Когда изобретут машину времени: факты, теории, разработки

Что такое машина времени

Машина времени — это устройство, с помощью которого, в теории, можно было бы путешествовать во времени.

Однако ученые понимают под ней не физическую машину или механизм, как в кино, а искривленное пространство-время [1]: например, в виде «червоточины» или «пончика». Внутри нее можно перемещаться из одной точки пространства-времени в другую, за счет сфокусированных гравитационных полей. Но такие поля должны быть супермощными, а управлять ими нужно с максимальной точностью.

Есть также версии, что машина времени — это экзотическая материя с отрицательной плотностью. Если ее толкнуть, она будет двигаться в направлении, обратном нормальному. Однако ничего похожего пока открыть не удалось.

Можно ли путешествовать во времени?

В фантастических фильмах вроде «Звездного пути» или «Назад в будущее» герои просто садятся в машину или другой транспорт и оказываются в прошлом или будущем. На деле все гораздо сложнее, и единого мнения на этот счет пока нет.

Альберт Эйнштейн первым описал время как «четвертое измерение» [2]. Он считал, что оно движется только вперед, но, при этом, относительно: то есть может течь с разной скоростью в разных условиях. Если вы будете двигаться со скоростью света (то есть 299 792 км/сек), то для вас оно замедлится — в сравнении с теми, кто стоит на месте. Но, согласно расчетам физика, ваша масса при этом должна быть бесконечной, а длина — нулевой.

Эйнштейн также утверждал, что гравитация может менять время: сверхмассивные объекты, вроде черных дыр, как бы искривляют время вокруг себя. Это тоже удалось доказать — с помощью GPS-спутников и сверхточных часов. Путешествия через черные дыры — пожалуй, самый популярный способ, описанный в фильме «Интерстеллар». Вблизи дыры или ее модели, за горизонтом событий, время движется в два раза медленнее, а то и вовсе останавливается.

Стивен Хокинг, написавший книгу «Краткая история времени», поддерживал теории Эйнштейна относительно черных дыр, а также — «червоточин» или «кротовых нор», которыми пронизана вся Вселенная. Однако он не верил, что можно путешествовать в прошлое.

В доказательство он провел эксперимент: организовал в 2009 году вечеринку и разослал приглашения уже после того, как она закончилась. Но никто из приглашенных в будущем так и не пришел на нее. Однако Хокинг не исключал, что машину времени построят уже после его смерти [3].

Основываясь на теориях Эйнштейна, NASA предположило, что можно путешествовать через «червоточины» или «кротовые норы» пространства-времени [5]. Это что-то вроде туннелей, пройдя через которые, мы окажемся в другом измерении. Но такие «червоточины» почти моментально схлопываются, и пройти через них смогут только сверхмалые частицы.

Еще одна гипотеза — «бесконечный цилиндр Типлера». Астроном Фрэнк Типлер предложил механизм, внутри которого вещество величиной в десять масс Солнца, свернутое в бесконечно длинный и очень плотный цилиндр. Если он будет вращаться со скоростью миллиарда оборотов в минут, космический корабль, пройдя по спирали, попадет внутрь цилиндра и окажется в «замкнутой времениподобной кривой» — мировой линии, где все возвращается в исходную пространственно-временную точку.

Теория струн в рамках квантовой механики предполагает наличие 11 измерений [6]. В одном из них как раз и может существовать портал для путешествий во времени.

Космические струны — тончайшие сгустки энергии, проходящие через всю длину Вселенной и обладающие огромной массой. Их диаметр тоньше атомного ядра, при этом они очень плотные: 1 тыс. км такой струны весят как Земля. Следовательно, они, как и черные дыры, тоже могут искривлять пространство и время вокруг себя. Есть теория, что такие струны бесконечны и образуют замкнутые петли — «складки» пространства-времени. Внутри них также можно путешествовать во времени.

В чем главные проблемы создания машины времени?

• В обозримом будущем ни один из объектов, созданных человеком, не может приблизиться к скорости света.
• Человек не сможет находиться вблизи объектов с гигантской гравитацией, как у черных дыр: он сразу погибнет.
• Гипотетические условия для путешествий во времени — такие, как бесконечная или сверхмалая масса, нулевая длина и другие — тоже недостижимы.
• Деформация пространства-времени может вызвать мощный поток радиации, который уничтожит все живое.

