Содержание
Создание машины времени возможно. Эксперименты со временем. Теоретическая часть / Хабр
Буквально на днях, после прочтения статьи Путешествия во времени и программирование я загорелся идеей об экспериментальных исследованиях, которые позволили бы получить практические ответы на вопросы о перемещении во времени. Но прежде чем переходить к экспериментам, требуется разработать теоретическое обоснование о возможности преодоления времени между прошлым и будущим. Чем собственно я занимался в течении последних дней. Исследование основано на теории относительности Эйнштейна и релятивистских эффектах, попутно затрагивая также квантовую механику и теорию суперструн. Думаю мне удалось получить положительные ответы на поставленные вопросы, подробно рассмотреть скрытые измерения и попутно получить объяснение некоторых явлений, например, природу корпускулярно-волнового дуализма. А также рассмотреть практические способы передачи информации между настоящим и будущем.
Если вас тоже волнуют эти вопросы то добро пожаловать под кат.
Обычно я не занимаюсь теоретической физикой, и в реальности веду довольно однообразную жизнь занимаясь софтом, железом, и отвечая на однотипные вопросы пользователей. Поэтому если найдутся неточности и ошибки надеюсь на конструктивное обсуждение в комментариях. Но мимо данной темы я не смог пройти. В голове то и дело появлялись новые идеи, которые со временем образовались в единую теорию. Я как то не рвусь самому отправляться в прошлое или будущее в котором меня никто не ожидает. Но предполагаю, что в будущем это станет возможно. Меня больше интересуют решение прикладных задач связанных с созданием информационных каналов для передачи информации между прошлым и будущем. А также волнуют вопросы о возможности изменения прошлого и будущего.
Путешествие в прошлое связано с большим количеством трудностей, которые сильно ограничивают возможность такого путешествия. На данном этапе развития науки и техники, думаю преждевременно браться за реализацию таких идей.
Но прежде чем понять, можем ли мы изменить прошлое, необходимо определиться с тем, можем ли изменить настоящее и будущее. Ведь суть любых изменений прошлого сводится к изменению последующих событий относительно заданной точки времени, к которому мы хотим вернуться. Если в качестве заданной точки взять текущий момент времени, то необходимость перемещения в прошлое отпадает, также как отпадает большое количество трудностей связанных с таким перемещением. Остается только узнать цепь событий, которые должны произойти в будущем, и попытаться разорвать эту цепь, чтобы получить альтернативное развитие будущего. На самом деле, нам даже не нужно знать полную цепочку событий. Необходимо достоверно узнать сбудется или нет одно конкретное событие в будущем (которое будет объектом исследования). Если сбудется, то значит, цепь событий привело к тому, чтобы это событие сбылось. Тогда у нас появляется возможность повлиять на ход эксперимента и сделать так, чтобы это событие не сбылось. Получится ли нам это сделать вопрос пока не ясный.
И дело не в том, сможем ли мы это сделать (экспериментальная установка должна позволить это сделать), а в том, возможно ли альтернативное развитие реальности.
В первую очередь возникает вопрос — как можно достоверно узнать то, что еще не случилось? Ведь все наши знания о будущем всегда сводятся только к прогнозам, а для подобных экспериментов прогнозы не годятся. Полученные в ходе эксперимента данные должны неопровержимо доказывать то, что должно произойти в будущем, как о уже произошедшем событии. Но на самом деле есть способ получения таких достоверных данных. Если как следует рассмотреть теорию относительности Эйнштейна и квантовую механику, то можно найти такую частицу, которая сможет связать прошлое и будущее в одну линию времени и передать нам необходимую информацию. В качестве такой частицы выступает фотон.
Суть эксперимента сводится к знаменитому опыту с двумя щелями с отложенным выбором, который был предложен в 1980 г. физиком Джоном Уилером. Есть много вариантов реализации такого эксперимента, одно из которых приводилось на Хабре.
В качестве примера рассмотрим эксперимент с отложенным выбором, который был предложен Скалли и Дрюлем:
На пути источника фотонов — лазера — ставят светоделитель, в качестве которого выступает полупрозрачное зеркало. Обычно такое зеркало отражает половину падающего на него света, а другая половина проходит насквозь. Но фотоны, будучи в состоянии квантовой неопределенности, попадая на светоделитель будут выбирать оба направления одновременно.
После прохождения светоделителя фотоны попадают в даун-конверторы. Даун-конвертор — это прибор, который получает один фотон на входе и производит два фотона на выходе, каждый с половиной энергии («даун-преобразование») от исходного. Один из двух фотонов (так называемый сигнальный фотон) направляется вдоль исходного пути. Другой фотон, произведённый даун-конвертором (именуемый холостым фотоном), посылается в совершенно другом направлении.
Используя полностью отражающие зеркала, расположенные по бокам, два луча снова собираются вместе и направляются к детекторному экрану.
Рассматривая свет в виде волны, как в описании Максвелла, на экране можно видеть интерференционную картину.
В эксперименте можно определить какой путь к экрану выбрал сигнальный фотон, путём наблюдения, который из даун-конверторов испустил холостой фотон-партнёр. Так как есть возможность получить информацию о выборе пути сигнального фотона (даже хотя она является полностью косвенной, поскольку не взаимодействуем ни с одним сигнальным фотоном) — наблюдение за холостым фотоном вызывает предотвращение возникновения интерференционной картины.
Итак. Причем тут опыты с двумя щелями
Дело в том, что холостые фотоны, испускаемые даун-конверторами, могут проходить гораздо большее расстояние, чем их сигнальные фотоны-партнёры. Но какое бы расстояние не прошли холостые фотоны, картина на экране всегда будет совпадать с тем, будут ли холостые фотоны зафиксированы или нет.
Допустим, что расстояние холостого фотона до наблюдателя во много раз превышает, чем расстояние сигнального фотона до экрана.
Получается, что картина на экране будет заранее отображать тот факт, будут ли наблюдать за холостым фотоном-партнёром или нет. Если даже решение о наблюдение за холостым фотоном принимает генератор случайных событий.
