Майкл Уайт - Стивен Хокинг. Жизнь среди звезд

К концу 1984/85 учебного года Торн обнаружил, что для того, чтобы удержать кротовую нору открытой, нужна нить так называемого «экзотического вещества». Экзотическое вещество так названо за удивительное свойство – отрицательное давление, оно же отрицательное напряжение. Если сжать обычное вещество, оно уменьшится в размерах, а если сжать экзотическое вещество, оно расширится (не просто будет сопротивляться сжатию, а увеличится). Казалось бы, сомнительный шаг вперед, поскольку экзотического вещества никто никогда не видел. Тем не менее космологи убеждены, что оно встречается во Вселенной в естественных условиях в форме, известной как космическая струна.

Космические струны – это гипотетический материал, оставшийся после Большого Взрыва в виде трубочек энергии, которые в диаметре гораздо меньше атома, зато, вероятно, тянутся через всю Вселенную. Это побочный продукт эпохи Большого Взрыва, и лучше всего представлять их себе как «замороженный» Большой Взрыв, заключенный в трубку диаметром в 10 14раз меньше атомного ядра. Поскольку плотность энергии внутри трубки такая же, какая была во Вселенной примерно через 10 –35с после сотворения, при всей своей тонкости каждый сантиметр космической струны содержит эквивалент 10 триллионов тонн массы. Петля космической струны в метр длиной весила бы столько же, сколько Земля.

Нет никаких доказательств, что космические струны существуют или когда-то существовали, но кое-какие косвенные доводы все же есть, например, такие объекты обеспечили бы в юной вселенной «зародыши» будущих галактик. Гравитационное воздействие петель струн заставляло бы скапливаться облака газа, которые в конце концов достигали бы таких размеров, что самостоятельно могли сформировать галактики.

К тому же, как догадывались многие, у космических струн есть и другое удивительное свойство. Речь идет об отрицательном давлении. Если растянуть кусок космической струны, она сократится, а если сжать ее, растянется. Так что это идеальный материал, чтобы удержать кротовую нору открытой, – чем сильнее гравитация черных дыр по оба конца стремится захлопнуть кротовую нору, тем сильнее расширится космическая струна, не дав ей закрыться.

Соображения Торна о том, как создать устойчивый межзвездный портал, привели Сагана в восторг и заняли достойное место в его романе «Контакт», увидевшем свет в 1985 году. Тогда лишь немногие читатели понимали, что наукообразная болтовня, описывающая структуру кротовой норы, по которой путешествовали герои Сагана, и есть ультрасовременная научная теория кротовых нор, передний край исследований. Но вот что самое удивительное с сегодняшней точки зрения: ни Торн, ни Саган в тот момент не поняли, что уравнения Торна, доказывающие возможность существования проходимой кротовой норы, точно так же применимы и к путешествиям во времени.

Разумеется, дело в том, что формулы эйнштейновской ОТО описывают не просто пространство, а пространство-время. Кротовая нора (она же мост Эйнштейна – Розена) соединяет разные части пространства-времени в нашей Вселенной. Это значит, что она может связывать разные участки пространства в одно и то же время (и тем самым позволяет мгновенно перемещаться в пространстве), а может связывать один и тот же участок пространства в разное время (и тем самым позволяет мгновенно перемещаться во времени). Торн в полной мере осознал масштабы своей работы, к которой он приступил, чтобы оказать любезность Сагану, лишь на симпозиуме в Чикаго в декабре 1986 года, когда один из участников указал, что из нее следует возможность путешествия во времени.

Торн считал, что оказался на распутье. У него было два ученика, Майкл Моррис и Ульви Юртсевер, которые очень заинтересовались работой над теорией кротовых нор. Но Торн опасался, что если они начнут публиковать статьи о путешествиях во времени, то погубят свою карьеру и станут посмешищем для научного сообщества. Лишь в 1988 году они втроем опубликовали статью о путешествиях во времени в журнале «Physical Review Letters» (том 61, стр. 1446), но и тогда после выхода статьи Торн настойчиво попросил отдел связей с общественностью в Калифорнийском технологическом институте поступить вопреки служебным обязанностям – не просто запретил им уведомлять сотрудников о статье, но и велел всячески замалчивать факт ее публикации!

Разумеется, это не помогло. Новости о статье, где доказывалось, что законы ОТО – лучшей теории пространства-времени в нашем распоряжении – не запрещают путешествий во времени, – распространились мгновенно. Но опасения Торна не сбылись. Наоборот, его престиж в глазах коллег заметно вырос, а карьера его учеников тут же пошла в гору.

Между тем в России происходило примерно то же самое – математик Игорь Новиков пришел приблизительно к тем же выводам, но боялся насмешек и не стал ничего публиковать. Однако, узнав о статье сотрудников Калифорнийского технологического института, он рассказал о своих идеях, после чего к исследованиям путешествий во времени стали относиться с уважением.

Одним из исследователей, увлекшихся этим кустарным промыслом в 1990-е, стал и Стивен Хокинг. Подчеркнем, что его труды никоим образом не касаются практических способов путешествия во времени даже в отдаленном будущем. Цивилизация, желающая построить действующую машину времени, должна манипулировать черными дырами, масса которых сопоставима с массой звезд, и иметь доступ к арсеналу космических струн. Современных релятивистов больше заботят следствия того, что кротовые норы, образующие машины времени, могут существовать во Вселенной от природы и, возможно, остались со времен Большого Взрыва. Даже если бы кротовые норы были такого размера, чтобы по ним могли перемещаться частицы вроде протонов и электронов, это существенно изменило бы наши представления об устройстве Вселенной.

Поэтому теоретики 1990-х сосредоточились на двух способах решения задачи. Первым делом они попытались доказать, что путешествие во времени и вправду невозможно и Торн с коллегами ошиблись. Этот подход не оправдался, поскольку и по сей день нет никаких данных, что законы физики запрещают путешествие во времени: они лишь сильно затрудняют создание машины времени. Однако второй подход неожиданно парадоксален, и именно здесь в истории изучения путешествий во времени и появляется Хокинг, хотя изначально он был одним из тех, кто хотел бы доказать их невозможность. Задача стоит в том, чтобы показать, что единственная разновидность путешествий во времени, которая в принципе возможна в нашей Вселенной в силу ее устройства, никак не влияет на статус-кво.

Это называется «гипотеза о защищенности хронологии» (термин Хокинга), и станет понятно, насколько это важно, если задуматься о следствиях так называемого «парадокса дедушки» – эту тему и все ее вариации активно эксплуатируют фантасты.