Тайны Вселенной

ЧАСТЬ 1. ПО ТРОПАМ ИСТОРИИ
КОСМИЧЕСКИЕ КРУГОВОРОТЫ

Колесо недаром служит символом времени. Считается, что все, говоря словами Библии, "возвращается на круги своя". Но первый вопрос, который при этом возникает: обратимо ли время? Или, если сказать проще: возможно ли путешествие во времени? Излюбленная тема научной фантастики, она на самом деле не имеет под собой иной почвы, кроме фантазии и воображения. Время как мера длительности существования и движения материальных объектов, событий, процессов носит необратимо направленный характер: из прошлого - через настоящее - в будущее. Как бы ни менялось движение, какие бы формы оно ни принимало - время бесстрастно будет вести свой отсчет, нанизывая, как бусины на нить, пикосекунды, секунды, минуты, часы, сутки, годы, века и тысячелетия. Поворот временной координаты в обратную сторону, допускаемый некоторыми интерпретаторами современной науки, есть чисто теоретическое допущение, пример свободного оперирования с математическими абстракциями, не имеющими аналогов в материальной действительности.

И все же поучительно сравнить представления о путешествии во времени в конце прошлого и нынешнего веков.

"Боюсь, что не сумею передать вам своеобразных ощущений путешествия во времени. Они чрезвычайно неприятны. Одно из ощущений точь-в-точь напоминает катание на американских горах - словно бы летишь, беспомощный, головой вперед с невероятной быстротой. Я испытывал еще одно жуткое чувство - мне казалось, что я вот-вот разобьюсь. Пока я набирал скорость, ночи сменяли дни, подобно взмахам черных крыльев. Вскоре смутные очертания лаборатории куда-то провалились, и я увидел солнце, быстро скакавшее по небу; каждую минуту оно делало новый прыжок, и каждая минута обозначала новый день. Я предположил, что лаборатория разрушена и я остался под открытым небом. Потом родилось смутное впечатление, что вокруг выросли некие строительные леса, но я мчался слишком быстро, чтобы воспринимать движения каких бы то ни было живых существ. Даже самая медленная улитка из всех, что когда-либо ползали по земле, двигалась бы для меня чрезмерно быстро. Мерцающая смена тьмы и света была крайне болезненна для глаз. Затем, в перемежающейся темноте, я увидел Луну - она быстро пробегала по небу, меняя фазы от новолуния до полнолуния; в памяти сохранился смутный образ кружившихся надо мной звезд. Я мчался дальше, все больше набирая скорость, и пульсация дней и ночей наконец превратилась в сплошную серую пелену; небо обрело удивительно глубокий оттенок синевы, тот дивный, исполненный внутреннего сияния цвет, который появляется в ранние сумерки; биения солнца слились в огненную полосу, сверкающую арку, раскинувшуюся в пространстве; луна стала неясной лентой, колышащейся в небе; и я больше не видел звезд, разве что изредка появлялись светлые круги, слабо мерцавшие в синеве. Пейзаж был туманным и неясным. Я по-прежнему находился на косогоре, на котором ныне стоит этот дом; надо мной - серой, расплывчатой массой - вздымался уступ холма. Я видел, как деревья росли и видоизменялись, подобно клубам пара, - вот они коричневые, а вот уже желтые; они вырастали, раскидывали крону, исходили дрожью и исчезали. Я видел, как огромные здания - смутные и прекрасные - появлялись и таяли, словно сновидения. Казалось, меняется вся поверхность земли - она плавилась и текла на моих глазах. Маленькие стрелки на циферблатах, показывавшие мою скорость, крутились все быстрее и быстрее. Скоро я заметил, что солнечная лента совершает вертикальные колебания - от точки летнего солнцестояния к точке зимнего - с периодом в минуту или даже меньше, следовательно, я летел со скоростью более года в минуту; каждую минуту белая вспышка снега озаряла мир, а за ней тут же следовала яркая, мимолетная зелень весны."