Расстояние, которое может пройти холостой фотон, никак не влияет на результат, который отображается на экране. Если загнать такой фотон в ловушку и, например, заставить многократно крутиться по кольцу, то можно растянуть данный эксперимент на произвольно долгое время. Не зависимо от продолжительности эксперимента мы будем иметь достоверно установленный факт того, что должно случиться в будущем. Например, если решение о том, будем ли мы «ловить» холостой фотон зависит от подбрасывания монеты, то уже в начале эксперимента мы будем знать, «каким образом упадет монетка». Когда на экране появиться картинка, это будет уже свершившийся факт еще до подбрасывания монеты.
Возникает интересная особенность, которая кажется меняет причинно-следственную связь. Мы можем спросить – каким образом следствие (которое произошло в прошлом) может формировать причину (которое должно произойти в будущем)? А если причина еще не наступала, то каким образом мы можем наблюдать следствие? Чтобы это понять попробуем углубиться в специальную теорию относительности Эйнштейна и разобраться с тем, что происходит на самом деле.
Но в этом случае нам придется рассматривать фотон как частицу, чтобы не смешивать квантовую неопределенность с теорией относительности.
Почему именно фотон
Это именно та частица, которая идеально подходит для данного эксперимента. Конечно, квантовой неопределенностью обладают и другие частицы, такие как электроны и даже атомы. Но именно фотон имеет предельную скорость движения в пространстве и для него не существует само понятие времени, поэтому оно может беспрепятственно пересекать временное измерение, связывая прошлое с будущем.
Картина времени
Чтобы представить время, необходимо рассмотреть пространство-время в виде непрерывного блока растянутого во времени. Срезы, формирующие блок, являются моментами настоящего времени для наблюдателя. Каждый срез представляет пространство в один момент времени с его точки зрения. Этот момент включает в себя все точки пространства и все события во вселенной, которые представляются для наблюдателя как происходящее одновременно.
Объединяя эти срезы настоящего, расположив одну за другим в том порядке, в котором наблюдатель переживает эти временные слои, мы получим область пространства-времени.
Но в зависимости от скорости движения, срезы настоящего будут делить пространство-время под разными углами. Чем больше скорость движения относительно других объектов, тем больше получается угол среза. Это означает, настоящее время движущегося объекта не совпадает с настоящим временем других объектов, относительно которых оно движется.
По направлению движению, срез настоящего времени объекта смещается в будущее относительно неподвижных объектов. В обратном направлении движения, срез настоящего времени объекта смещается в прошлое относительно неподвижных объектов. Это происходит потому, как свет, летящий на встречу движущегося объекта достигает его раньше, чем свет, догоняющей движущийся объект с противоположный стороны. Максимальная скорость движения в пространстве обеспечивает максимальный угол смещения текущего момента времени.
Для скорости света этот угол составляет 45°.
Замедление времени
Как я уже писал, для частицы света (фотона) не существует понятие времени. Попробуем рассмотреть причину этого явления. Согласно специальной теории относительности Эйнштейна по мере увеличения скорости объекта происходит замедление времени. Это связано с тем, что по мере увеличения скорости движущегося объекта для света требуется преодолевать все большее расстояние за единицу времени. Например, при движении автомобиля, свету его фар необходимо преодолевать большее расстояние за единицу времени, чем если бы автомобиль стоял на парковке. Но скорость света является предельной величиной и не может увеличиваться. Поэтому складывание скорости света со скоростью движения автомобиля не приводит к увеличению скорости света, а приводит к замедлению времени, согласно формуле:
где r – длительность времени, v – относительная скорость движения объекта.
Для наглядности рассмотрим еще один пример. Возьмем два зеркала и расположим их противоположно одну над другой. Допустим, что луч света будет многократно отражаться между этими двумя зеркалами. Движение луча света будет происходить по вертикальной оси, при каждом отражении отмеряя время как метроном. Теперь начнем двигать наши зеркала по горизонтальной оси. С увеличением скорости движения, траектория движения света будет наклоняться по диагонали, описывая зигзагообразное движение.
Чем больше скорость движения по горизонтали, тем сильнее будет наклонена траектория движения луча. При достижении скорости света рассматриваемая траектория движения будет выпрямлена в одну линию, как если бы мы растянули пружину. То есть свет уже перестанет отражаться между двумя зеркалами и будет двигаться параллельно горизонтальной оси. А значит наш «метроном» перестанет отмерять ход времени.
Поэтому для света не существует измерения времени.
Фотон не имеет ни прошлого, ни будущего. Для него есть только текущий момент, в котором оно существует.
Сжатие пространства
Теперь попробуем разобраться с тем, что происходит с пространством на скорости света, в котором пребывают фотоны.
Для примера возьмем некий объект длиной в 1 метр и будем ускорять его до около световой скорости. По мере увеличения скорости объекта мы будем наблюдать релятивистское сокращение длины движущегося объекта, согласно формуле:
где l – это длина, а v – относительная скорость движения объекта.
Под словом «мы будем наблюдать» я имею ввиду неподвижного наблюдателя со стороны. Хотя с точки зрения движущегося объекта, неподвижные наблюдатели так же будут сокращаться в длине, ибо наблюдатели будут с той же скоростью двигаться в противоположном направлении относительно самого объекта. Отметим, что длина объекта является измеряемой величиной, а пространство является точкой отсчета для измерения этой величины.
Мы также знаем, что длина объекта имеет фиксированную величину в 1 метр и не может меняться относительно пространства, в котором оно измерено. Значит, наблюдаемое релятивистское сокращение длины говорит о том, что сокращается пространство.
Что произойдет, если объект постепенно ускориться до скорости света? На самом деле ни одна материя не может ускоряться до скорости света. Можно максимально приближаться к этой скорости, но достичь скорости света не возможно. Поэтому с точки зрения наблюдателя, длина движущегося объект будет бесконечно сокращаться, пока не достигнет минимально возможной длины. А с точки зрения движущегося объекта, все относительно неподвижные объекты в пространстве будут бесконечно сжиматься, пока не сократятся до минимально возможной длины. Согласно специальной теории относительности Эйнштейна мы также знаем одну интересную особенность — не зависимо от скорости движения самого объекта, скорость света всегда остается неизменной предельной величиной. Значит, для частицы света всё наше пространство сжато до размеров самого фотона.
Причем сжаты все объекты, не зависимо от того двигаются они в пространстве или остаются неподвижными.
