Текст книги "Пришельцы из Будущего: Теория и практика путешествий во времени"

Автор книги: Брюс Голдберг

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 17 страниц)

Эйнштейн и путешествие во времени

Специальная теория относительности Эйнштейна запрещает путешествие во времени, утверждая, что искривление пространства и времени определяется конфигурацией материя-энергия. Однако в нашей вселенной существуют достаточно большие конфигурации материи и энергии для образования искривлений во времени (черные дыры), которые можно использовать в качестве машин времени. В общей теории относительности Эйнштейна существуют пробелы, которые заполняет квантовая теория. Теория гиперпространсгва – это сочетание квантовой теории и теории гравитации Эйнштейна для десятимерного пространства.

Физические машины времени

Многие физики занимались поиском таких решений уравнений Эйнштейна, которые разрешали бы путешествия во времени. В их числе – и Френк Типлер, теоретическую машину времени которого мы обсудим ниже. Работы Керра, Кипа Торна и Типлера – лишь несколько примеров подобных решений уравнений Эйнштейна.

Работа Торна по-настоящему увлекательна. Он выдвигает идею «обратимого подпространственного перехода», который позволяет совершать путешествия в прошлое без каких-либо неудобств – к примеру, вес путешественника во времени не будет превосходить его обычный вес на Земле. Кроме того, подпространственный переход не закроется во время путешествия, а само путешествие займет не больше 200 дней (М. S. Morris and К. S. Thorne, Wormholes in Space-time and their Use for Interstellar Travel: A Tool for Teaching General Relativity, «American Journal of Physics» 56 (1988), p. 411).

Машина времени Торна состоит из двух камер, в каждой из которых находится две параллельные металлические пластинки. Пространство-время разрывается интенсивными электрическими полями, которые создаются этими пластинками. Таким образом в пространстве образуется подпространственный переход, соединяющий эти две комнаты, одна из которых находится на космическом корабле, движущемся со скоростью, близкой к скорости света, а другая – на земле. Любой, кто окажется на одном конце этого подпространственного перехода, мгновенно перенесется в прошлое или будущее.

Единственная проблема заключается в том, что современная технология не позволяет создать подобный подпространственный переход.

Эйнштейн первым предположил, что пространство-время искривляется. В противном случае невозможно объяснить существование гравитации – невидимой силы, которая держит нас на Земле, а планеты заставляет двигаться по околосолнечным орбитам.

Гравитацию можно рассматривать как искривление пространства. Так как пространство неразрывно связано с временем, это искривление – не только пространственное, но и временное. Это – еще один аспект путешествия во времени.

Физик Френк Дж. Типлер предлагает использовать в качестве машины времени быстро вращающийся цилиндр, искривляющий пространство-время. В машине времени Типлера объект проходит через черную дыру и возвращается в исходную точку в тот же момент времени, когда ее покинул. Это называется замкнутой времяподобной линией (ЗВЛ – F. J. Tipler, Rotating Cylinders and the Possibility of Global Causality Violation, «Physical Review» D. 9 (1974), p. 2203).

Эта ЗВЛ должна дважды пройти через вращающуюся черную дыру. Машина времени Типлера делает движение путешественника во времени колебательным, что не позволяет ему превратиться ему в поток атомов во время прохождения через черную дыру.

В модели с плоским пространством-временем необходимым условием путешествия во времени являлось движение со скоростью, превышающей скорость света. В искривленном пространстве-времени это условие отпадает. Кроме того, сегодня ученые подозревают, что некоторые субатомные частицы – тахионы – перемещаются в пространстве быстрее света.

Гиперпространство

Измерения, начинающиеся с пятого (четвертое измерение – это время в пространственно-временном континууме), известны нам только в виде математических моделей. Однако они в действительности существуют. Описанные мной пять частот, например, образуют пятимерное пространство. Вскоре мы рассмотрим модели, доказывающие, что существуют миры с десятью и двадцати шестью измерениями.