Герберт Уэллс. Машина времени

А вот описание перемещения во времени (точнее - в пространстве-времени) из романа нашего современника, одного из известнейших американских ученых Карла Сагана (1934-1996):

"Стенки тоннеля обладали какой-то текстурой, и скорость можно было ощутить на взгляд. Пятна-кляксы с неясными очертаниями, никаких четких форм. В облике их не было ничего интересного, только зачем они и откуда взялись? Уже в нескольких сотнях километров под поверхностью Земли скалы раскалились докрасна. Но на жару не было и намека. Чертей тоже не было видно, не оказалось нигде и буфетов с горшками, полными мармелада. Своей верхней гранью додекаэдр то и дело задевал стенку, от которой отскакивали чешуйки неведомого вещества. Сам додекаэдр казался неповрежденным. И скоро следом за ними уже неслось целое облако мелких частиц. Со всех сторон лился ровный неяркий свет, иногда тоннель чуть поворачивал, и додекаэдр послушно следовал вдоль изгиба. Впереди, насколько это было видно, ничего не маячило. Столкновение даже с воробьем на такой скорости разнесло бы в клочья любой аппарат. Но что это за бездонный колодец? В нижней части ее живота что-то ныло. Сомнений не оставалось. Черная дыра, думала она, Черная дыра. Я падаю за горизонт событий в черной дыре к самой сингулярности. А может быть, это вовсе не черная дыра, и мы валимся к нагой сингулярности? То есть к тому, что физики называют нагой сингулярностью. Там, вблизи сингулярной точки, нарушаются законы причинности, следствия предваряют причины, время течет в обратную сторону, и вообще невозможно уцелеть, а тем более что-то запомнить. Вращающаяся черная дыра, старательно вспоминала Элли, представляет собой не точку, а поверхность, сферическую или еще более сложную. С черными дырами не пошутишь. Гравитационные силы могут мгновенно расплющить тебя в лепешку. Или обжать с боков. На подобную беду, к счастью, пока ничто не намекало. За серыми прозрачными стенками, в которые превратились теперь пол и потолок, кипела работа. Органосиликатная матрица в одних местах набухала, в других - опадала, утопленные в ней эрбиевые шпонки поворачивались и ползали вперед и назад. Все прочее внутри додекаэдра, в первую очередь Элли и ее спутники, выглядело вполне ординарно.

Конечно, люди были чуточку взволнованы. Но никто из них еще не превратился в лепешку. <...>

Элли подумала о гипотезе Эда, о том, что тоннели - это ходы, соединяющие бесчисленные звезды в этой и прочих галактиках. В чем-то они были схожи с черными дырами, но отличались свойствами и происхождением. Они не были лишены массы - Элли заметила это в системе Веги по гравитационным возмущениям в обломочном материале кольца. По этим ходам загадочные существа на неведомых и непохожих кораблях пересекали Галактику. Червоточины. Судя по жаргону, физики-теоретики видели во Вселенной яблоко, которое некто вдоль и поперек источил своими ходами. Чудо - с точки зрения бациллы, обитающей на поверхности. Но у стоящего перед яблоком существа подобная перспектива вызывает меньше восторга. Для него строители тоннелей - вредители. Но если и строители тоннелей только черви, тогда кто же мы сами?"

Карл Саган. Контакт

Главная героиня романа Сагана (построенного, однако, на научных предпочтениях автора) - Элли Эрроуэй - объясняет перемещение сквозь время (и одновременно через пространство) на основе теории "червоточин" (см. дальше). Спутниками американского радиоастронома в этом фантастическом путешествии в район звезды Веги в созвездии Лиры выступают еще четыре хрононавта - представители четырех стран - России, Китая, Индии и Японии. При этом русский академик склонен объяснить фантастическое перемещение на расстояние 26 световых лет за 16 минут с помощью другой теории - так называемого парадокса Эйнштейна- Подольского-Розена, допускающего чуть ли не мгновенную передачу информации (см. часть 3).

В наше время - в 90-х годах ХХ века - наступление на время продолжается. Не так давно многие научно-популярные и периодические издания облетела сенсационная весть: машина времени создана! Даже две! Первую разработал инженер из подмосковного города Люберцы Юрий Кунянский. Как утверждает автор смелой гипотезы, все рассчитано было до него. Надо было только собрать воедино разрозненные данные. Ведь известно, что еще Д. И. Менделеев определил вес как взаимодействие масс.

