Все о космосе

Гипотеза Геделя так и осталась красивым "математическим кунстштюком", ибо ни в его время, ни в се­годняшние дни не существует абсо­лютно никаких доказательств вра­щения Вселенной (поиски таких до­казательств интенсивно ведутся раз­личными научными учреждениями). Однако "мировая линия" исследова­ний путей в прошлое обрела мощный фундамент именно в его расчетах.

Отличие новых теорий от геделевской только в том, что новым действу­ющим лицом — "фигурантом", дви­жителем — сегодня выступает грави­тация. Именно ей под силу деформи­ровать, скрутить пространство-время в "бараний рог", точнее, в баранку, тор, бублик. Ее жертвами становятся звезды, галактики, скопления галак­тик, Вселенная. Она способна протя­нуть свои мощные щупальца и в мик­ромир, даже проникнуть в другие размерности и там навести свой поря­док. Благодаря ей возможны процес­сы "космического воровства", когда часть энергии, вещества может бес­препятственно покидать нашу Галак­тику, устремляясь, например, в со­седнюю Туманность Андромеды.

В настоящее время просматрива­ется, по меньшей мере, два магис­тральных направления решения проблемы деформации пространс­тва времени.

I. Механический — с помощью так называемых уорп-механизмов (англ. to worp — искажать, искривлять), деформирующих пространство-вре­мя таким образом, что в нем появля­ются связывающие отдаленные час­ти космоса ходы, туннели. Про­странство перед космическим кораб­лем с уорп-двигателем на борту чрез­вычайно сжимается, а позади него — расширяется. Для наблюдателя, остав­шегося на Земле, корабль будет дви­гаться со сверхсветовой скоростью, а для самого космонавта — за­мрет на месте (ведь корабль будет окружен оболочкой, за пределами которой все деформируется, а внут­ри — останется неизменным). Идею такого двигателя выдвинул мекси­канский физик Мигель Алькубьере в 1994 г. Еще раньше, в 1974-1976 гг., американский физик Фрэнк Типлер предложил для реализации машины времени использовать бесконечно длинный цилиндр, вращающийся вокруг продольной оси в вакууме со скоростью свыше половины скорости света. (Справедливости ради следует сказать, что в 1937 г. голландец Бил­лем Ван Сток математически рас­смотрел подобную задачу, но не на­шел практического применения сво­его решения). Вращение цилиндра инициирует столь мощное искривле­ние пространства-времени вокруг него, что попавший в цилиндр косми­ческий корабль, обогнув его по часо­вой стрелке, может оказаться в прошлом или будущем. Попытки ми­нимизировать длину корабля до при­емлемого значения сразу же приво­дят к его временной нестабильности и, главное, — к необходимости его из­готовления из экзотического вещес­тва с отрицательной плотностью. Об­щий и чрезвычайно губительный для идеи механической деформации пространства-времени изъян — энергоемкость самого процесса. Речь идет об энергетике, сопоставимой с излучением миллиардов (!) звезд.

II. Природный — перечень воз­можных реализаций весьма обширен.

Прежде всего следует отметить активное использование потенциала черных дыр и "червоточин" ("крото­вых ходов"). Однако участие первых сопряжено с необратимостью путе­шествия (без возможности возвра­щения космонавта в свое время). Для полноценного функционирования "червоточин" также существует ряд ограничений и произвольных допу­щений. Принстонский физик Джон Готт предложил эффектный способ темпорального путешествия с помо­щью космических струн (нечто похо­жее на геделевские мировые линии). Теорий их образования в настоящее время не существует, это один из возможных реликтов, оставшихся со времени Большого Взрыва. Каждый "погонный метр" подобной струны весит — ни много ни мало — сто квадриллионов тонн (при толщине, сравнимой с размером протона). Ес­тественно, что в их окрестностях су­ществуют мощнейшие гравитацион­ные поля. Космический корабль, об­летевший две проходящие друг мимо дружки с околосветовой скоростью струны, получит столь мощную "гра­витационную встряску", что улетит невесть куда (в прошлое или буду­щее). Для возвращения в свое время незадачливым путешественникам придется рыскать по всему Космосу, подыскивая вторую подходящую па­ру струн. Те же расчеты показывают, что подобного рода транспортное средство — дело очень далекого бу­дущего, ибо энергетические затраты опять же потребуют задействования ресурсов всей Галактики.

Американский коллега Амоса Ори Рональд Маллетт тоже мыслит "кольцеобразно". Однако он предла­гает не "closed timelike curves", a "light ring" — световое кольцо. От­кровенно говоря, его теоретические построения довольно туманны. На практике прежде всего следует за­медлить до определенной скорости пучок лазерных лучей, пропустить его через оптический кабель и спе­циальные кристаллы. Расчеты Маллетта показывают, что энергия вра­щающегося лазерного луча способна деформировать пространство в све­товом кольце таким образом, что си­лы гравитации заставят любое тело, движущееся в нем, вернуться в прошлое. В отличие от работы Ори, большинство рассуждений Маллетта следуют известному правилу: "Что не запрещено, то (в теории Маллетта — авт.) разрешено". Воз­ражения критиков ученый опровер­гает не лишенным смысла аргументом: дескать, его дело, как ученого, предложить не противоречащий те­ории способ путешествия во време­ни, а техническая реализация — удел инженеров-конструкторов.