В поддержку теории гиперпространства выступает несколько нобелевских лауреатов. Эту теорию иногда также называют теорией Калуцы-Кляйна и теорией супергравитации. Наиболее сложная ее интерпретация известна как теория суперструны. В последней теории, в частности, речь идет о десятимерном пространстве.

Концепция многомерного пространства блестящим образом объединяет все известные физические феномены. Последние 30 лет своей жизни Эйнштейн пытался создать именно такую, универсальную теорию.

Принцип простоты, являющийся естественной частью науки, можно проиллюстрировать на примере составления карты Североамериканского континента. Вы можете тысячи раз объехать границы Северной Америки, делая измерения и составляя подробные заметки, однако нарисованная вами в конце концов карта вряд ли будет в точности отражать очертания этого огромного континента.

Но если вы сделаете фотографию Северной Америки со спутника, вы получите совершенную карту и сэкономите огромное количество времени и энергии.

Мы не можем объединить законы гравитации и оптики, так как они по-разному описываются математически и физически. Введение пятого измерения позволяет получить универсальную теорию, доказывающую, что и свет, и гравитация попросту являются вибрациями в этом пятом измерении. Теория гиперпространства дает возможность просто и исчерпывающе объяснить и описать различные силы, действующие в нашей вселенной.

Материя также рассматривается как вибрации в пятом измерении, прорывающиеся сквозь ткань пространства-времени. Для путешествия вперед или назад во времени требуется всего лишь так натянуть ткань пространства-времени, чтобы она разорвалась, образовав подпространственный переход в другой мир и другую временную эпоху.

Теория Калуцы-Кляйна

По иронии судьбы, сегодня Принстонский университет является одним из наиболее активных центров изучения гиперпространства. Ирония заключается в том, что здесь провел последние десятилетия своей жизни Эйнштейн, яростно сопротивляясь развитию квантовой механики и других дисциплин, которые могли бы вытеснить его теорию относительности.

В 1919 году Теодор Калуца, математик из Кенигсбергского университета, написал Эйнштейну письмо с предложением объединить теорию гравитации Эйнштейна с теорией света Максвелла путем введения пятого измерения – гиперпространства.

Калуца предлагал универсальную теорию поля, согласно которой свет является колебанием гиперпростанства. Уравнения гравитационного поля Эйнштейна, переписанные для пяти измерений вместо четырех, согласовались с теорией света Максвелла, таким образом, появилась возможность объединить две величайшие теории поля, известные науке.

Свет, таким образом, является искривлением гиперпространства. Эйнштейн откладывал публикацию статьи Калуцы в течение двух лет. Впервые концепция пятого измерения была использована для создания законов физики.

Пятое измерение сложно описать. Движение по нему – это движение по кругу. Топологическим эквивалентом пятимерного мира является цилиндр.

Другая проблема состоит в том, что пятое измерение слишком мало, поэтому его нельзя измерить. Оно коллапсировало в ничтожно малый круг, радиус которого намного меньше радиуса атома. Тем не менее это же измерение позволяет нам путешествовать назад и вперед во времени.

Так как физики не могут измерить пятое измерение, его существование не может быть доказано. Хотя идея пятого измерения позволила геометрически описать существующие в природе силы, как теория она умерла уже в 30-х годах нашего века. Интерес к ней проснулся лишь через 60 лет, на протяжение которых физики были увлечены квантовой теорией.

Теория суперструны

Одной из наиболее значительных фигур в мире теоретической физики сегодня является Эдвард Уиттен из Принстонского университета. Развитая им теория суперструны (она была создана в 1968 году Венециано и Соцоки) объединяет теорию гравитации Эйнштейна с квантовой физикой. Одним из ее интересных аспектов является утверждение, что струны могут самопоследовательно вибрировать в десяти и двадцати шести измерениях. Никакое другое число измерений в данную математическую модель не укладывается.

