Любите ли вы сказки? Могу поспорить: многие взрослые и солидные читатели до сих пор, хотя бы втайне, умиляются похождениям Колобка, приключениям Буратино и подвигам Ивана-царевича. И в самом деле, «что за прелесть эти сказки!».
Самое поразительное: сказочные чудеса и логически, и физически обоснованы. Никакой мистики или эзотерики в них нет (кроме, быть может, скатерти-самобранки). Ковер-самолет, Емелина печка, пресловутое яйцо Кощея, разбитое корыто рыбаковой старухи и прочая-прочая-прочая – всему этому вы можете найти современные аналоги. Недаром Артур Кларк когда-то подметил: «Техника будущего покажется нам волшебством».
Однако ж: если с пространством сказочные персонажи управляются довольно лихо (дрессированный волк-оборотень, сапоги-скороходы, помощь джинна из лампы), то время – категория неприкосновенная, неподвластная самому могущественному чародею. Можно ли, сплавляясь по течению грандиознейшей из рек, надеяться повернуть ее вспять? Единственное, что в человеческих силах, – вспоминать то, что было, наслаждаться тем, что есть, и воображать то, что будет.
И нет ничего удивительного в том, что сказочные и мифологические персонажи при всем богатстве возможностей остаются сугубо эвклидовыми и ньютоновыми. Даже библейский Иисус Навин, вовсю лоббируемый странненьким и до крайности обидчивым еврейским божком, мог всего лишь остановить Солнце (фактически – замедлить суточное вращение Земли), но не время…
Эпоха настоящих фантазеров наступила только на исходе XIX – начала XX веков, и это не были писатели или политики. Вы, конечно, догадались, что речь идет о Лоренце, Пуанкаре и Эйнштейне, предположивших, что пространство – это не просто божественная гигантская «коробка», в которую помещено все сущее, а время – далеко не такая простая и универсальная категория.
В ньютоновой механике это свободный параметр, ни от чего не зависящий. Это оно, время, влияет на все происходящее, «запуская» разливы рек и завоевательные походы! Можно строить совершенные и дорогие часы, пытаясь измерять его возможно точнее, можно пуститься во все тяжкие, стремясь до предела насытить краткие годы человеческой жизни и ускоряя ход «внутреннего хронометра», но само оно вечно, а его течение неизменно. Такая независимость позволяет совершенно спокойно запускать механические процессы вспять: десять секунд назад, двадцать секунд вперед – катящемуся по инерции шарику все равно (если, конечно, он не налетит на стенку).
Оказалось, что действительность сильно противоречит здравому смыслу: течение времени зависит от гравитации, проявляющейся как непосредственно в виде тяготения, так и в инертной форме. А на его направление ясно и однозначно указывает термодинамическая «стрела», опровергающая классический постулат об обратимости механических процессов (и ставящая большой вопрос на пути путешествий в прошлое).
Самая простая возможность представить себе, что же тяготение вытворяет со временем, – вообразить длинную эластичную ленту как модель пространственно-временного континуума, подобно тому как плоский чертеж отображает трехмерный объект. Пока все относительно спокойно, процессам равной длительности соответствуют одинаковые отрезки ленты. Мы ползем вдоль своеобразной линейки с делениями, метки которой с возрастом мелькают все чаще, но это только ощущение и понимание, что Вечный жид и Кощей Бессмертный – не такие уж и одиозные персонажи и кое в чем им можно позавидовать.
Но вот в один прекрасный момент на ленту падает тяжелый булыжник! На ней образуется вмятина, превращающая строгую декартову сетку координат в скопище кривых, более длинных, чем исходные отрезки. Время деформируется, «удлиняется», то есть локально замедляется, причем совершенно незаметно для обитателей «вмятины». Проявление эффекта «булыжника» (фактически это иллюстрация действия «машины времени» Курта Геделля, выдающегося швейцарского математика и тополога) станет заметным только при возвращении ленты в исходное состояние, при этом новое положение может совсем не соответствовать нормальному.
Что же может сыграть роль такого «булыжника»? Очевидно, что-то обладающее колоссальной массой, – иначе пространственно-временная лента не будет должным образом «продавлена». Кроме того, это что-то должно быть компактным, с тем чтобы генерировать поле с высокой напряженностью (галактики, несмотря на их огромную массу, на эту роль не подходят, в них гравитационное поле слишком «размазано»). Остается только одно – «черная дыра», один из самых экзотических объектов, открытый буквально на кончике пера, а заодно – и природная «машина времени», правда, очень своенравная. Ее окрестности подвергаются интенсивному рентгеновскому облучению, по сравнению с которым вся радиация Хиросимы и Чернобыля вместе взятых – легкое дуновение бриза перед 12-балльным ураганом. Миллиарды тонн газа и пыли сваливаются в «дыру» с огромным ускорением и в полном согласии с законами электродинамики дружно «выжигают» все близлежащее жесткими рентгеновскими потоками.