Взаимодействие это электромагнитное. Раз так, надо рассчитать такое частотное соотношение, при котором объект, т. е. Машина времени, излучая собственными генераторами определенные частоты, создавала бы суммарный электромагнитный вектор, нейтрализующий гравитационным. Тогда произойдет обезвешивание, и корабль не будет ничего весить. Для его разгона потребуется минимум энергии. Это, так сказать, теоретически. А если копнуть ближе к практике, то Ю. Кунянский утверждает: создать такой корабль можно. Нужны три строго определенные частоты с соотношением 1:0,5:0,25. Обеспечив обезвешивание, необходимо переходить к следующей задаче - разгону корабля, его передвижению.

Для этого Кунянский предлагает использовать лазер. Поэтому в конструкции своего корабля по его периметру предусматривает окна-иллюминаторы (рис. 53). Выстреливая через них лазерной пушкой, поворачивая ее в нужное направление, можно передвигать Машину времени в сторону, противоположную стрельбе. А учитывая то, что конструкция в полете не имеет веса, ее маневренность может быть мгновенной. Вот только где взять энергию? По расчетам автора, для этого достаточно мощности небольшой аккумуляторной батареи. Она даст электроэнергию для частоты в 7 герц. Создав в последующем разность потенциалов: корпус корабля - генератор, можно при определенных условиях получить ток с напряжением 50 000 вольт. Этого будет вполне достаточно на все остальное. На Земле геофизики давно уже наблюдают электромагнитные поля планеты частотой в 7 герц. Встречается здесь и разность потенциалов между Землей и ионосферой, в результате чего рождаются молнии. Другими словами, сама Земля - некое подобие Машины времени.

Но существуют, оказывается, и действующие модели Машины времени. Автором одной из них является ученый-экспериментатор Вадим Чернобров из Московского авиационного института. По рабочей теории, предложенной автором модели, Время как физическое явление объясняется в определенных условиях проявлением всем знакомых электромагнитных сил. Отсюда следует, что с помощью таких сил на Время можно влиять (рис. 54). Сделанная на основе этой теории, Машина времени должна иметь достаточно легкое управление и высокие технические характеристики. Первая модель такой машины "Ловондатр" заработала 8 апреля 1988 года.

Свое несколько странное имя "Ловондатр" установка получила благодаря следующей истории. При полуподпольном производстве конструкция, напоминающая круглую клетку с дверцей, получила официальное прикрытие в виде "экспериментальной электромагнитной ловушки для диких ондатр". Такая маленькая хитрость позволила обеспечить живое участие в производстве "ловушки" даже начальства ракетного завода. Всего было сделано 4 экспериментальных установки разной степени сложности. Аппараты чечевицеобразной формы, с виду напоминающие НЛО, включали в себя: замкнутую пространственную конструкцию с особыми электромагнитными свойствами, блок управления, блок питания и измерительную аппаратуру. Нужную конфигурацию электромагнитных полей создавала электромагнитная рабочая поверхность - вложенные друг в друга по принципу матрешки слои плоских электромагнитов, скрученных в виде элипсоидов. Внешний слой крепился на силовую оболочку либо сам одновременно являлся такой оболочкой. Режим работы, задаваемый блоком управления, мог быть самым разнообразным, для каждой модели можно было подобрать целые области благоприятных соотношений частот, напряженности и режима переключения, среди которых, конечно же, были и оптимальные. Максимальное значение измененного Времени устанавливалось внутри самой маленькой "матрешки". Во время экспериментов, как и ожидалось, наблюдалось изменение Времени и вне установки, только подобное изменение с обратным знаком было на порядок ниже внутреннего.

Измерения проводились с помощью разнесенных спаренных кварцевых генераторов, а также путем сравнения с эталонными часами, сигналами точного времени, показаниями дублированных электронных и механических часов, помещенных в отсек полезной нагрузки. На первой модели разница в показаниях составляла до полусекунды в час, на последующих модификациях она была доведена до 40 секунд за час. Объем отсека полезной нагрузки, находящегося в центре симметрии Машины времени во всех хрономашинах, не превышал объема футбольного мяча. Именно поэтому от услуг традиционных первопроходцев новых видов транспорта - подопытных собак - пришлось отказаться. "Честь" быть первопроходцами Времени досталась более миниатюрным мышам и насекомым. Первые опыты с перемещением в прошлое время закончились плачевно для подопытных (разницы в 2 секунды, увы, не пережил почти никто); у тех, кто имел неосторожность находиться рядом с опытной установкой, появились болезненные симптомы. Лишь после доработки схемы "испытатели" - животные перенесли процедуру перемещения 22.