Сам Амос Ори тоже не новичок в вопросах создания фундамента бу­дущего машино-временного строе­ния. Еще в 1994-1996 гг. он разрабо­тал модель "волнистого" (синусои­дального) пространства-времени. Она предусматривала существова­ние во Вселенной особых зон, где можно путешествовать во времени (в обоих направлениях, даже без ис­пользования вещества с отрицатель­ной плотностью). Позже эта модель была "похоронена" ввиду неизбеж­ного появления в пространстве син­гулярных зон (а сингулярность — го­ловная боль и физиков, и математи­ков, теорий с сингулярными призна­ками все боятся, как черт ладана).

Дальнейшее развитие теории под­разумевало определение условий для создания "петли времени" — конфигурации искаженного гравита­цией пространства-времени, имею­щего вид замкнутой петли. Ученому удалось математически "раздуть" замкнутую линию в "бублик" (тор). Однако такая промежуточная мо­дель требовала заполнения бублика ("раздувания") пресловутым вещес­твом с отрицательной плотностью. Существующее по окружности этого "бублика" гравитационное поле сжи­мает в "дырке" пространство и время. Изначально Ори предлагал для соз­дания гравитационного поля "перед­вигать по кругу с огромной скоростью большие массы вещества". Оконча­тельный вариант машины времени модели "Амос Ори" предполагает "парковку" ее в окрестности черной дыры или нейтронной звезды — ис­точников мощных гравитационных полей. Существенный прогресс был достигнут в вопросе "начинки бубли­ка": ученый сумел найти такие усло­вия, при которых "бублик" достаточ­но засыпать... пылью (космической, разумеется). Существенно улучшил он и защиту пассажиров "машины времени" от космической сингуляр­ности: в центре "бублика" гравитаци­онный потенциал достигал бесконеч­ности, "проезд" через него приводил к падению в гравитационную бездну. Сам Ори, тем не менее, не скрывает недостатков своего творения. Главная трудность — стабильность конструк­ции во временных координатах. Мощ­ные гравитационные поля, скрутив в ранку пространство-время, не может повлиять на прочностные характеристики "машины". Расчеты ученого выявили очень узкий диапа­зон начальных условий, при которых машина времени могла бы успешно функционировать. В этом вопросе оптимизма у Ори очень мало, ибо боль­шинство его начально-граничных ус­ловий при расчете модели взяты, пря­мо скажем, с потолка — гипотетические материалы с эфемерными свойс­твами, десятки не подтвержденных опытами и наблюдениями характеристик. Уверенность в конкурентоспособности модели зиждется на том, что до момента создания реального гэототипа пройдет не одна сотня лет и за это время человечество технологи­чески шагнет далеко вперед. В этом плане ученый, конечно, прав.

Существенным недостатком машины времени "Амос Ори" является невозможность "погружения" путе­шественника во время, предшеству­ющее моменту создания машины (мо­жет, поэтому человечество сейчас и не осаждают толпы темпоральных глэистов?). Возможно, более точное реше­ние уравнений Эйнштейна устранит и этот барьер (скорее всего, так оно и "будет), но нас это уже не коснется. Когда современные физики говорят о машине времени, они имеют в виду совсем не то, что обычный человек может увидеть в фантастическом фильме. Никаких мигающих, мощных магнитов, крутящихся шестеренок — такие декорации совершенно излишни. По словам Ори, его машина времени — это пространство-время само по себе.