Важность теории суперструны состоит в том, что она одновременно объясняет природу пространства-времени и материи. С ее помощью Уиттен пытается даже определить момент сотворения мира.

Материя в форме частиц является попросту модами струны. Так как диаметр этой струны приблизительно в 1020 меньше диаметра протона, каждой моде ее вибрации соответствует отдельная частица.

Субатомные частицы, которые мы изучаем в физических лабораториях, в действительности частицами не являются. Наши электронные микроскопы недостаточно мощны для того, чтобы показать, что исследуемые нами частицы на самом деле являются тонкой вибрирующей струной. Модель вселенной, состоящей из бесконечного числа вибрирующих струи, можно сравнить с хорошо организованным оркестром, исполняющим симфонию.

Так как струна движется в пространстве-времени, она может разбиваться на меньшие струны или, объединяясь с другими струнами, образовывать струны большей длины. Факт, что эти квантовые движения конечны и измеримы, дает квантовую теорию гравитации, к которой не удается перейти ни в теории Эйнштейна, ни в теории Калуцы-Кляйна.

Эти струны не могут произвольно перемещаться в пространстве-времени подобно частицам; они подчиняются широкому набору условий самопоследовательности. Интересно, что поиск выражений для этих условий привел к уравнениям Эйнштейна. Возможность получить уравнения Эйнштейна из теории струны доказывает, что уравнения Эйнштейна не являются фундаментальными.

Теория струны соединила существующую в квантовой физике концепцию гравитационной силы как дискретных пакетов энергии с эйнштейновской теорией вибрирующего пространства-времени. Особенность теории струны состоит в том, что струны не могут двигаться в трех или четырех измерениях. Условия самопоследователыюсти требуют, чтобы струна двигалась либо в десяти, либо в двадцати шести измерениях.

В 1984 году Джон Шварц из Калифорнийского технологического университета и Майкл Грин из Колледжа Королевы Марии в Лондоне доказали, что теория струны отвечает всем условиям самопоследовательности.

Возникает вопрос: почему струна? Основная строительная единица жизни на нашей планете – ДНК. Молекула ДНК состоит из двойной спирали (струны) и содержит генетический код, определяющий жизнедеятельность организма. Струна попросту является одним из наиболее компактных способов организации больших объемов информации, дающих возможность легко ее копировать. Кроме ДНК, в нашем теле содержатся миллиарды протеиновых белковых струн в форме аминокислотных строительных «кирпичиков».

Гравитация совершенно не вписывалась в квантовую теорию поля, однако автоматически входит в теорию струны (P. Dawes and J. Brown, cds., Supersfrings: A Theory of Everything. Cambridge: Cambridge University Press, 1988, p. 95). Уиттен утверждает, что все по-настоящему великие идеи в физике, включая общую теорию относительности Эйнштейна, являются следствиями теории суперструны. To, что теория относительности появилась раньше теории суперструны, – всего лишь случайность.

Теория струны – относительно простое объяснение нашей вселенной. Струна может вибрировать двумя способами – по часовой стрелке и против часовой стрелки. Вибрируя по часовой стрелке, она занимает десятимерное пространство, против – двадцатишестимерное.

Таким образом, симметрия субатомного мира – это просто след симметрии гиперпространства. Двадцатишестимерное пространство струны, вибрирующей против часовой стрелки, вполне объясняет все симметрии, присутствующие как в квантовой теории, так и в теории Эйнштейна. В гиперпространстве законы физики упрощаются. Симметрии, которые мы наблюдаем в уникальных узорах снежинок, цветов, радуги, кристаллах и т. д., являются проявлениями физики гиперпространства.

Многие из вас спросят: почему десять измерений, а не семь, девять или одиннадцать, например. Все дело в том, что существуют так называемые модулярные функции, в которых число 10 встречается чрезвычайно часто.