Тут можно заметить, что формула релятивистского сокращения длины недвусмысленно дает нам понять, что при скорости света всё пространство будет сжато до нулевого размера. Я же писал о том, что пространство будет сжато размеров самого фотона. Полагаю, оба вывода являются правильными. С точки зрения Стандартной модели фотон является калибровочным бозоном, выполняющую роль переносчика фундаментальных взаимодействий природы, для описания которого требуется калибровочная инвариантность. С точки зрения М-теории, которая на сегодняшний день претендует на звание Единой теории всего, считается, что фотон представляет из себя колебание одномерной струны со свободными концами, которая не имеет размерности в пространстве и может содержать в себе свернутые измерения. Я честно не знаю по каким расчетам сторонники теории суперструн пришли к подобным выводам. Но то, что наши расчеты ведут нас к тем же результатам думаю говорит о том, что мы смотрим в правильном направлении.
Расчеты теории суперструн перепроверялись десятилетиями.
Итак. К чему же мы пришли:
- С точки зрения наблюдателя, всё пространство фотона свернуто до размеров самого фотона в каждой точке траектории движения.
- С точки зрения фотона, траектория движения в пространстве свернуто до размеров самого фотона в каждой точке пространства фотона.
Рассмотрим какие выводы следуют из всего что мы узнали:
- Линия текущего времени фотона пересекает линию нашего времени под углом 45°, в следствии которого наше измерение времени для фотона является нелокальным пространственным измерением. Это значит, что если бы мы могли перемещаться в пространстве фотона, то мы бы перемещались от прошлого к будущему или от будущего к прошлому, но эта история была бы составлена из разных точек нашего пространства.
- Пространство наблюдателя и пространство фотона непосредственно не взаимодействуют, их связывает движение фотона. При отсутствии движения отсутствуют угловые расхождения в линии текущего времени, и оба пространства сливаются в одну.
- Фотон существует в одномерном пространственном измерении, в следствии которого движение фотона наблюдается только в пространственно-временном измерении наблюдателя.
- В одномерном пространстве фотона не существует движения, в следствии чего фотон заполняет свое пространство от начальной до конечной точки, в пересечении с нашим простраством дающее начальные и конечные координаты фотона. Данное определение говорит, что в своём пространстве фотон выглядит как вытянутая струна.
- Каждая точка пространства фотона содержит проекцию самого фотона во времени и в пространстве. Имеется ввиду, что фотон существует в каждой точке этой струны, представляя разные проекции фотона во времени и в пространстве.
- В каждой точке пространства фотона сжата полная траектория его движения в нашем пространстве.
- В каждой точке пространства наблюдателя (где может пребывать фотон) сжата полная история и траектория самого фотона. Данный вывод следует из первого и пятого пункта.
Пространство фотона
Давайте попробуем разобраться что из себя представляет пространство фотона. Признаюсь, трудно представить что такое пространство фотона. Разум сцепляется за привычное и пытается провести аналогию с нашим миром. А это приводит к ошибочным выводам. Чтобы представить другое измерение нужно отбросить привычные представления и начать думать по другому.
Итак. Представьте себе лупу, собирающее в фокусе всю картину нашего пространства. Допустим, что мы взяли длинную ленту и расположили фокус лупы на этой ленте. Это есть одна точка в пространстве фотона. Теперь немного передвинем лупу параллельно нашей ленте. Точка фокуса также передвинется по ленте. Это уже другая точка в пространстве фотона. Но чем отличаются эти две точки? В каждой точке есть панорама всего пространства, но проекция выполнена из другой точки нашего пространства. К тому же, пока мы передвигали лупу успело пройти какое то время. Получается, что пространство фотона в чем то похоже на кинопленку, снятую с движущегося автомобиля.
Но есть некоторые отличия. Пространство фотона имеет только длину и не имеет ширину, поэтому там фиксируется только одно измерение нашего пространства — от начальной до конечной траектории фотона. Так как в каждой точке записана проекция нашего пространства, то в каждой из них имеется наблюдатель! Да да, ведь в каждой точке фиксируются одновременные события с точки зрения самого фотона. И раз уж начальные и конечные траектории фотона расположены в одной линии времени — это одновременные события для фотона, которые затрагивают его в разных точках своего пространства. В этом основное отличие от аналогии с кинопленкой. В каждой точке пространства фотона получается одинаковая картина из разных точек обзора, и отражающая разные моменты времени.
Что происходит, когда фотон движется? Пробегает волна по всей цепочки пространства фотона, когда пересекается с нашим пространством. Волна затухает когда сталкивается с препятствием и передает ему свою энергию. Возможно пересечение пространства фотона с нашим пространством создает момент импульса элементарной частицы, называемое также спином частицы.
А теперь посмотрим как выглядит фотон в нашем мире. С точки зрения наблюдателя пространство фотона свернуто в размеры самого фотона. По сути это самое свернутое пространство и является самим фотоном, отдаленно напоминающую струну. Струна построенная из симметричных проекций самого себя из разных точек пространства и времени. Соответственно фотон содержит в себе всю информацию о самом себе. В любой точке нашего пространства он “знает” весь путь, и все события прошлого и будущего, касающегося самого фотона. Я считаю, что фотон безусловно может предсказывать свое будущее, нужно только поставить правильный эксперимент.
Выводы
1. Остается масса вопросов, ответы на которых трудно получить без проведения экспериментов. Не смотря на то, что подобные эксперименты с двумя щелями проводились много раз, и с различными модификациями, в интернете очень трудно найти об этом информацию. Даже если удается что-то найти, нигде не приводятся вразумительных объяснений сути происходящего и анализа результатов эксперимента.
Большинство описаний не содержит никаких выводов и сводится к тому что, «есть такой парадокс и никто не может его объяснить» или «если вам кажется что вы что то поняли, значит вы ничего не поняли» и т. д. А между тем я считаю, что это перспективное направление исследования.
