Машина времени и принцип согласованности Новикова

Можно ли создать машину времени? Что об этом думают учёные?

Рассмотрим теорию двух хороших друзей, выдающихся учёных, Кипа Торна и Игоря Дмитриевича Новикова. Оба они являются физиками и астрономами. Их общение привело к удивительным открытиям.

Игорь Дмитриевич в середине 1980-х годов сформулировал принцип согласованности,оказавший большое влияние на теорию путешествий во времени. Данный принцип был назван в его честь.

Принцип согласованности Новикова заключается в том, что при перемещении по замкнутым временеподобным линиям не будет нарушен принцип причинности, т.е. вероятность того, что попав в прошлое, путешественник совершит действие, которое изменит уже случившееся с ним событие, крайне мала, так как, по теории Новикова, все события во Вселенной самосогласуются.

Принцип согласованности Новикова активно используется в кинематогрофе. Например, в фильме "Терминатор", в сериале "Остаться в живых" (в 5 сезоне).

Его друг Кип Торн стал Лауреатом Нобелевской Премии по физике в 2017 году за экспериментальную регистрацию гравитационных волн. Именно он был научным консультантом у астронома и писателя Карла Сагала при создании романа "Контакт" (одноимённая экранизация вышла в 1997 году). Кроме того, Кип Торн является автором идеи научно-фантастического фильма "Интерстеллар" (2014 год), он же - исполнительный продюсер картины.

Познакомились учёные летом в 1965 году на Международной конференции по гравитации. Вот что об этой встрече рассказывает Игорь Дмитриевич Новиков:

"После доклада меня окружила толпа, желающая узнать подробности вычислений. Среди этих энтузиастов я сразу обратил внимание на высокого худощавого, рыжеватого юношу, типичного американца. Заметил его я ещё за пару дней перед этим - он был вообще первым для меня иностранцем, краткое научное сообщение которого я слышал в Лондоне. Насколько я помню, он говорил тогда о гравитационном поле цилиндра. Его сообщение меня живо заинтересовало каким-то трудно уловимым на первый взгляд, но совершенно определённым сходством в методе рассуждений его и моём. После моего доклада Кип Торн (так звали юношу) помог мне объясняться с желавшими обсудить доклад, ибо тогда мой английский язык был более чем далёк от совершенства. Мы потом продолжили наше обсуждение. Общность научных интересов и, что не менее важно, общность его и моего видения мира (то, что называют у нас родством душ) быстро стала очевидной для меня. Вскоре мы стали настоящими друзьями".

"Часто наши оценки жизненных явлений оказываются похожими, наши симпатии вызывают одни и те же женщины, и уже как-то само собой получалось, что иногда мы одновременно начинали работать над одинаковыми проблемами. Во время моего последнего посещения лаборатории К. Торна в Калифорнийском Технологическом институте (он является там профессором, членом Академии наук США) я выступил у него на семинаре и критически отозвался о доказательстве теоремы в одной недавней работе (выполненной другими авторами). Только я раскрыл рот, чтобы высказать свои аргументы, как Кип (он тоже читал эту работу) сказал: "Игорь, я знаю, что ты сейчас произнесёшь". Я был поражён, мы сравнили свои аргументы, и они в действительности точно совпали. Ещё не придя в себя, я растерянно спросил - откуда всё же происходит такая идентичность в мыслях. К. Торн, улыбаясь, ответил: "У нас общий "фон", чуть ли не четверть века знакомства и доскональное знание работ друг друга".

Вместе они обсуждали и путешествия во времени. О полученных выводах Игорь Николаевич написал в своей книге "Куда течёт река времени?"(скачать книгу можно на Философском Портале https://vk.com/wall-92735838_2419). Далее мы поговорим об этом подробнее.

Начнём с того, что путешествие в прошлое и в будущее далеко не одно и то же. В будущее попасть проще, и это доказанный факт. Всегда, при любом, даже медленном, движении в пространстве происходит и перенос во времени. Только этот перенос обычно совсем ничтожен, и потому мы его не замечаем. Но, что если отправиться в полёт на фотонной ракете со скоростью близкой к скорости света к центру нашей галактики, а потом обратно к Земле. В этом случае, по часам на ракете пройдёт сорок лет, а на Земле - около шестядесяти тысяч лет. Так вернувшиеся из путешествия космонавты попадут в далёкое будущее родной планеты.