Есть отдельные теории — например, у физика Ричарда Мюллера [7] — о том, что вернуться назад невозможно, так как Вселенная постоянно расширяется, как в пространстве, так и во времени. Другими словами, в прошлом времени было как бы меньше, а в будущем его, наоборот, больше. И мы не можем, в нашем нынешнем состоянии, оказаться в нужной точке прошлого или будущего — в обеих случаях это будут совсем другие миры, с которыми у нас нет никакой связи. Чтобы такое путешествие стало возможным, нам сначала нужно уменьшить или увеличить объем пространства-времени.

И тем не менее люди веками пытаются создать машины времени или хотя бы воссоздать условия, при которых такие путешествия возможны.

Что будет, если изменить прошлое?

Этот вопрос чаще всего возникает в книгах и фильмах — вроде «Терминатора», «Эффекта бабочки» или «Назад в будущее». Ученые называют его «парадоксом убитого дедушки» [8]: когда путешественник во времени возвращается в прошлое, убивает своего дедушку в юности и в результате исчезает — потому что никогда не рождался.

Противники теории утверждают, что это невозможно: отправиться в прошлое можно только по замкнутой кривой, внутри которой все события закольцованы друг с другом. В качестве наглядного подтверждения приводят бильярдный шар, который движется через червоточину по заданной траектории и никак не может помешать сам себе.

Британский математик и философ Джеральд Джеймс Уитроу считал, что, если бы путешествия в прошлое были возможны, мы бы помнили о них еще до отправления.

Кто уже пытался изобрести машину времени

Еще в конце XIX века писатели-фантасты — среди них Энрике Гаспар и Римбау, а также Герберт Уэллс — описывали первые прототипы машин времени. Однако научные обоснования появились в начале XX-го, с появлением теорий Эйнштейна.

В 1948-м австрийский математик и философ Курт Гедель нашел решение для уравнений Эйнштейна, касающихся гравитации и вращающейся Вселенной. В ней свет тоже вращается вместе с другими объектами, из-за чего последние движутся по замкнутым траекториям и в пространстве, и во времени.

Гедель также писал, что в каждой точке пространства есть световой конус прошлого и конус будущего. Внутри каждого из них находится мировая линия — непрерывная кривая в пространстве-времени, которая состоит из событий. На каждой мировой линии время течет по-своему.

Если наклонить конусы под определенным углом, внутри получится окружность — это и есть машина времени. Нужно только создать такое гравитационное поле, или искривление, при котором конусы наклонятся под нужным углом. Гедель предполагал, что такая Вселенная уже где-то существует, но пока мы ничего о ней не знаем.

В 1943-м был проведен эксперимент на базе ВМС США в Филадельфии. В рамках него вокруг эсминца «Элдридж» создали специальный электромагнитный экран, который отражал сигналы радаров. Некоторые свидетели утверждали, что после этого корабль якобы исчез, а потом появился на расстоянии в сотни километров в штате Виргиния. Но спустя годы моряки, участвовавшие в эксперименте, опровергли это.

В 1988-м американский физик и астроном Кип Торн рассчитал, при каких условиях машина времени Геделя будет работать и насколько это возможно. Для этого нужно запустить машину времени, разогнать один конец «кротовой норы» до околосветовой скорости, притормозить, потом разогнать в обратном направлении, снова притормозить, нырнуть в нору, выскочить на другом конце и уже снаружи, как можно быстрее, домчаться до обратного конца. Так появится временная петля между прошлым и будущим.

Впоследствии модель усложнили, рассматривая ее в четырех и пяти измерениях, где добавляются новые слои и условия. В итоге окончательной «рабочей» версии пока что не существует, но многие в своих расчетах по-прежнему опираются на гипотезу Геделя.

В 2017-м ученые из США и Канады создали свою математическую модель машины времени — TARDIS (англ. Traversable Acausal Retrograde Domain in Spacetime). Она выглядит как «пузырь» или «ящик», который движется по кругу, проходя насквозь через пространство-время вдоль «кротовых нор».

Чтобы они возникли, необходимо искривление пространства-времени определенным образом. При этом появление черных дыр, о которых говорил Хокинг, необязательно. TARDIS будет перемещаться по замкнутой кривой, чтобы люди внутри испытывали постоянное ускорение. Те, кто будет наблюдать за этим снаружи, увидит две версии события: в одной время движется нормально, а в другой — в обратном направлении.