2. Какую информацию можно передавать из будущего в настоящее? Очевидно, что мы можем передать два возможных значения, когда мы будем или не будем наблюдать за холостыми фотонами. Соответственно, в текущем времени мы будем наблюдать волновую интерференцию или скопление частиц из двух полос. Имея два возможных значение можно использовать бинарное кодирование информации и передавать любую информацию из будущего. Для этого потребуется должным образом автоматизировать этот процесс, с использованием большого количества квантовых ячеек памяти. В этом случае мы сможем получать тексты, фотографии, аудио и видео всего, что нас ожидает в будущем. Также можно будет получать передовые разработки в области программных продуктов и возможно даже телепортировать человека, если заранее отправят инструкцию, как построить телепорт.
3. Можно заметить, что достоверность получаемой информации относиться только к самим фотонам. Из будущего может быть отправлена заведомо ложная информация, ведущая нас в заблуждение. Например, если подбросили монетку, и упала решка, но мы отправили информацию, что упал орел, то мы сами вводим себя в заблуждение. Достоверно можно утверждать только то, что отправленная и полученная информация не противоречат друг другу. Но если мы решим ввести себя в заблуждение, то думаю, со временем сможем узнать, почему мы решили так поступить.
Кроме этого, мы не можем точно определить из какого времени получена информация. Например, если мы хотим узнать что произойдет через 10 лет, то нет гарантии того, что мы отправили ответ гораздо раньше. Т.е. можно сфальсифицировать время отправки данных. Думаю для решения этой проблемы может помощь криптографию с открытыми и закрытыми ключами. Для этого потребуется независимый сервер, занимающийся шифрованием и расшифрованием данных, и хранящий в себе пары открытых-закрытых ключей, сформированных на каждый день.
Сервер может по запросу шифровать и расшифровать наши данные. Но пока у нас не будет доступа к ключам, мы не сможем сфальсифицировать время отправки и получения данных.
4. Рассматривать результаты экспериментов только с точки зрения теории относительно было бы не совсем правильным. Хотя бы в силу того, что СТО имеет сильную предопределенность будущего. Не приятно думать, что всё предопределено судьбой, хочется верить, что у каждого из нас есть выбор. А если есть выбор, значит должны быть альтернативные ветки реальности. Но что будет, если мы решим действовать по другому, вопреки тому, что отображается на экране? Возникнет новая петля, где мы тоже решим действовать по другому, и это приведет к возникновению бесконечного количества новых петель с противоположными решениям? Но если есть бесконечное количество петель, то мы изначально должны были видеть на экране смесь интерференций и двух полос. А значит, мы изначально не могли бы определиться с противоположным выбором, что снова приводит нас к парадоксу… Я склоняюсь к мысли, что если существуют альтернативные реальности, то на экране будет отображаться только один вариант из двух возможных, не зависимо от того, сделаем мы такой выбор или нет.
Если мы сделаем другой выбор, мы создадим новую ветку, где изначально на экране будет показан уже другой вариант из двух возможных. Возможность сделать другой выбор будет означать о существовании альтернативной реальности.
5. Существует вероятность того, что как только экспериментальная установка будет включена, будущее окажется предопределенным. Возникает такой парадокс, что установка сама предопределяет будущее. Сможем ли мы разорвать это кольцо предопределенность, ведь у каждого есть свобода выбора? Или же наша «свобода выбора» будет подчинена хитрым алгоритмам предопределенности, и все наши попытки что то изменить, в конце концов сложатся в цепь событий, которые приведут нас к данной предопределенности? Например, если мы знаем номер выигрышной лотереи, то у нас есть шанс найти этот билет и получить выигрыш. Но если мы также знаем имя победителя, то мы уже не сможем ничего изменить. Может даже кто то другой должен был выиграть лотерею, но мы определили имя победителя и создали цепь событий, которая привела к тому, что предсказанный человек выиграет эту лотерею.
Трудно ответить на эти вопросы без проведения экспериментальных опытов. Но если такое имеет место, то единственная возможность избежать предопределенности видеться в том, чтобы не пользоваться этой установкой и не заглядывать в будущее.
Записывая эти выводы, мне вспоминаются события фильма «Час расплаты». Поражает то, насколько точно совпадают детали фильма с нашими расчетами и выводами. Ведь мы не стремились получит именно такие результаты, а просто хотели разобраться с происходящим и следовали формулам теории относительности Эйнштейна. И всё же, если есть такой уровень совпадения, то видимо, мы не одиноки в своих расчетах. Возможно, подобные выводы уже были сделаны десятки лет назад…
15 лет назад состоялся эксперимент с путешествием во времени
Пятнадцать лет назад, 2 мая 2005 года в Массачусетском технологическом институте состоялось забавное событие: первый эксперимент с путешественниками во времени. Тогда не получилось. Но при желании, каждый может попробовать повторить.
Тем более, это достаточно просто, почти не требует затрат, и, главное, совершенно безопасно.
Люди всегда мечтали о путешествиях во времени: вперед, в будущее, и назад, в прошлое. Для нас само собой разумеется, что будущее впереди, мы «в него смотрим». И тогда прошлое, соответственно, сзади, мы «на него оборачиваемся». А вот для древних греков прошлое стояло перед глазами – ведь мы его видим. А чтобы узреть будущее, надо обернуться и заглянуть за спину – не мы идем в будущее, а оно настигает нас.
Пока ученые спорят о сложных вопросах мироздания, «кротовых норах», возможных нарушениях пространственно-временного континуума и деликатных этических проблемах перемещения во времени, можно попробовать зайти с другой стороны. Пусть для нас эти вопросы пока за гранью понимания. Но, возможно, в будущем их уже решили, и люди умеют путешествовать в прошлое. Многое, из того, что еще недавно казалось сверхъестественным, сейчас обычное дело. А раз так, почему бы гостям из будущего уже не быть среди нас? Интерес к их поискам то затухает, то вспыхивает с новой силой.
Пока безрезультатно. А «доказательства», которые периодически обнаруживают энтузиасты, либо находят вполне прозаическое объяснение, либо оказываются фейком. Но зачем вообще искать? Не проще ли их позвать? Сообщить в будущее, где и когда мы ждем гостей. И они придут, чтобы развеять наши сомнения, утвердить нас в мысли о безграничных возможностях человеческого гения, а заодно, может, и поделиться каким-нибудь полезным знанием или технологией.