Современные разработчики машин времени опираются на новейшие теории единой картины мира. Собственно, новейшими их можно назвать с поправкой на добрый десяток лет. Ибо возможность победы над временем путем преодоления так называемых "кротовых нор" пространства обсуждалась в серьезной научной литературе и раньше. Образ "кротовой норы" особенно прижился и представляется достаточно удачным, хотя Стивен Хокинг пытался привести его в соответствие с действительным содержанием теории. Из нее следовало, что пространство пробуравлено не объемными норами, а микроскопической сеткой червоточин. Отсюда другое название теории "кротовых нор" - теория "червячных ходов". Считается вероятной и математически (!) обоснованной возможность физически преодолеть временную субстанцию, при помощи полых "отверстий" передвигаясь по ним, подобно червяку в яблоке, в направлении прошлого и будущего.

Известный российский космолог И. Д. Новиков следующим образом описывает путешествие во времени с помощью "кротовых нор". Сначала необходимо создать "сложную топологию трехмерного пространства". В этой конструкции есть два отверстия в пространстве, созданных сильнейшим полем тяготения коллапсирующего вещества; отверстия соединены искривленным "тоннелем" - другим проходом из одного отверстия к другому, помимо обычного пути во внешнем пространстве (рис. 55).

"Тоннель" можно сделать очень коротким по сравнению с расстоянием между отверстиями во внешнем пространстве. (Все это нелегко вообразить, так как мы не привыкли наглядно представлять искривленное трехмерное пространство.) Чтобы превратить эту конструкцию в "машину времени", надо заставить одно из отверстий быстро двигаться по отношению к другому, например, в предложенном варианте отверстие В быстро вращать относительно А. Тогда, с точки зрения путешественника во внешнем пространстве, как следует из специальной теории относительности, часы в В отстанут от часов в А; скажем, по часам А пройдет 5 лет, а по часам В - всего 5 дней. Но если смотреть из отверстия В на отверстие А через короткий "тоннель", то, поскольку часы А будут находиться все время рядом с В, их показания почти не будут отличаться. Пусть теперь путешественник движется от А к В во внешнем пространстве. Он быстро достигнет В (часы там показывают в этот момент 5 дней); заглянув в это отверстие, он видит часы А, которые тоже показывают 5 дней (ведь это "тоннель"). Путешественник быстро перемещается по короткому "тоннелю" и выходит из отверстия А практически в тот же момент времени, т. е. когда часы А показывают 5 дней. Теперь вспомним, что стартовал он, когда на часах А было 5 лет, а вернулся, когда они показывают 5 дней, т. е. попал в прошлое. Обратный переход приведет его в будущее.

Чтобы воочию попытаться представить действие ожидаемых обращенных временных эффектов, предлагаем читателю мысленно представить себя на месте путешественника во времени. Герои романов Уэллса и Сагана чуть ли не в мгновение ока оказывались в ином временном (а у Сагана - еще и в пространственном) измерении. Попробуем проанализировать такой прыжок с научной точки зрения. Что должно претерпеть изменение при таком скачке в будущее? "Странный вопрос, - скажет читатель. - Конечно, время!" Но какое время? Времени - мы это уже хорошо уяснили - как особой субстанции, отдельной от длительности материальных вещей и процессов, не существует. Нет времени, отдельного от материи, куда бы, как в безбрежный океан, на свой страх и риск мог бы устремиться пытливый исследователь.

Течение времени - это реальные природные и социальные процессы, действительно поддающиеся изменению. Так, вполне возможно увеличить скорость механического перемещения или производительность труда. В названных и аналогичных случаях изменяются временные пропорции, соотношения, в которых находятся реальные временные длительности реальных вещей и явлений. Время существования электрической лампочки как продукта, произведенного людьми, исчисляется с момента ее изготовления до того, как она разбилась или перегорела (в пределах указанного интервала временем можно управлять: сокращать временные затраты в процессе производства, бороться за удлинение срока службы лампочки и т. п.). Но и после того, как перегоревшая лампочка выброшена на свалку, временное бытие материала, из которого она была сделана, не заканчивается.

