Увидеть будущее и забыть: физики доказали, что путешествия во времени возможны, но вы их не запоминаете

Двигаться во времени можно. Но плата за такие вояжи - память...

Фото: Shutterstock.

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.

Астрофизик Игорь Дмитриевич Новиков. Фото: РАН

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.

СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ

Когда искусственный интеллект будет следить за всеми россиянами (подробнее)

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Сутки длятся всего 16 часов? Поставлен зловещий эксперимент со временем

Обозреватель Арсюхин проверил легенду о 16 часах в сутках (подробности)

Человечество в шаге от создания машины времени: ученым удалось разорвать пространство и время

Физики провели эксперимент в лаборатории и выяснили неожиданное (подробности)

Почему к старости время бежит быстрее: тайна наконец раскрыта

Ученые дают советы, как чувствовать себя в возрасте – словно ты ребенок (подробности)