Для путешествий в прошлое необходимо создать "петли времени", а также стабильный "тоннель" между чёрной и белой дырой в пространстве. Гипотезу о существовании белых дыр впервые выдвинул Игорь Дмитриевич Новиков в 1963 году, и пришёл он к этому открытию математическим путём. Кип Торн на основании этого предложил следующую конструкцию Машины Времени. Сначала в двух областях недалеко друг от друга создаются путём сжатия масс огромные гравитационные поля с сильным искривлением пространства в них. Затем эти области искривления соединяются в тоннель, который необходимо застабилизировать, чтобы в момент попадания туда чего-либо он тут же не схлопнулся. Для этого в наиболее узком его месте надо поместить близко расположенные друг к другу две одинаково заряженные идеально проводящие ток пластинки. В этом сильно искривлённом пространстве каждая из пластин будет иметь сферическую форму. Между пластинами возникает специфическое вакуумноподобное состояние, называемое электромагнитным "казимировским вакуумом". Огромные гравитационные силы, вызванные этим вакуумом, стабилизируют тоннель. В пластинах делаются небольшие люки и изолирующая стенка так, чтобы сквозь пластины можно было проходить.

Теперь создаём "петлю времени". Представим путешественника, который отправился от неподвижного отверстия А к отверстию В, которое с большой скоростью движется вокруг отверстия А. Включим часы А и В одновременно в момент начала кружения В. Часы В, участвуя в стремительном движении вокруг А, согласно выводам специальной теории относительности будут идти медленнее, чем часы А. Пусть скорость вращения такова, что часы В идут вдвое медленее часов А. Допустим, что путешественник отправляется в полёт по внешнему пространству, когда отверстие В уже долго кружило вокруг А и часы у В заметно отстали от часов А. Предположим, путешественник стартовал, когда часы А показывали 20 лет (после начала кружения В), а часы В, шедшие вдвое медленее, показывали только 10 лет. Всё это, разумеется, с точки зрения наблюдателей из внешнего пространства.

Время снаружи и внутри тоннеля течёт по разному. Поскольку тоннель очень короткий, то силы тяготения и инерции не создают в нём больших перепадов физических условий для часов. Поэтому, внутри тоннеля для наблюдателей А и В, которые смотрят друг на друга время идёт практически одинаково.

Пусть путешественник затратил на полёт 10 лет по часам А; следовательно, по часам В проходит вдвое меньше времени, то есть 5 лет. Так как старт по часам В произошёл в 10 лет, то в момент прибытия его к В они показывают 15 лет с начала их кружения. К этому моменту часы А натикали уже 30 лет. Теперь путешественник ныряет в отверстие В. В этот момент он как и любой наблюдатель у В, может взглянуть сквозь тоннель на часы А и увидит, что они показывают то же время, что и В, то есть 15 лет после начала кружения. Он быстро проходит сквозь короткий тоннель и практически в тот же момент появляется из отверстия А, откуда он и начинал свой путь. Но он начинал своё путешествие, когда часы А показывали 20 лет, а вернулся, когда на них - 15 лет. То есть он вернулся раньше старта. Путешественник попал в прошлое.

Эта же Машина Времени может служить и для полёта в будущее. Для этого надо проходить тоннель в обратном направлении.

Стоит отметить, что в "петле времени" нельзя разделить события на будущие и прошлые, точно так же как нельзя определить кто первый, а кто последний среди людей, образующих круг. Поэтому, если путешественник отправится в прошлое и встретит самого себя в молодости, то придётся сделать вывод, что когда он был молодым, то уже встретил самого себя в более старом возрасте, вернувшегося из будущего.

Хочется подвести итог словами Игоря Дмитриевича Новикова:

"Надо подчеркнуть, что свойства материала, из которого должны быть сделаны заряженные пластины, столь необычны, что пока подходящее для этого вещество неизвестно в природе. Но, с другой стороны, нет и физических законов, которые запретили бы будущей высокоразвитой цивилизации создать такое вещество. То же можно сказать и о создании самого тоннеля. Пока не совсем ясны "детали" его строительства, хотя нет и каких-то специальных "запретов" природы на его создание".

"В. Райт писал в 1901 году: "Человек научится летать не раньше, чем через тысячу лет". Между тем первые полёты братьев Райт были осуществлены в 1903 году. А сегодня мы уже достигли планет!"