Численные загадки, связанные с теорией струны, решил математик Шриниваса Рамануджан. Описывая вибрацию струны, Рамануджан постоянно получал числа 8 и 24 в самых неожиданных местах. Чтобы совместить уравнения струны с нашим миром, физики добавляют два измерения; таким образом, восемь превращается в десять, а двадцать четыре – в двадцать шесть пространственно-временных измерений.

Физический смысл этих чисел не вполне понятен, однако они необходимы в уравнениях струны для того, чтобы выполнялись условия самопоследовательности.

Принцип самопоследовательности является основополагающим. Когда он выражается в гиперпространстве, мы имеем упрощение законов природы. Сторонники теории суперструны утверждают, что именно самопоследовательность заставила Бога создать этот мир.

Концепция суперструны, которую наука сегодня не в состоянии подтвердить или опровергнуть экспериментально, является чрезвычайно интересным моментом для понимания нашего мира и теории путешествия во времени. Мы можем либо просто подождать, пока ученые освоят гиперпространство, либо встретиться с людьми из нашего отдаленного будущего, которые уже его освоили, – хрононавтами.

Доказательство существования гиперпространства

Сегодня многие физики считают, что экспериментальное доказательство существования гиперпространства будет получено в XXI веке. Энергию и технологию, необходимые для путешествия в гиперпространстве, человечество получит лишь через несколько веков.

Проведенные мной гипнотические регрессии показали, что хрононавты появляются из IV – VI тысячелетия. У меня нет никакой информации о путешественниках во времени, живущих до XXXI или после LI века. Это не значит, что жизнь на Земле прекращается с началом шестого тысячелетия, – просто у меня нет никаких сведений о существах из этого временного периода, которые путешествовали бы в наше время.

Наука, занимающаяся разработкой прогнозов на основе научных фактов и суждений, называется футурологией. Футурология не является точной наукой. Так как объем научных знаний удваивается каждые 10 – 20 лет, мы можем с определенной уверенностью сделать некоторые экстраполяции в отдаленное будущее.

С этой идеей русский астроном Николай Кардашев создал классификацию цивилизаций, состоящую из четырех типов (С. Sagan, Cosmos. New York: Random House, 1980). В настоящее время мы являемся цивилизацией нулевого типа. Цивилизация первого типа может управлять климатом, выращивать пригодные в пищу продукты в океанах, предотвращать землетрясения и в целом – управлять энергетическими ресурсами планеты.

Освоив энергию Солнца, мы станем цивилизацией второго типа. На этом этапе мы также начнем колонизировать локальные звездные системы. Солнечная энергия позволит нам путешествовать во времени. Цивилизация третьего типа подчиняет себе энергию миллиардов солнечных систем и в буквальном смысле управляет энергией всей галактики. Ее представители, по всей вероятности, смогут с легкостью манипулировать пространством-временем. Путешествие во времени будет для них повседневностью.

Согласно прогнозам, мы станем цивилизацией первого типа всего лишь через 150 лет. Чтобы стать цивилизацией второго типа, нам потребуется еще 1000 лет, то есть этого следует ожидать приблизительно в XXXII веке. Мои сведения о хрононавтах из XXXI – LI веков отлично согласуются с этими футурологическими прогнозами.

Для превращений цивилизаций второго типа в цивилизацию третьего типа потребуется несколько тысяч лет – т.е. это произойдет где-то в VI – VII тысячелетии. Теперь понятно, почему некоторые эксперименты путешественников во времени заканчиваются неудачей. Они являются представителями цивилизации второго типа, и их способности в управлении энергией и манипулировании пространством-временем и гиперпространсгвом еще ограничены.

Гиперпространство и силы природы

Томас Бэнчофф, заведующий кафедрой математики в университете Брауна, разработал компьютерные программы, которые позволяют проецировать многомерные объекты на плоские, двухмерные компьютерные экраны. Мы не можем представить себе многомерную реальность, так как наше зрение рассчитано лишь на восприятие трехмерных объектов.