Молекулы разбитого стекла, атомы вольфрамовой нити никуда не исчезают. Следовательно, никуда не исчезает и их временное и пространственное бытие. Общее время материального мира складывается из таких вот временных "молекул" и "атомов". Никакого единого потока времени, обязательного для всего живого и неживого, не существует.

Упорядочение временных отрезков совершается с помощью социально-производственного опыта на основе устойчивых, повторяющихся природных явлений: вращения Земли вокруг оси (длина дня и ночи), ее оборота вокруг Солнца (смена времен года), качание маятника, период излучения атома и т. д. Хотя на сегодня нет завершенной теории, соединяющей разнообразные и во многом гипотетические закономерности субатомного уровня движения материи (вакуумно-флуктуационного и др.), лежащие в основе более сложных физических, химических и биологических структур.

Но что-то же должно измениться в движении известных материальных форм, если бы время "потекло вспять"? Попробуем представить. Предположим: все атомы, входящие в состав нашего тела, изменили обычный ход движения на обратный. Трудно вообразить, что произойдет в данном случае с самим человеком, но одно можно утверждать совершенно определенно: время в результате такого поворачивания движения назад не потечет. Со временем - мерой всякого движения - в случае атомного или субатомного "переворота" произойдет то же самое, что происходит со стрелками обычных часов, когда их переводят назад: время вспять не течет.

Другой пример: на кинопленке путем замедленной или покадровой съемки воссоздается зримый рост растения, распускание цветка, созревание плода, рождение организма, а затем фильм воспроизводится на экране в обратном направлении. В результате, к примеру, зритель увидит, как плод превращается в цветок, цветок - в бутон, бутон исчезает в стебле, а стебель превращается в семечко. Означает ли увиденное, что реальное время пошло вспять? Ничуть! Реальное время соответствует реальному же движению (в данном случае - киноленты), а не зрительному ряду. Время идет только вперед. Правда, путешествие в прошлое, как оно изображается в большинстве научно-фантастических произведений, предполагает, что человек остается таким, как и был, а вспять движутся окружающие события (или путешественник во времени свободно перемещается мимо них).

Не касаясь исторических и социологических закономерностей (а описанное выше путешествие во времени предполагает, что история пойдет вспять), взглянем мельком лишь на биологический аспект проблемы.

Писатели-фантасты (а вслед за ними и ученые), отправляя своих героев в прошлое (или будущее), обычно не заостряют внимания на достаточно неприятном вопросе: что же реально произойдет с окружающей действительностью (герой, как правило, погружается в темноту и спустя непродолжительное время оказывается в нужной ему эпохе). А в действительности произошло бы следующее. Все люди, кроме путешественника во времени, должны не только совершить возрастную метаморфозу от старости к детству и т. д., но и в предельно сжатом виде (естественно, в обратном порядке) проделать все действия и движения, продумать все мысли и пережить все чувства. (Между прочим, нечто подобное описывал еще Платон в диалоге "Политик", рассказывая, как Вселенная начала вращаться в обратном направлении и время потекло вспять.) Самое любопытное, однако, в другом: даже если бы биологические процессы вдруг потекли в обратном направлении (а необратимость развития и эволюция этого не допускают), то время как мера такого гипотетического "обращенного" движения все равно бы не отнимало от себя часы и века, а напротив, по-прежнему прибавляло одно число к другому, бесстрастно фиксируя накопление временных величин.

Видимо, понимая не просто парадоксальность, но полную абсурдность получающейся картины, фантасты не рискуют вдаваться в подробности выдвигаемых "проектов". Вместо этого предполагаются еще более невероятные гипотезы, вроде "коридоров времени" (роман Айзека Азимова "Конец вечности"), то есть таких участков материи, где время начисто отсутствует и можно беспрепятственно путешествовать в прошлое и будущее. Но материя без времени (и пространства) столь же немыслима, как и пространство-время без материи.




Тайны Вселенной