В начале этого года астрофизик Рон Маллет рассказал, что можно повернуть время вспять. Он также опирался на теории и уравнения Эйнштейна и предложил использовать кольцевой лазер с беспрерывно циркулирующими лучами, который сможет набрать нужную скорость и создать портал в прошлое. Это те самые «червоточины», о которой мы писали выше. Профессор уже разработал прототип такого устройства и проводит испытания. Однако у его будущей машины времени есть серьезное ограничение: с ее помощью можно вернуться не дальше, чем в тот момент, когда она была включена.

Выводы о машинах времени

Мнения и эксперименты в современной науке можно свести к трем направлениям:

1. Путешествия во времени невозможны, так как порождают непреодолимые парадоксы или просто технически.
2. Путешествия возможны, но не так, как мы их себе представляем: нельзя отправиться в определенную точку в прошлом или в будущем.
3. Путешествия возможны, надо только найти подходящую Вселенную и искривленное пространство-время в ней.

Как сделать машину времени своими руками

Окончание, начало здесь и здесь

Он собрал конструкцию с таким расчетом, что электромагнитные катушки снаружи, магнитные внутри. Поля вращаются: одно — в одну сторону, другое — в другую. Между ними получается гравитационная волна. Если её направить наружу, то в окружности вращающихся полей — пространство должно уплотняться, а время разряжаться. За окружностью наоборот — пространство разряжается, а уплотняется время. Начнётся движение сквозь время. А, излучая энергию из одной точки, полетишь как на летающей тарелке. Всё просто.

Привез на мотороллере машину времени на дачу. Установил в сарае :

— Ну, думаю с Богом! Получиться, не получиться — не важно, главное — опробовать основной принцип: как одна обмотка будет работать внутри, другая снаружи. Что из этого выйдет, не будет ли чего-то непредвиденного. Настроил машину на движение в будущее. Воткнул вилку в розетку.

Заработало. Всё нормально, короткого замыкания не случилось, уже хорошо. Тридцать секунд – всё нормально. Пять минут – работает. Хотя эффекта никакого. Виктор стал менять настройки, выставил на движение в будущее, потом просто на антигравитацию.

Но тут в утренней тишине, где-то далеко раздался треск и свет в сарае погас. Ну, елки зеленые, трансформатор вырубился. Неужели из-за него? Не может быть! У него же напряжение стандартное 220 вольт и 50 герц.

А ведь нужны и большее напряжение, и большие частоты, и большая сила тока. Какие — это пока загадка. Необходимо экспериментировать, варьировать, пробовать, решил Виктор. На даче это не возможно сделать.

Где взять? В гараже, больше негде. Договорился с ребятами электриками по мобильнику, погрузил машину времени в кузов мотороллера, повез туда. Но тут неожиданно стало портиться погода. Поднялся ветер, пыль заклубилась на дороге, она слепила глаза. Кое-как доехал до места. Все потемнело. Вдалеке раздались раскаты грома.

Ну, ничего, Виктор подсоединил машину времени к сети 380 вольт. Решил сразу настроить на режим летающей тарелки. В ангаре никого кроме него не было, все разбежались, только двери хлопали от сквозняка. Где-то совсем рядом шарахнул раскат грома. Изобретатель врубил ток. Ему показалось, что машина времени чуть приподнялась над землей. Но может быть, это ветер и игра света из-за близких всполохов молнии?

А потом — опять вырубилось электричество. Как же у нас электросети работают плохо в сельской местности! Но Виктор уже понял, что для опыта необходима гораздо большая мощность. Нужно, наверное, подключаться к высоковольтной линии.

Это не просто. В 90-е годы был случай — в те времена смышлёные мужики промышляли цветным металлом, снимая чужие провода — и вот однажды энергетики обнаружили обгорелый топор и дымящиеся сапоги на месте обрыва. Но злоумышленника или хотя бы тела — не было. Его так и не обнаружили, ни в радиусе десяти, ни в радиусе ста метров. То ли сильный удар током буквально испепелил человека, то ли отбросил очень далеко.

Но Виктор же сам электрик, правила техники безопасности знает. Причем на собственном опыте. Однажды когда он в «кошках» на ногах работал на столбе, его так шарахнуло, что на руках кожа сгорела до мяса.

Но как бы то ни было все что нужно для опыта есть: длинные провода с крюками на конце. Есть место, где можно прицепить их к высоковольтным проводам. Погрузить машину времени в «Муравей», и все, делов то!

