем, становится критической, но пространство вокруг него не просто «свёртывается», а как бы «прорывается» вспышкой света. Таким образом, звездолёт исчезает из поля зрения внешнего наблюдателя и попадает в подпространство. Действующие в гипотетическом гиперпространстве законы могут быть не подходящими для постоянного пребывания там цельного материального объекта. Поэтому звездолёт, в любом случае, через какой-то промежуток Времени будет выброшен обратно в обычный космос.

Вопрос только в том, где после этого окажется наш звездолёт? В какой точке вселенной. У соседней звезды или в другой галактике. Возможно, это будет зависеть от продолжительности полёта в искривлённом пространстве или в гиперпространстве. А может, ещё от каких-то иных факторов. В любом случае, в ходе таких полётов будет происходить и путешествие в будущее, так как часы на борту звездолёта и все остальные процессы будут идти медленнее, чем такие же часы на Земле.

Как бы там ни было, все представленные варианты имеют право на существование, и они дают теоретический шанс будущим поколениям на межзвёздные путешествия.