Именно это и предложил Амал Дорай, в то время 22-летний студент, изучавший электронику и вычислительную технику. Справедливости ради, надо сказать, что чуть раньше, в марте 2005 года группа австралийских энтузиастов официально установила в парке города Перт специальную табличку «День назначения», уведомлявшую, что на случай, если гости из будущего объявятся, им тут будут рады.
Дорай с товарищами подошел к делу основательнее. Мероприятие по аналогии со встречами выпускников, назвали «Встречей путешественников во времени». Самой сложной задачей было донести послание до потомков.
Для этого заложили несколько капсул времени. Идею послания в будущее придумали еще в 1937 году при подготовке к Международной выставке в Нью-Йорке. Тогда капсула, которую сначала хотели назвать очень по-американски «временной бомбой», весила 363 килограмма и была рассчитана на пять тысяч лет. Студенческий вариант был много проще. Также получили разрешение поместить несколько записок с сообщениями в ценные библиотечные издания. И дали интервью некоторым СМИ, чтобы максимально распространить информацию и повысить шансы, что ее увидят жители грядущих веков.
Встреча была назначена на 10 часов вечера по Североамериканскому восточному времени, понедельник, 2 мая 2005-го на спортивной площадке Восточного кампуса, которую специально зарезервировали под мероприятие. Были приглашены преподаватели и представители других университетов. Гостям из настоящего предлагались чипсы и содовая – никакого спиртного. Собралось более 400 человек. Большинство пришли просто посмотреть. Впрочем, нашлись и такие, кто держал плакаты «Вон отсюда!» и «Не отдадим пришельцам наши рабочие места!» Однако, никто из присутствовавших не представился гостем из будущего.
Или не признался. Некоторые шутили, что возможно, путешественники во времени просто перепутали часовой пояс или забыли перейти на летнее время. В ряде восточных штатов время переводили на центральноамериканское, а переход сначала был в последнее воскресенье апреля, потом – в первое, а в 2005 его вообще перенесли на март, но начиная с 2007-го. Вот так административная бестолковщина, возможно, лишила нас встречи с далекими потомками.
Как бы то ни было, но, несмотря на буффонаду, это мероприятие можно и следует считать научным экспериментом.
Через несколько лет эксперимент повторил Стивен Хокинг. В интернете есть ролик, где он поясняет, что любит простые эксперименты и… шампанское. Поэтому решил объединить их. Если вы решите в точности повторить сделанное Хокингом, вам придется несколько раскошелиться. Потребуется дюжина бутылок шампанского «Krug». Кроме того, Хокинг изменил постановку, сделав опыт более «чистым». 28 июня 2009 года (тоже понедельник) он организовал фуршет в одной из лабораторий Кембриджа.
Над дверью был натянут транспарант: «Добро пожаловать, путешественники во времени!» Гостей ждали разноцветные шарики, аппетитные легкие закуски и то самое шампанское. Хокинг сидел в своем кресле, комментируя происходящее. Большие настенные часы мерно отсчитывают часы, минуты и секунды. Когда начало бить двенадцать, камера остановилась на двери. Казалось, она вот-вот откроется. Если не с этим ударом, то со следующим. Даже, вроде, легкая тень пробежала под порогом. Но никто так и не появился.
Весь фокус был в том, что в течение всего времени Хокинг находился в лаборатории один (не считая помощника, который который вел съемку). Приглашение он разослал только на следующий день – изящный ход, чтобы исключить самозванцев. А настоящие путешественники во времени приглашались к Стивену Хокингу на вечеринку, которая состоится в прошлом, с указанием места, включая точные географические координаты, и времени (по всемирному координированному времени, которое с 1972 года заменило время по Гринвичу).
А также приписку, что письменное подтверждение согласия не требуется.
Возможно, ошибка была в том, что Хокинг не уточнил, что гостей ждет «Krug». А может, все дело в злополучном понедельнике. Или путешественникам во времени строго-настрого запрещено вступать в контакты с аборигенами. Или до них просто не доходят наши сообщения. Или мы им совершенно не интересны. Или… Да мало ли, сколько «или» могло быть. Кстати, ни Хокинг, ни другие почему-то, не упомянули один любопытный вопрос. Если бы, вдруг, гость из будущего все таки появился, следовало бы в порядке продолжения эксперимента на следующий день не отправлять сообщение? Ведь событие уже состоялось: зачем приглашать человека, который уже и так пришел?
Так что поиски продолжаются. На краудфандинговых платформах периодически появляются проекты, собирающие деньги на очередной эксперимент, который должен пролить свет тайну путешествий во времени. Вот, например, всем желающим предлагается поучаствовать в финансировании уникальной (кто бы сомневался!) «разработки экспериментального устройстве, предназначенного для проверки возможности отправки информации назад в прошлое».
Всего за $1 вы можете получить благодарность от разработчиков. Если вы раскошелитесь на $50, ваше имя будет упомянуто среди спонсоров проекта и, как знать, возможно, оно окажется вписано в историю науки. Ну а за $100, вас дополнительно будут держать в курсе того, как продвигается проект. Впрочем, прямо сейчас вы можете сэкономить $100 и совершенно бесплатно узнать, что он закрыт. Конечной целью ставилось собрать $150 тыс., но за отведенное время набралось только 3 (на всякий случай, прописью: три доллара США).
Путешествие во времени? Ученый Рон Маллет думает, что знает, как
(CNN) — Говорят, что прошлое — это чужая страна. А иногда это другая страна, которую мы очень хотим посетить.
Не можем, конечно. В то время как фактическое путешествие ограничено только тем, сколько денег мы можем сэкономить, визовыми требованиями и отменой рейсов, путешествие в прошлые времена ограничено холодными, жесткими законами физики.
А может и нет.
В ряды изобретателей фильмов, таких как Док Браун из «Назад в будущее», влились несколько реальных ученых, пытающихся воплотить в жизнь мечту о том, чтобы повернуть время вспять и добраться до конечного пункта назначения.
Среди них Рон Маллетт, астрофизик, посвятивший большую часть своей взрослой жизни идее о возможности путешествий во времени. Он придумал научные уравнения и принципы, на основе которых, по его словам, можно было бы создать машину времени.
Признавая, что его теории и проекты вряд ли позволят путешествовать во времени при его жизни, в течение многих лет он работал параллельно с уважаемой академической карьерой, чтобы осуществить свою мечту — отправиться в прошлое, чтобы снова увидеть своего любимого отца.