А теперь заглянем в "мастерскую" физика-теоретика, создающего но­вую (или модифицирующего уже су­ществующую) теорию какого-то яв­ления. Прежде всего необходимо пра­вильно выбрать так называемые на­чальные условия — фундамент, на котором предполагается проводить "строительные работы". От коррек­тности этого выбора во многом зави­сит и прочность (долговечность) соо­ружения. Параллельно с выбором на­чальных условий определяются пара­метры "каркаса" здания — так назы­ваемые граничные условия (задается некое "прокрустово ложе", в которое следует "впихнуть" будущий проект). Задаются они с учетом функциональ­ности и предназначения создаваемого "шедевра". Что бы ни говорили теоре­тики об их беспристрастности в своих физико-математических изысках, но поскольку любая теория создается для объяснения определенного экспе­риментального факта, явления, на­блюдения (и именно последние явля­ются несущей конструкцией, стер­жнем проектируемого "небоскреба"), выбранные физиками-теоретиками начальные граничные условия "под­вязываются" к конечному результа­ту. В переводе на обыденный язык сие означает, что уже в самом начале ра­боты теоретик интуитивно предвидит ее конечный результат и в процессе подбора "условий" шлифует и дово­дит до совершенства свой интеллек­туальный продукт. Нет никаких осно­ваний возражать, что Имярек из дру­гой страны, используя свои начально-граничные условия, не подтвердит теоретической возможности созда­ния машины времени фирмы "Amos Ori", но в то же время запатентует свой оригинальный брэнд "Имярек". Ни одно СМИ не станет с жаром рас­кручивать этот результат, если он не "бьет по мозгам" рядового налогопла­тельщика. Таким образом, можно с уверенностью сказать, что результат, полученный израильским ученым, вовсе не совершает революции в на­ших представлениях о перспективах путешествий во времени, он только подтверждает, что при определенных условиях, постулируемых ученым в своих расчетах, в основу будущей конструкции машины времени будет положен предлагаемый им способ пу­тешествия. Более того, сам Ори заяв­ляет о том, что его "машина времени" вовсе не механизм, не устройство для перемещения во времени, а всего лишь определенная конфигурация гравитационных полей: "То, что я описываю — это некая конфигурация пространства-времени, некоторое распределение кривизны, позволяю­щее объекту/субъекту перемещать­ся по орбите, путешествуя таким об­разом в прошлое". На конкретный вопрос журналиста о том, уверен ли он, что Природа "позволит" реализо­вать именно его проект, Амос отве­тил: "Maybe".

Теории, подобные обсуждаемой, можно смело отнести к так называе­мым "теориям-однодневкам", ибо вариантов выбора начально-гранич­ных условий бесконечное множес­тво, а в природе (в Нашей Конкрет­ной Вселенной) реально реализует­ся только один из сценариев.

Рассмотрение самого феномена "путешествия в прошлое" (именно в прошлое, ибо особых препятствий относительно вояжей в будущее ученые пока не видят) требует очень четкого ответа на возможные последствия нарушения причинно-следственных связей ("парадокс де­душки": может ли изобретатель ма­шины времени, отправившись в свое прошлое, убить своего предка?). После прочтения этой статьи кто-то из наших читателей, уже заканчи­вающий у себя в гараже строительс­тво "машины времени" оригиналь­ной конструкции, может облегченно вздохнуть — мести неблагодарного внука ему опасаться не следует, но вот сыну его могут грозить неприят­ности. Именно эти вопросы были го­ловной болью стареющего Эйнштей­на. На этом поприще сейчас трудят­ся не столько физики, сколько фи­лософы.

К сожалению, журнальное про­странство ограничено и не позволя­ет подробно коснуться еще одного очень перспективного направления теоретических разработок совре­менных ученых — проблем Мультивселенной. Здесь вопросы путе­шествия во времени сводятся, каза­лось бы, к более простой задаче — к путешествию в пространстве, но между разными Вселенными. При этом не нужны мощные гравитаци­онные, но требуются сверхмощные магнитные поля — в космических пространственных масштабах необ­ходимы космические мощности. Просторы Вселенной бороздят уже не "машины времени", а "машины пространства", смело ныряющие то в шестимерную Вселенную, то выныривающие из десятимерной... А как вам нравится вариант совмещенно­го, комплексного путешествия: от­правляясь в путь на "машине време­ни", путешественник попадает не в "свою" Вселенную, где его, само со­бой, никто и не ожидает, а во Вселен­ную, моментально возникающую в Космосе в момент касания космичес­ким кораблем поверхности планеты. С той, родной, Вселенной всякие контакты прерваны, увидеть своего дедушку не удастся, придется до­живать свои дни в чужом мире...

Так уж устроена жизнь в нашей Вселенной — любые, даже самые экстравагантные и нелепые гипоте­зы и теории, не противоречащие за­конам физики, рано или поздно при­ходят к моменту своей практичес­кой реализации. Один из друзей ав­тора на этом основании строит не менее экзотическое предположе­ние: дескать, законы физики не за­прещают существования "машины времени". Если ее практическое со­здание не по силам нашей цивили­зации, то в далеком будящем ее не­пременно построят. Стало быть, по­явятся первые "временные" путе­шественники, кои не преминут за­глянуть в наше время — эпоху за­рождения теоретических основ та­ких путешествий. Не являются ли бороздящие наше небо стада НЛО этими самыми "машинами" из буду­щего? Но ответ на этот вопрос твор­цы перспективного темпорального транспорта уже давно дали, и он яв­но пришелся будущим поколениям не по вкусу. Во всех существующих ныне моделях "машин времени" су­ществует досадный изъян, конс­трукторская недоработка — все они не предусматривают "погружения" глубже момента создания машины. А поскольку наши предки не удосу­жились создать подобное транспор­тное средство, то бизнес нашего со­временника на продаже билетов в эпоху динозавров или даже Наполе­она будет явно убыточным.

Хотя, с другой стороны, продавцы звезд на недостаток покупателей вроде бы не жалуются...

Георгий Ковальчук, к.ф.-м.н.

Главная астрономическая обсерватория НАН Украины, г. Киев