Но тут у Виктора случилась неприятность. Что-то в глазах как-то потемнело. Слабость какая-то во всем теле приключилась. К счастью рядом были родственники, доставили его в больницу. Оказывается, случился у него инфаркт. Свояк прикрикнул громким голосом на людей в белых палатах, те по команде выполнили необходимые процедуры. Полежал Виктор пару недель в больнице, потом выписался домой и пошёл на поправку.

Пока лежал все думал над своей жизнью и над конструкцией машины времени тоже. На той штуке, что он соорудил, наверное, никуда не переместишься. Нужно капитально делать. Размером с адронный коллайдер. Вот он — может работать в режиме машины времени. Там же создается мини «чёрная дыра», как те, что в далеком космосе находятся и ничего не излучают. «Чёрная дыра» — это и есть аналог машины времени. Как только она начнёт излучать энергию, можно перемещаться во времени:

— А с моей машиной времени, даже если отвезти в электротехническую лабораторию и подсоединить к сети большой мощности, результат может оказаться нулевой.

Но это ничего, ведь даже если все получиться и мы отправимся в прошлое или будущее, в ту точку, в которой находимся сейчас, то окажемся — в пустоте! В космическом вакууме — ведь всё движется по своим орбитам: Земля вокруг Солнца, оно — вокруг центра Галактики. Для того чтобы путешествовать вместе с нашей планетой — нужно двигаться гораздо быстрее скорости света. Специальный аппарат нужен…

В будущее ведёт очень много, много премного путей. Всё зависит от слова, движения, мысли. Всё меняется. Это в прошлое мы попадаем по одному пути, который уже был. А в будущее ты можешь столько ветвей создать! Но пойдёшь — только по одному. А вероятностных путей — полно.

Можешь предугадать наиболее вероятное развитие событий. В будущем планета наша ещё не отобразила себя в пространстве. От наших фантазий это отличается тем, что, мечтая, мы можем представить себя где угодно. Путешествуя в машине времени, мы будем оставаться в пределах нашей Вселенной.

Но даже там, в вероятностном будущем — нас никто не заметить. А, отправившись в прошлое, там ничего не изменишь. Невозможен «парадокс деда», когда внук попадёт в прошлое и убьет своего деда, думает теперь Виктор. Попав в прошлое, мы будем только так — как фильм смотреть. Но ничего не сможем сделать.

Вот оно как! Жаль… А то автор этих строк уже представил себе картину, как Виктор отправляется в машине времени в тот злополучный мартовский день — к моменту смерти сына. Это случилось не так уж далеко от дома.

По дамбе, перегородившей речку, часто проезжают машины. Наверняка кто-то видел, как мальчик тонет, но — не бросился спасать. Если бы Виктор, перенесшись назад, подошел к сыну и предостерёг его, направил домой, всё могло бы быть иначе.

Можно вообразить себе как Виктор, немного постаревший и изменившийся, подходит к мальчику, идущему к воде, а тот, увидев его, спрашивает:

— Пап, а ты что тут делаешь? Ты же вроде на работу пошёл? – имея в виду отца из прошлого. А отец из будущего ему бы ответил:

— Иди-ка ты домой сынок, тебя мамка зовёт.

Мальчишка побежал бы домой, а отец из будущего осмотрел лодку. Ведь она вроде была в полном порядке. Отчего же вдруг прохудилась?

Собрана из подручных деталей, оставшихся с советских времён, действующая модель машины времени. Но 1000 вольт по-прежнему взять негде. Так и стоит изобретение рядом с сушильным шкафом. Ждёт. Что будет потом, изменится ли «пространственно-временной континуум», как говаривал док Браун из фильма «Назад в будущее» или всё будет как в фильме про Гарри Поттера – пока что об этом можно только догадываться.

Но и в нашем времени, в текущем моменте, много чего интересного. Тайн ещё очень много неразгаданных, изобретателя манят верховья Вилюя, где находится нечто, напоминающее летающую тарелку инопланетян, озеро Лабынкыр с чудовищным монстром, а то ещё в Приморье, был замечен какой-то летающий человек. И хочется ему поехать одному и надолго, чтобы неторопливо наблюдать, не уподобляясь некоторым нынешним экспедициям, которые ездят на пару дней и потом отчитываются, что ничего загадочного не обнаружили.