Маллету было 10 лет, когда его отец внезапно скончался от сердечного приступа, событие, которое, по словам ученого, навсегда изменило ход его жизни.
«Для меня солнце вставало и садилось над ним, он был просто центром вещей», — говорит он CNN Travel. «Даже сегодня, после всех этих лет, для меня это все еще нереально».
Отец Маллета, мастер по ремонту телевизоров, привил сыну любовь к чтению и поощрял его зарождающуюся страсть к науке. Примерно через год после смерти отца скорбящий Маллетт наткнулся на иллюстрированную версию классического научно-фантастического романа «Машина времени».
«Книга, изменившая мою жизнь», — говорит он.
Благодаря воображению писателя Герберта Уэллса Маллет внезапно почувствовал, что его семейная трагедия представляет собой не конец, а начало.
Шестьдесят лет спустя 74-летний Маллетт становится профессором физики в Университете Коннектикута. Он посвятил свою карьеру исследованию черных дыр и общей теории относительности — теориям пространства, времени и гравитации, которые знаменито исследовал Альберт Эйнштейн.
Маллет также теоретизировал о путешествиях во времени, в ходе которых он отправился в свое личное путешествие: сложный и часто спорный квест по созданию машины, способной посещать прошлое.
Он все еще далеко от места назначения — некоторые утверждают, что он никогда туда не доберется, — но его путешествие представляет собой пронзительную историю, в которой рассказывается о силе любви, силе детских мечтаний и человеческом желании контролировать судьба в непостижимой вселенной.
Как стать путешественником во времени
Рон Маллет и его семья в Бронкс-парке, 1950-е годы.
Предоставлено Рональдом Маллеттом
Маллет впервые столкнулся с концепцией путешествия во времени еще в 19 веке.50-е годы.
«Мы даже не летали в космос», — вспоминает он. «И люди даже не были уверены, сможем ли мы».
Семья Маллетта, выросшая в районе Нью-Йорка Бронкс, а затем в Пенсильвании, боролась за деньги.
Как самопровозглашенный «книголик», он все еще находил способы раздобыть материалы для чтения, находя утешение после смерти своего отца на полках местного книжного магазина Армии Спасения.
Именно здесь Маллет наткнулся на труды Эйнштейна, которые стали его следующим источником вдохновения.
В подростковом возрасте он продолжал корпеть над научными книгами, а после окончания средней школы стремился поступить в колледж через G.I. Законопроект, который поддерживает ветеранов вооруженных сил США в их послеслужебном образовании.
Он поступил на службу в ВВС США, где прослужил четыре года, включая командировку во Вьетнам.
В конце концов, Маллет добрался до академических кругов. Он получил степень бакалавра по физике, затем степень магистра и докторскую степень по теории Эйнштейна.
Его первой работой была работа над лазерами в компании United Technologies, производящей самолеты, где он изучал, как их можно использовать для сверления отверстий в лопатках турбин реактивных двигателей.
После нескольких лет применения математических теорий на практике Маллет поступил на работу в Коннектикутский университет (UCONN) в качестве доцента физики.
Во время всего этого, из Вьетнама и обратно, Маллет тихо обдумывал возможность путешествия во времени.
Но он начал публично говорить о своих амбициях только после того, как UCONN сделал его штатным профессором, открытой академической должностью, которая дает обладателям свободу работать, в значительной степени не опасаясь увольнения.
«Я хотел убедиться, что достиг этой вершины профессионализма, — говорит он, — даже тогда я немного сопротивлялся».
Он знал о стереотипе «безумного профессора». Он хотел, чтобы его амбиции не высмеивались, а его работе не угрожали.
Но когда Маллет начал открыто говорить о своих идеях, он обнаружил, что они находят отклик у многих других, что, по его словам, показывает универсальность желания вернуться к прошлому. У всех нас, говорит он, есть сожаления или прошлые решения, о которых мы думаем, или люди, которых мы потеряли, которых мы жаждем увидеть снова.
«Люди начали связываться со мной буквально со всего мира по поводу возможности вернуться в прошлое», — говорит он.
Наука, стоящая за всем этим
Маллет со своим ключевым уравнением, которое, по его словам, доказывает, что путешествия во времени возможны.
Рон Маллетт
Сегодняшние фотографии Маллетта за работой показывают, как он окружен оборудованием в захламленной лаборатории, демонстрируя свои принципы в работе с помощью небольших экспериментов, или стоит, сияя, перед меловой доской, где он выгравировал свои формулы.
Личный аспект работы Маллетта глубоко трогателен, но насколько правдоподобна научная основа его идей?
Все зависит, говорит Маллетт, от специальной теории относительности Эйнштейна и общей теории относительности.
«Короче говоря, Эйнштейн сказал, что время может зависеть от скорости», — говорит Маллетт.
Маллет приводит пример астронавтов, пересекающих космос на ракете, движущейся со скоростью, близкой к скорости света. Время на Земле будет идти иначе, чем для людей в ракете.
«Они могли вернуться и обнаружить, что они всего на несколько лет старше, но здесь, на Земле, прошли десятилетия», — говорит он.
Маллетт указывает на классический научно-фантастический фильм 1968 года «Планета обезьян», в конце которого [осторожно, спойлер] астронавт понимает, что он не путешествовал на далекую планету, где правят обезьяны, а просто вернулся на Земля в постапокалиптическом будущем, в котором человечество порабощено обезьянами.
«Это точное представление специальной теории относительности Эйнштейна», — говорит Маллет.
«Итак, в результате, согласно специальной теории относительности, если вы путешествуете достаточно быстро, вы, соответственно, путешествуете во времени. И фактически это было бы представлением путешествия во времени».
Однако все дело в том, чтобы двигаться вперед, а не назад, так как же это поможет Маллетту в его стремлении воссоединиться со своим отцом?
Общая теория относительности Эйнштейна основана на концепции гравитации и рассматривает, как гравитация влияет на время.
«Эйнштейн имел в виду, что чем сильнее гравитация, тем больше замедляется время», — говорит Маллетт.
Общая теория относительности Эйнштейна утверждает, что то, что мы называем силой гравитации, вовсе не сила, а искривление пространства массивным объектом.
