Виктор Комаров - Тайны пространства и времени

Автор:Существуют ли в таком случае какие-либо подходы к решению проблемы сверхсветовых частиц?

Барашенков:Одно из направлений связано с попыткой пересмотреть специальную теорию относительности. Быть может, парадоксы возникают потому, что мы пытаемся применять соотношения этой теории за границами их применимости? В принципе подобная точка зрения неуязвима, ибо любая физическая теория имеет определенные границы применимости. Однако с практической точки зрения подобный подход ничего не дает. Он не конструктивен и не обладает эвристической ценностью. Фактически это не более чем пожелание.

Наиболее интересный путь – все-таки попытаться понять, что означают нарушения причинности, с которыми мы сталкиваемся при попытках ввести сверхсветовые сигналы.

Автор:А как обстоит дело с экспериментальной точки зрения? Есть ли хотя бы какие-либо экспериментальные указания на возможность существования тахионов и можно ли надеяться такие указания получить вообще?

Барашенков:Пока таких указаний получить не удалось. Но, может быть, дело в том, что в подобных экспериментах не учитывались какие-то неизвестные нам пока свойства тахионов. Одна из интересных возможностей – попытаться обнаружить тахионы по так называемому черепковскому излучению. Теория утверждает, что при движении в вакууме сверхсветовые частицы должны излучать электромагнитные волны. Впрочем, если это и так, измерить подобное излучение будет весьма нелегко.

Автор:В последние годы много пишется и говорится о взаимосвязи между микропроцессами и явлениями космического порядка. Как вы считаете – каково космологическое значение теории элементарных частиц в ее современном состоянии?

Барашенков:Взаимосвязь микро- и макропроцессов – одно из конкретных выражений диалектики природы, всеобщей взаимосвязи ее явлений.

Автор:Согласно специальной теории относительности, два события А и В, происходящие в одной системе отсчета (скажем, на платформе железнодорожной станции), с точки зрения другой системы отсчета, движущейся с некоторой скоростью относительно первой (например, из окна подходящего к станции поезда), будут располагаться во времени несколько иначе.

В теории относительности можно вычислить, как меняется промежуток времени между двумя событиями при переходе от одной системы отсчета к другой с помощью особых математических формул, которые носят название «преобразований Лоренца».

Барашенков:Чем быстрее движется поезд, тем короче будет этот промежуток. Но хотя по мере приближения к скорости света промежуток между событиями А и В будет все короче и короче – последовательность событий остается одинаковой и для наблюдателя на платформе и для пассажира поезда.

Автор:А если бы скорость движущегося поезда превосходила скорость света?

Барашенков:В этом случае с помощью преобразований Лоренца мы обнаружим, что промежуток времени между событиями А и В для наблюдателя в движущемся поезде сделается отрицательным. Иными словами, в этой системе отсчета события А и В поменяются местами. Или что то же самое следствие возникнет раньше причины!

Автор:Если я вас правильно понял, то предположение о существовании сверхсветовых частиц автоматически ведет к тому, что в природе должны иметь место процессы с неопределенным направлением развития. Можно выбрать такую систему отсчета, в которой причины и следствия поменяются своими местами. Но в таком случае напрашивается закономерный вопрос: нельзя ли с помощью тахионного пучка, так сказать, проникнуть в минувшее?

Барашенков:Да, с помощью такого пучка можно было бы в принципе создать телефон, направленный в прошлое! Или, например, выстрелив сейчас, скажем в два часа пополудни, таким пучком, застрелить самого себя накануне в одиннадцать часов утра!

Автор:Но в таком случае возникают неизбежные парадоксы!..

Барашенков:Однако, как я уже подчеркивал, они возникают только в тех случаях, когда сверхсветовые сигналы соседствуют с досветовыми. Если же рассматривать область, где существуют только сверхсветовые взаимодействия, то в ней никаких парадоксов нет. В той же области, где досветовые и сверхсветовые явления сосуществуют, для микропроцессов нарушений причинности еще можно избежать. Но для обычных макроскопических процессов они возникают с неизбежностью. На языке современной физики это означает, что допуская существование тахионов, мы приходим к нарушению принципа причинности.

Автор:Легко сказать!.. Но ведь принцип причинности – одно из самых фундаментальных, основополагающих положений современного естествознания. Если не ошибаюсь, наиболее общая его формулировка была дана академиком Боголюбовым. «Любое событие, происходящее в физической системе, может оказать влияние на эволюцию этой системы лишь в будущем и не может оказывать влияние на поведение системы в прошлом». И, насколько мне известно, в обычных условиях принцип причинности никогда не нарушается! По крайней мере, науке такие случаи неизвестны.

Барашенков:Но если допустить возможность существования сверхсветовых сигналов, то, повторяю, причины и следствия могут меняться местами.

Автор:Можно ли в таком случае сказать, что для процессов, протекающих со сверхсветовыми скоростями, противопоставление прошлого и будущего приобретает условный, относительный характер?

Барашенков:Да, это именно так… Суть парадоксов, возникающих при этом, состоит в следующем. Как я уже говорил, в процессах со сверхсветовыми сигналами временной порядок событий, то есть какое из них происходит раньше, а какое позже, зависит от выбора системы координат, системы отсчета. А направление потока информации, которое составляет основу причинно-следственной связи, при замене одной системы координат на другую – не меняется. Именно поэтому и происходит нарушение причинности. Кстати, при этом нарушается не только причинность. Для макроскопических явлений обратный во времени поток информации означает также нарушение такого фундаментального закона сохранения, как второй закон термодинамики!

Автор:Вы имеете в виду закон, запрещающий переход тепловой энергии от более холодных тел к более нагретым? Барашенков: Именно так.

Автор:Не могли бы вы для наглядности привести пример какого-либо физического процесса, в котором при наличии сверхсветовых сигналов происходит нарушение причинности? Барашенков: Ну, хотя бы так… Представим себе, что в точке А расположен источник тахионов, а в точке В – их приемник. А между ними находится щель, изменяя ширину которой мы можем регулировать интенсивность тахионного пучка: как говорят физики, его модулировать. Но так как тахионы движутся со сверхсветовой скоростью, то можно подобрать такую систему координат, в которой процесс будет протекать в обратном направлении, то есть тахионный пучок будет исходить из точки В. При этом, как нетрудно, сообразить, он окажется модулированным еще до подхода к щели. Получается парадоксальная ситуация: щель как бы знает, как ей надо изменять свою ширину. В результате в промежутке между точкой В и щелью факт модуляции тахионного пучка будет восприниматься как самопроизвольное, беспричинное, необъяснимое явление.