Механика машины времени

Согласно Общей теории относительности, массивные тела искривляют рельеф пространства – времени. Это явление известно нам как всемирное притяжение. Но вместе с искривлением пространства – времени могут искривляться и все мировые линии, становясь замкнутыми. Двигаясь по таким замкнутым линиям, объект из будущего неминуемо встретится с самим собой в прошлом и сможет повлиять на уже прошедшие события.

Существование в природе замкнутых мировых линий в свое время исследовал немецкий математик Курт Гедель. Замкнутые мировые линии, известные в научно-популярной и фантастической литературе как петли времени, появляются в окрестности массивных черных дыр. Так, из предыдущей главы мы знаем, что Кип Торн показал возможность образования петель времени в туннеле, соединяющем систему «замороженных звезд». Другой английский космолог Ричард Готт, развивая теорию суперструн (согласно которой все микрочастицы образованы сверхмалыми струнами – квантовыми суперструнами), доказал, что прохождение таких струн сквозь друг друга должно порождать петли времени. К сожалению, пока еще неизвестно, существуют ли суперструны в действительности.

Убедившись, что петли времени не противоречат теории относительности, физики попробовали избавиться от логических парадоксов путем введения неизвестного нам закона природы, запрещающего вмешиваться в собственное прошлое.

Более радикальное объяснение невозможности парадоксов предложил знаменитый британец Стивен Хокинг. Используя сочетание теории гравитации с квантовой механикой, описывающей движение элементарных частиц, он показал, что квантовые эффекты должны вызвать разрушение тех петель времени, которые предсказываются уравнениями Эйнштейна. Поэтому теория замкнутых мировых линий обязательно должна учитывать квантовые эффекты.

Мы уже рассказывали о кипении физического вакуума, именно на этом самом элементарном уровне пространства – времени квантовая физика указывает на возможность возникновения петель времени. По квантовой теории, пространство – время здесь имеет «пенистую» структуру, включающую множество микроскопических замкнутых мировых линий.

Квантовая физика описывает поведение элементарных частиц статистически. Эта врожденная «статистичность» микрообъектов является одной из самых трудных загадок природы. На микроуровне в любой момент времени можно указать лишь вероятность того или иного физического процесса. Этот вывод очень трудно осознать, и даже великий Эйнштейн до самого конца жизни пытался его оспорить и найти наглядное объяснение этой загадочной статистичности.

Одна из самых необычных попыток объяснить вероятностный характер квантовой механики была предпринята в середине прошлого века американским физиком Хью Эвереттом, который предложил теорию «множественных вселенных». Согласно этой теории, существует не одна, а сразу множество вселенных, в точности подобных нашей по физическому составу материальных тел. Если мы наблюдаем за распадом какого-то радиоактивного элемента и видим, что этот распад произошел, скажем, через пять минут, то это верно только для данной вселенной. В другой, «параллельной», вселенной его копия распадется через десять минут, а в третьей – через пятнадцать. Иными словами, вероятность распада соответствует множеству вселенных, в которых копия распадается через данное время; сам же радиоактивный элемент ведет себя вполне однозначно и никакой статистичностью не обладает.

С самого начала вокруг теории Эверетта возникла бурная дискуссия. Ведь для тех квантовых расчетов, которыми пользуются физики при описании своих экспериментов с элементарными частицами и при создании различных квантовых приборов, совершенно безразлично, верна теория Эверетта или нет. Но вот для квантовой гравитации, которой занимаются Хокинг и Торн, такая теория может означать очень многое.

А вот решить парадоксы путешествий во времени она может легко. Например, в той ситуации, которая описывается в романе Айзека Азимова, точка встречи критика и писателя представляет собой особый узел Мультивселенной, в котором сходится множество вселенных-копий. В зависимости от того, какое действие произведет критик по имени Соня в прошлом, она и все, что ее окружает, оказываются в той или иной из этих копий. Следует лишь заметить, что прошлое и будущее в каждой из этих копий будут различными.