Не прошло еще желание путешествовать? Тогда продолжаем. Предположим, мы нашли способ защититься от радиации (например, в свинцовой капсуле со стенками толщиной в добрый десяток метров). Как уже отмечалось, напряженность гравитационного поля «черной дыры» чрезвычайно велика, а это значит, что на любые протяженные тела будут действовать приливные силы с гигантским градиентом, способные разорвать на куски любой объект из самых прочных материалов. Что будет с человеком, попавшим в такую космическую «мясорубку», даже страшно представить.
А ведь это еще не все проблемы. Вот и еще одна – энергодефицит, преодолеть который практически невозможно (в рамках современных воззрений о природе), если речь идет о «прыжках» в далекое будущее. Такие экспедиции требуют максимального приближения к горизонту событий «черной дыры», свалиться куда гораздо проще, чем вырваться оттуда. Сможет ли крохотная космическая шлюпка с экипажем из путешественников во времени выплеснуть энергию, сравнимую с излучением квазара, и пуститься в обратный путь к Земле далекого (для хрононавтов, естественно) будущего?
Интересно, что прототипы «машины времени», правда, в приложении для легких элементарных частиц, действуют по крайней мере полвека. Речь идет об ускорителях, разгоняющих короткоживущие пи-мезоны, рождающиеся при столкновении высокоэнергетичных протонов с атомными ядрами, до субсветовых скоростей. Анализ мезонных треков показывает, что время жизни (в обычных «медленных» условиях – несколько стомиллионных долей секунды) в ускорителях возрастает на 2–3 порядка.
На машину времени (не путать с глубоко вторичной псевдо-«рок-группой» известного кулинара) в бытовом, герберто-уэлссовском смысле, ускоритель не похож. Классическая, если можно так сказать, МВ – сложный, но все же компактный, умещающийся в гостиной типовой советской квартиры инженера Тимофеева агрегат, не требующий гигантских энергозатрат. Даже машина безумного Дока в трилогии «Назад в будущее» Роберта Земекиса с пресловутым «флуксуатором», воплотившая в кинореальности бессмертный армейский приказ «Копать от забора до заката», ушла не очень далеко. И ничего похожего на космический корабль, отправляющийся в окрестности «черной дыры», или на циклопический ускоритель, способный разогнать хрононавта до околосветовых скоростей.
Что же дает нам это знание? Да почти ничего, кроме очередного подтверждения некоторых известных следствий теории относительности. Такие путешествия в будущее, согласуясь с нынешними физическими и философскими теориями, все-таки выглядят суррогатом, позволяя «сплавляться» по реке времени только в одном направлении. А что же со знаменитой нечаянно раздавленной мезозойской бабочкой? Удастся ли кому-то сфотографировать на «мыльницу» подвиг Ивана Сусанина или дуэль Лермонтова с капитаном Мартыновым?
Здесь ситуация выглядит гораздо запутанней, в том числе и с точки зрения здравого смысла. Чего стоит, например, логический парадокс с убиением собственных пращуров! Иногда, правда, данный феномен опровергается предположением о невозможности совершения подобного: пистолет даст (или дал?) осечку, вилы будут (или были?) слишком тупы, истечет срок годности цианистого калия и пр. Согласитесь, довод не слишком убедительный… Гораздо важнее то обстоятельство, что путешествия в прошлое перепутывают незыблемые логические цепочки «действие-результат» и «причина-следствие», нарушают принцип причинности. Интересно, что, по некоторым воззрениям, в древнегреческом Пантеоне богине Ананке, его воплощавшей (как высшую необходимость, встроенную в мироздание), подчинялись все остальные боги, включая Зевса-громовержца и его жену, всемогущую Геру.
Философ Джордж Уитроу, автор любопытной книги «Структура и природа времени», отмечает: «Если бы такое путешествие состоялось, то либо мы бы в своем прошлом совершали поступки, о которых должны были помнить благодаря свойствам памяти заранее, т. е. до момента перехода в прошлое, и, следовательно, наша свобода действий в прошлом строго ограничивается, либо мы намертво забываем о своих посещениях своего прошлого. И то и другое воспринимается как абсурд». И все же – что пытливому уму какие-то принципиальные ограничения или неразрешимые парадоксы! Может быть, сделать их фигурой умолчания?
Примерно так и поступил физик Кип Торн в конце 80-х прошлого уже столетия, предложивший в качестве хронолета так называемые «кротовые норы» – экзотические многомерные проходы, там и сям пронизывающие стандартное 4-мерное пространство. Своим существованием эти тоннели обязаны неким неизвестным доселе видам материи (а слабо представить 6- или 7-мерное «темное» вещество с гигантской концентрацией энергии?).