«Если вы можете искривлять пространство, есть вероятность, что вы его искривите», — говорит Маллетт.
«В теории Эйнштейна то, что мы называем пространством, также включает в себя время — вот почему оно называется пространством-временем, все, что вы делаете с пространством, также происходит и со временем».
Маллет утверждает, что, закручивая время в петлю, можно путешествовать из будущего обратно в прошлое, а затем обратно в будущее. И это идея червоточины, своего рода туннеля с двумя отверстиями.
Маллет предполагает, что свет можно также использовать для воздействия на время с помощью так называемого кольцевого лазера.
В «Назад в будущее» изобретателю Доку Брауну удается построить машину для путешествий во времени.
Universal Studios
Он создал прототип, иллюстрирующий, как можно использовать лазеры для создания циркулирующего луча света, искривляющего пространство и время, вдохновленный его первой работой, где он экспериментировал с воздействием лазеров на реактивные двигатели самолетов.
«Оказалось, что мое понимание лазеров в конечном итоге помогло мне в моем прорыве с пониманием того, как я мог бы найти совершенно новый способ основы машины времени», — говорит Маллетт.
«Изучение типа гравитационного поля, создаваемого кольцевым лазером, может привести к новому взгляду на возможность создания машины времени на основе вращающегося луча света.
»
У Маллета также есть теоретическое уравнение, которое, как он утверждает, доказывает, что это работает.
«В конце концов, циркулирующий луч лазерного излучения может действовать как своего рода машина времени и вызывать искривление времени, что позволит вам вернуться в прошлое», — говорит он.
Но есть загвоздка, довольно большая.
«Вы можете отправить информацию обратно, но вы можете отправить ее обратно только в тот момент, когда вы включите машину», — говорит Маллетт.
Хотя его стремление вернуться в 1950-е годы ничуть не приблизилось к реальности, он сохраняет оптимизм и продолжает обдумывать возможности.
Реалии путешествий во времени
Научно-фантастический фильм «Интерстеллар» — любимый фильм Маллетта.
Так может ли существовать недалекое будущее, в котором путешествия во времени станут частью нашей повседневной реальности? В конце концов, мы вступаем в новое десятилетие, в котором когда-то причудливые концепции, такие как космический туризм и гиперпетлевые поезда, становятся реальностью.
Возможно, но не все так думают.
«Путешествие во времени в прошлое потенциально разрешено нашей общей теорией относительности, как мы понимаем гравитацию», — говорит Пол Саттер, астрофизик, который ведет подкаст «Спросите космонавта!»
«Но каждый раз, когда мы пытаемся состряпать теоретическое устройство для путешествия во времени, в дело вмешивается какая-то другая частица физики и разрушает вечеринку.»
Саттер говорит, что знает о работе Маллетта и считает ее интересной, хотя и не обязательно нужной для достижения результатов.
«Я не думаю, что это обязательно будет плодотворным, потому что я действительно думаю, что в его математике и его теории есть глубокие недостатки, и поэтому практическое устройство кажется недостижимым.»
Серьезная критика теории Маллетта была высказана в 2005 году Кеном Д. Олумом и Алленом Эвереттом из Института космологии факультета физики и астрономии Университета Тафтса. Они сказали, что нашли дыры в уравнении Маллетта и практичности предложенного им устройства.
Британский писатель-ученый Брайан Клегг более благосклонно относится к идеям Маллетта, он также описал ученого в своей книге «Как построить машину времени».
«Хотя не все согласны с тем, что запланированное им устройство будет работать, я думаю, что это достаточно интересное предложение, чтобы провести экспериментальное испытание», — говорит Клегг.
«Если бы это сработало, следует подчеркнуть, что это не практичная машина времени, а просто производил бы крошечный, но измеримый эффект, который продемонстрировал бы принцип.»
Маллет быстро поясняет, что его идеи носят теоретический характер.
Он говорит, что в настоящее время пытается получить средства для проведения экспериментов в реальной жизни.
«Это не как в кино, — говорит Маллет. «Это не произойдет по прошествии двух часов, за счет чего бы вы ни заплатили за билет в кино. Это будет стоить ».
Сравнение фильмов — обычная тема разговоров с Маллеттом. Ему нравится объяснять концепции путешествий во времени с помощью кинематографических примеров.
Когда его спросили об этических последствиях возврата к прошлому, он предположил, что потребуется международное регулирование и контроль, а также проверка имен94 «Timecop», в котором Жан-Клод Ван Дамм играет офицера, работающего в агентстве, регулирующем путешествия во времени.
Еще одним фаворитом, по словам Маллетта, является фильм Кристофера Нолана 2014 года «Интерстеллар», в котором рассказывается о том, как время влияет на людей в космосе иначе, чем на людей на Земле.
Научная репутация этого фильма была подкреплена участием лауреата Нобелевской премии по физике-теоретику Кипа Торна.
Но Маллет также ценит эмоциональную основу фильма — историю отца и дочери, которая движет сюжетом: «Это прекрасно», — говорит он.
Магия кино
Отец Маллета, изображенный здесь, был мастером по ремонту телевизоров.
Предоставлено Рональдом Маллеттом
Голливуд несколько раз звонил Маллету. Предложенная адаптация автобиографии «Путешественник во времени», которую он написал в соавторстве в 2008 году, провалилась, несмотря на участие знаменитого режиссера Спайка Ли.
Маллетт говорит, что крупная продюсерская компания купила права на его историю, и в работе находится еще один кинематографический проект.
Даже посвятив всю жизнь исследованию путешествий во времени, Маллет физически может никогда не вернуться в Нью-Йорк 1950-х годов.
Но, благодаря магии кино, он еще может мельком заглянуть в прошлое, в эту «чужую страну», и как бы в последний раз встретиться с отцом.
«Мысль о том, что я действительно смогу увидеть своего отца на большом экране, для меня почти вернет его к жизни», — язвительно говорит Маллетт.
Предположите это: возможно ли путешествие во времени?
Гипотезы Это ежемесячная серия, посвященная тенденциям, модным словечкам и другим явлениям с научным любопытством. В начале 2000-х человек по имени Джон Титор появлялся на досках объявлений, утверждая, что он путешественник во времени из будущего, и делал диковинные политические и технологические прогнозы, ни одно из которых не сбылось.
