Знание-сила, 2002 № 12 (906)

Нам, интересующимся возможностями путешествий во времени, куда важнее, однако, тот выяснившийся в ходе этих дискуссий факт, что все перечисленные выше возможности таких путешествий являются в высшей степени сомнительными. Оказалось, что те решения уравнений Эйнштейна, на которых эти возможности основаны, получены при весьма существенных упрощениях. Даже учет очевидных реальных деталей (наличия вещества в черной дыре или изотропии «остаточного» излучения) уже приводит к выводу о неустойчивости или даже полной невозможности таких состояний, как вращающаяся вселенная Геделя или сверхбыстрая дыра Керра.

Конечно, нельзя исключить, что кому-нибудь еще удастся со временем найти какие-то другие, более реалистические решения, тоже содержащие ЗВП, то есть возможность путешествий во времени, но пока что, судя по всему, интерес к поискам в этих направлениях угас (я обнаружил за последние годы лишь одного их энтузиаста). Поэтому самым популярным – и среди физиков, и среди фантастов с их читателями – стал третий возможный способ путешествий во времени: с помощью «прокалывания», или прохождения насквозь, статичной черной дыры вдоль так называемого туннеля времени. (Этим словосочетанием я несколько свободно перевожу английское «timewarp».) Такой способ особенно энергично популяризирует американский теоретик Кип Торн.

Идеи Торна восходят к теоретическому открытию Эйнштейна и Розена, которые еще в 1935 году пришли к выводу, что уравнения теории тяготения допускают решения, в которых, наряду с нашей Вселенной, существует еще и «вселенная-2», соединенная с нашей неким проходом, этаким «червячным туннелем» (wormhole), по которому можно перейти из одной вселенной в другую, но лишь на сверхсветовых скоростях. Как мы уже знаем, сверхсветовые переходы в обычном пространстве-времени невозможны, но Торн выдвинул предположение, что они становятся возможными в искривленном пространстве- времени вблизи черной дыры.

Вблизи ее центра искривляется трехмерное пространство, и для наглядности нужно представить, что оно само погружено в некое «гиперпространство», которое можно «проколоть» вдоль трехмерной «хорды», или «червячного туннеля» длиной, скажем, в один километр, и снова выйти в трехмерное пространство на расстоянии в десятки световых лет от точки входа. Проведя сложные расчеты, Торн доказал, что такой туннель может возникнуть в центре дыры спонтанно при условии, что его будет распирать некая «экзотическая энергия» (на самом деле, все та же «отрицательная гравитация») и что в таком случае две черные дыры, соединенные таким туннелем, могут быть использованы как способ «сверхсветового» перемещения в космическом пространстве.

Далее Торн проанализировал простейший случай, когда две такие дыры, входная и выходная, соединенные очень коротким туннелем, движутся друг относительно друга. Он показал, что для предмета, проходящего сквозь такой туннель, время входа в одну дыру и выхода из второй практически одинаково (из-за крайне малой длины туннеля), тогда как для внешнего наблюдателя эти моменты различаются и в некоторых случаях движения могут даже поменяться местами, то есть путешественник как бы прибудет к этому наблюдателю из будущего, и такой туннель станет, по существу, «машиной времени». Сейчас Торн вместе с группой учеников продолжает эти исследования, пытаясь найти теоретически е указания на то, как лучше обеспечить устойчивость туннелей и безопасность их прохождения.

Может, и в самом деле мы скоро сможем увидеть динозавров?

Обилие идей, связанных с путешествиями во времени, энтузиазм их глашатаев и пылкие заверения в «принципиальной возможности» реализации таких путешествий могут создать у иного человека впечатление, что время – штука податливая и послушная. Стоит где-то закрутить, куда-то спуститься, сквозь что-то протиснуться, и – бац! – вы уже в будущем или прошлом.

Но когда отрываешься от этих упоительных фантазий и возвращаешься в мир суровой реальности, вдруг с еще большей остротой осознаешь, как упрямо и неумолимо, игнорируя не только Уэллса, но даже Геделя с Хокингом, время идет только в одном направлении, не позволяя никаким путешественникам ни обойти, ни объехать, ни обогнать или выскочить из него. Почему-то эту неумолимую и неустранимую однонаправленность протекания событий называют «стрелой времени», хотя никакая реальная стрела не бывает столь же упрямой и неотклонимой в своем стремлении к иели, как время в своем стремительном движении к неизвестности.

Из всех загадок времени – а в наших экскурсиях мы уже сталкивались со многими и весьма глубокими такими загадками – тайна «стрелы времени» является одной из труднейших для разгадки. Сформулировать ее очень просто: какая причина заставляет время течь в одном определенном направлении? Но окончательного ответа пока не нашел, как ни странно, никто.

Возможно, трудность здесь заключается в том, что стрела времени – не единична. На самом деле, стрел времени существует много. Начнем с нас самих, с людей. Вспомним слова святого Августина о времени, текущем из «тайника» будущего в «тайник» прошлого. Вспомним слова Хокинга о том, что свойства времени, как мы их воспринимаем, определяются, возможно, не столько истинными его свойствами («истинное» время – «мнимое» время), а особенностями нашего мозга, нашей психики, нашего восприятия мира.

Не может ли быть так, что «человеческая», или «психологическая» стрела времени, так красиво описанная Августином, – не отражение того, что происходит в реальном мире, а просто следствие определенных ограничений нашего психи ко-познавательного механизма? Далее мы познакомимся с автором, который идет еще дальше Хокинга, утверждая, что в реальном мире у времени вообще нет направления (а может быть, нет и самого времени), и эту «иллюзию» или «ощущение» напрааченности привносит сам наблюдатель.

Заглянем в микромир с его экстравагантными и жутковатыми особенностями. Мы уже говорили, что там, на уровне, где начинает заявлять о себе квантованность пространства- времени, у времени нет выделенного направления, время, как и пространство, там «пенится» или же становится «пространственно-подобным». Но даже и в несколько более крупных масштабах микромира – скажем, там, где речь идет об отдельных микрочастицах и атомах. – даже там время на первый взгляд не имеет выделенного направления, как если бы микрочастицы не различали между прошлым и будущим. И действительно, все квантовые процессы, все реакции с микрочастицами в принципе обратимы.

Поэтому долгое время считалось, что в микромире нет своей стрелы времени. Это подкрепляло мысль, что человеческое восприятие времени как однонаправленного – действительно особенность человеческого мозга, а не реального мира. Но вот в 60-е годы была обнаружена такая реакция, обратная которой встречается несколько реже, – это реакция с электрически нейтральной частицей по названию К-мезон, или каон. Грубо говоря, эта частица может находиться в двух равноправных состояниях (отличающихся определенным параметром), но она чаще переходит из одного в другое, чем из второго в первое, поэтому в природе чаще встречается второй тип каонов, нежели первый.