Профессор теоретической физики Института Энрико Ферми при Чикагском университете Питер Фройнд стоял у истоков теории гиперпространства. Он утверждает, что законы природы становятся простыми и элегантными при выражении в гиперпространстве – их естественной среде.

Гиперпространство позволяет нам объединить все известные физические силы. Четыре природные силы, которые мы по отдельности изучаем в наших трехмерных лабораториях, в многомерном пространстве-времени становятся простыми и едиными.

Вот эти четыре силы:

Электромагнитное взаимодействие – электричество, свет и магнетизм.

Сильное ядерное взаимодействие – энергия, питающая звезды. Мы обязаны своим существованием энергии Солнца (звезды).

Слабое ядерное взаимодействие – радиоактивный распад.

Гравитационное взаимодействие – благодаря ему планеты удерживаются на орбитах. Если бы его не существовало, наша атмосфера и все мы улетели бы в космос. Согласно теории гиперпространства, все природные силы являются различными вибрациями в гиперпространстве. Эта теория позволяет объяснить материю и силы, образующие бесконечное разнообразие ее сложных форм.

Путешествие во времени через подпространственный переход

В атмосфере нашей планеты происходят электронные вакуумные флуктуации. По теории, они делают невозможным путешествие во времени, разрушая подпространственный переход в момент, когда кто-то пытается воспользоваться им в качестве машины времени.

По словам астрофизика из Калифорнийского технологического университета Кипа Торна, электромагнитные вакуумные флуктуации во Вселенной «достигают бесконечной интенсивности только на ничтожно малые промежутки времени, создавая возможность использовать подпространственный переход для перемещения во времени» (К. Thorne, Black Holes & Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy. New York: W. W. Norton & Co., 1994, pp. 518-519).

Каким же образом можно совершить путешествие во времени при помощи подпространственного перехода? Предположим, что некто из будущего (например, XXXI века) создает подпространственный переход в своей лаборатории. Один конец этого перехода будет находиться в XXXI веке, а другой – в 1999 году. Внутри этих концов – один и тот же поток времени, однако внешне их разделяет полторы тысячи лет!

Попробуем представить, как наш путешественник во времени входит в подпространственный переход в XXXI веке и появляется из него в 1999 году, но где именно находится этот выход и каким образом он возникает ниоткуда? Модель Торна содержит предположение, что подпространственный переход поддерживается в открытом состоянии при помощи некоего «экзотического вещества», которым мы не располагаем в 1999 году.

Он также утверждает, что «бесконечно развитая цивилизация может из единичного подпространственного перехода создать машину времени» (там же, с. 102). Итак, мы имеем теоретическое решение этой загадки. Для существования машины времени требуется лишь один подпространственный переход из будущего, в котором уже существует это экзотическое вещество. При этом электромагнитные атомные флуктуации не разрушают этот подпространственный переход, так как он рассеивает их энергию.

Существует ли Бог?

Нобелевский лауреат Юджин Вигнер настаивает на том, что квантовая теория доказывает существование универсального космического сознания. Так как любое наблюдение предполагает существование наблюдателя и сознания, в создании нашей Вселенной должен был присутствовать наблюдатель – высшее сознание, Бог.

Сотворение мира может объяснить теория гиперпространства. До Большого Взрыва наш космос был неустойчивым, десятимерным миром, в котором можно было легко переходить из измерения в измерение. В определенный момент этот мир расщепился на два мира – четырех – и шестимерный.

Далее эти два мира развивались в противоположных направлениях. Наш, четырехмерный мир расширился со скоростью взрыва, а его шестимерный двойник сжался в исчезающе малую частицу (пятое измерение для нашего четырехмерного пространства). Большой Взрыв расколол пространство и время. Был ли Бог причиной этой цепной реакции? Мое мнение – да, но вы должны ответить на это вопрос сами.