Никакой кабинки в МВ Торна нет, как и полированных шаров и табло с набором желаемого времени прибытия. В ней надо оперировать категориями галактического масштаба, да и само путешествие выглядит сложной процедурой. Так, простейший способ образования временной петли состоит в челночном «раскачивании» отверстий «норы» с околосветовыми скоростями (или, согласно принципу эквивалентности, воздействии сильнейшего гравитационного поля), прыжке и кратковременном путешествии по «норе», возвращении в обычное пространство и возможно более быстром перемещении снова ко входному отверстию. Результатом будет опережение часов «хронокрота» по сравнению с часами, оставленными у входа. Но для этого нужно выполнение двух условий: а) длина тоннеля должна быть крайне малой; б) его внутренняя геометрия должна быть неизменной в ходе любых манипуляций с входами. Такую «незначительную» поправку, как энергозатраты (в пересчете на одного человека), эквивалентные массе всей Солнечной системы, оставим вообще без рассмотрения.
Ничего себе «простота»! Проще побороть вселенскую глупость и сделать всех людей умными и добрыми… К тому же у критиков машины Торна есть ряд возражений, связанных с путаной системой синхронизации времени и, самое главное, принципиальной возможностью движения против «стрелы времени» – явления, однозначно и недвусмысленно указывающего, куда мы движемся, – в сторону возрастания энтропии. Процесс носит глобальный характер, и такие артефакты, как появление высокоорганизованной материи (жизни вообще и разума в частности), представляют собой лишь флуктуации.
В попытках обойти фундаментальное ограничение некоторые ученые обратились к головоломным топологическим теориям, например, гипотезе о так называемом «пружинном слое». Представляете себе 4-мерное пространство-время, «скрученное» в виде спирали, бесконечно наматывающееся само на себя?.. Задача весьма сложная, особенно если учесть, что эта «спираль» вертится в 5-мерном континууме. Так вот: точки на витках этой «спирали», далеко разнесенные во времени внутри нашего пространства-времени, при взгляде «снаружи» могут едва ли не соприкасаться друг с другом, как витки пружины. На такую возможность указывают некоторые следствия новейшей 5-мерной теории электрогравитации. И теоретически путешествие может свестись к протыканию витков гипотетической 5-мерной «спицей». Но сколь же далека эта теория от практического воплощения!
Есть еще несколько причин «против». Одна из них заключается в том, что хронопрыжок – это не стрельба по площадям, это снайперский выстрел с вершины Эйфелевой башни в яблоко, зреющее в пригородном садике Буэнос-Айреса. Почему-то большинство авторов-«темпоралистов» принимает за постулат неизменность пространственной сцены. Могут пройти миллионы лет, а на месте лаборатории с МВ появляется (или был) банальный и безопасный пустырь/поляна/оазис.
Подобных несуразностей не лишены и опусы современных масс-медиа. Так, в недавней экранизации уэллсовской «Машины времени» авторы почему-то посчитали, что менее чем за миллион лет (с точки зрения геологии срок очень небольшой) с туманным Альбионом должны произойти колоссальные ландшафтные катаклизмы: Лондон (вернее, место, где он был) то опускается в пучины океана, то вздымается выше Эвереста. Однако, в сравнении с «познаниями» авторов нашумевшего якобы документального фильма «Великая тайна воды» это сущая ерунда. Те уверены, что праконтинент Гондвана раскололся всего-то 3,5 миллиона лет назад (и это прозвучало в прайм-тайм на федеральном канале). Без комментариев…
Любое путешествие совершается и во времени, и в пространстве. Естественный «сплав» в обычном потоке не создает парадоксов, а вот хронопрыжки надо координировать еще и по месту. Вопрос – какому? Вариант «Тому же самому!», если подумать, возвращает нас во времена дремучего антропоцентризма с плоским блином Земли в центре мироздания. Говоря другими словами, мы принимаем, что к нашей заурядной планете в окрестностях обычного желтого карлика класса G2 привязана абсолютная система координат. Не слишком ли самонадеянно?
Ох, совсем недаром среди многочисленных сказок почти нет сюжетов о путешествиях во времени! Волшебные палочки – пожалуйста! Спящие летаргическим сном принцессы и царевны – выбирай любую, драконы, людоеды и ведьмы – пруд пруди. Но никакого волшебного зелья, позволяющего вернуться в прошлое и все поправить! Эта идея порождена XX веком: «безумная» физика заставила осознать, что цена человеческой ошибки неизмеримо возросла, а поток информации превратился в настоящий водопад, который уже почти невозможно адекватно «переварить». И вовсе не потому, что мы отупели (хотя и не без этого), а из-за самого острого и глобального дефицита. Потому, что нет времени… И машины-«времямобиля» тоже нет. Может быть, пока. Или уже?
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.