Почти десятилетие спустя частные сыщики связали Титора с двумя братьями, программистом и юристом, заключив тайну как розыгрыш. Но что мы знаем с научной точки зрения о способности перемещаться во времени? Как наши тела отреагируют на путешествие с такой скоростью и таким расстоянием? Что, если первым путешественником во времени было сообщение? Мы встретились со специалистом по молодежной программе Паркером Маклином, чтобы обсудить некоторые теории путешествий вперед и назад во времени.
Как лучше всего понять физику путешествий во времени?
На самом базовом уровне мы сейчас путешествуем во времени. Что еще более удивительно, наблюдения за движением света открыли физическую возможность путешествия во времени в далекое будущее. Свет часто наблюдается как волна, и исследователи хотели узнать больше о среде, в которой он распространяется, поэтому они провели серию экспериментов. Наиболее известен эксперимент Майкельсона-Морли. Они излучали свет в разных направлениях, и, основываясь на вращении Земли, эксперимент предсказал, что на свет должны воздействовать «эфирные ветры» — потоки в невидимой среде, через которые движется свет.
Дело в том, что в то время они даже не знали, существует ли эфир или нет. Эксперимент показал, что не имеет значения, в каком направлении движется свет, он всегда сохраняет одну и ту же скорость. Это, среди других экспериментальных результатов, развенчало эфирную гипотезу. Это означает, что свет — это волна, распространяющаяся сквозь ничто. Но эти открытия также привели к другому выводу: кажется, что свет движется с одной и той же скоростью в вакууме независимо от того, как мы на него смотрим, что очень и очень странно.
Почему это странно?
В регулярной теории относительности Галилея мы наблюдаем следующее: если вы едете в машине со скоростью 100 км/ч, берете спидометр и светите им на дорогу, вы увидите, что едете со скоростью 100 км/ч. Но если вы увидите рядом с собой другую машину и посветите на них спидометром, вы увидите, что они едут со скоростью 0 км/ч, потому что они движутся с той же скоростью, что и вы. И если они пойдут против вас, и вы посветите им спидометром, вы увидите, что они едут со скоростью 200 км/ч.
В то время как свет странный и другой. Если бы вы двигались со скоростью света около 300 000 км/сек и измерили скорость луча, проходящего мимо вас, вы все равно определили бы ее как скорость света, какой она обычно и является. И если бы он двигался против вас, вы бы определили, что он имеет ту же скорость света. Из-за этого странного явления, когда свет всегда движется с одной и той же скоростью и измеряется всегда с одной и той же скоростью, это означает, что странные вещи происходят, когда вы начинаете двигаться со скоростью, близкой к скорости света.
Допустим, у нас есть способность двигаться со скоростью света, какие странности мы можем испытать?
Эйнштейн провел мысленный эксперимент, теперь известный как «парадокс близнецов». Один из близнецов остается на Земле, а другой летит на ракете со скоростью, близкой к скорости света, прочь от Земли и возвращается домой. Поскольку скорость = расстояние/время, а скорость света должна оставаться постоянной, специальная теория относительности Эйнштейна отмечает, что когда объекты движутся, их длина и время, измеряемые внешним наблюдателем, должны сокращаться.
Этот эффект становится заметным для нас только тогда, когда объекты движутся со скоростью, близкой к скорости света. Все это означает, что время и биологические часы близнеца в ракетном корабле будут замедляться во время их путешествия со скоростью, близкой к скорости света. Итак, когда близнец возвращается, скажем в этом сценарии, что он может вернуться в возрасте 5 лет или даже 5 дней, тогда как их близнец на Земле в возрасте 30 лет. Математически доказано, что такие путешествия во времени возможны, и это довольно круто. В фильме «Интерстеллар» это очень хорошо показано с замедлением времени, которое происходит из-за гравитации.
Можем ли мы провести такой же эксперимент и вернуться в прошлое?
Мы знаем, что путешествия во времени возможны в будущем. Но вернуться в прошлое? Не совсем. Это было теоретизировано. Когда вы ускоряетесь и приближаетесь к скорости света, время замедляется. Согласно этим уравнениям, если вы будете двигаться со скоростью света, время остановится.
Но физики предполагают, что если бы вы попытались достичь скорости света, вы бы не смогли ее достичь. Это потому, что чем ближе вы подходите, тем больше энергии вы добавляете для ускорения, что также увеличивает вашу массу. Когда ваша масса становится больше, становится намного труднее ускориться. По сути, уравнение говорит о том, что невозможно разогнаться до скорости света, если у вас есть масса. Кроме того, есть забавные идеи, такие как гипотетические частицы, «тахионы», всегда движущиеся быстрее света и назад во времени. Кроме того, есть некоторые странности в квантовой электродинамике, где некоторые частицы математически рассматриваются так, как будто они движутся назад во времени. Есть множество забавных способов обойти бесконечно растущую массу, но до сих пор мы не видели, чтобы вещи путешествовали назад во времени.
Что, если мы уберем из этого массу? Вместо того, чтобы отправлять человека в прошлое, можем ли мы послать сообщение?
Вам нужно что-то, чтобы двигаться быстрее скорости света, чтобы что-то теоретически могло двигаться назад.
Радиоволны — это просто другой цвет света, а это значит, что если бы вы отправили сообщение, оно могло бы двигаться со скоростью света, но до сих пор мы не видели ничего, что могло бы двигаться быстрее. Предел скорости Вселенной — скорость света.
Какое самое большое заблуждение о путешествиях во времени?
Думаю, самое большое заблуждение людей о путешествиях во времени состоит в том, что это нечто из научной фантастики. Люди переживают путешествие во времени прямо сейчас, мы движемся сквозь время. Люди открыли и изобрели вещи, которые в некотором роде позволили нам путешествовать во времени. Наука, например, создает методы для предсказания того, что произойдет в будущем. Математические соотношения, открытые экспериментально такими учеными, как Ньютон, Кеплер и многими другими, позволяют нам сказать: «Комета Галлея пролетит над этим горизонтом через 41 год 9».месяцев и 10 дней». Эта способность предсказывать будущее и знать, что произойдет, — довольно крутая вещь, которую мы разработали.