Фильм «Интерстеллар» вновь заставляет нас задуматься о путешествиях во времени

Путешествия во времени на протяжении многих поколений являются заветной мечтой многих жителей нашей планеты. Они нашли отображение в романах фантастов и современном кинематографе. Вот и вышедший сегодня на большие экраны фильм «Интерстеллар» обыгрывает эту тему весьма изящным образом.

Но вернёмся к основному вопросу: путешествиям во времени. Возможны ли они на самом деле или же это лишь выдумки писателей-фантазёров? Начнём с плохих новостей. Мы вряд ли сможем отправиться в прошлое, чтобы увидеть, как возводятся египетские пирамиды. За последний век многие учёные выдвигали различные теории, предполагающие, что путешествие во времени возможно лишь в будущее. А вот возвращение в прошлое – это куда более сложная задача. Однако невозможная ли?

Альберт Эйнштейн заложил фундамент теоретической науки, регулирующей сегодня большинство исследований в области путешествий во времени. Разумеется, учёные вроде Галилея и Пуанкаре тоже сделали важный вклад в это направление, но именно теории Эйнштейна резко изменили представление человечества о времени и пространстве. Благодаря труду этого учёного мы до сих пор верим в то, что путешествия во времени возможны.

Одним из наиболее реалистичных способов совершить прыжок во времени многие учёные считают кротовую нору, или, как её называют учёные, мост Эйнштейна — Розена. В фантастических фильмах довольно часто обыгрывается ситуация, когда некий туннель соединяет две точки во времени и пространстве, позволяющий героям совершать невероятные путешествия. Общая теория относительности допускает существование таких туннелей.

Ещё в 1935 году Эйнштейн вместе со своим коллегой Натаном Розеном предположили существование кротовых нор. Правда, с тех пор человечеству так и не удалось обнаружить ни одного подобного туннеля. Многие учёные выдвигали свои собственные теории относительно того, как эти червоточины в пространстве и времени могут функционировать. Стивен Хокинг и Кип Торн, вероятно, внесли наибольший вклад в данную область науки. Именно Кип Торн, физик-теоретик из Калифорнийского технологического института, помог режиссёру Кристоферу Нолану с научным обоснованием сценария его фильма «Интерстеллар».

Давайте ненадолго представим, что Эйнштейн был прав и кротовые норы действительно существуют. В конце 80-х Кип Торн заявил, что червоточина может быть использована человеком в качестве «машины времени». Согласно общей теории относительности Эйнштейна, червоточина может выступать в роли короткого моста, соединяющего две точки, находящиеся на огромном расстоянии друг от друга. А при помощи определённых типов кротовых нор можно совершить путешествие не только в пространстве, но ещё и во времени. Причём как в прошлое, так и в будущее.

Для этого, правда, необходимо каким-то образом разогнать один из входов туннеля до световой скорости, а затем вернуть в исходное состояние. Второй вход при этом остаётся неподвижным, благодаря чему время для него идёт гораздо быстрее, чем для входа, перемещающегося на скорости света. Возникает эффект замедления времени для одного входа, а второй продолжает существовать при нормальном течении времени. По сути, червоточина после подобных манипуляций будет соединять настоящее с прошлым.

Но этот метод имеет серьёзное ограничение, так как даже будь у нас технология для создания подобных кротовых нор, мы могли бы вернуться в прошлое ровно до того момента, когда они были бы созданы. Вернуться во времени за пределы этой точки у нас не получилось бы при всём желании. Увидеть, как египтяне строят свои пирамиды, у нас не выйдет.

Вторая проблема этого метода путешествий во времени, как вы уже могли заметить, это необходимость разгона одного из входов туннеля до скорости света. В своей работе 1988 года Кип Торн со своими коллегами предположил, что «продвинутые существа могли бы осуществить такой манёвр, резко переместив один из входов в червоточину гравитационным или электронным способом». Человечество, разумеется, пока этого делать не научилось. Зато мы научились перемещаться в будущее. Правда, совсем на чуть-чуть.

В последние десятилетия мы наблюдали за тем, что некоторые аспекты причудливых теорий Эйнштейна доказали свою состоятельность. Одним из самых захватывающих событий в мире современной науки стало доказательство существования замедления времени. Несмотря на то, что все эти годы мы основывались лишь на теориях великого учёного, эксперимент, продемонстрировавший нам реальность этого явления, был осуществлён лишь год назад. Именно благодаря этому феномену мы можем путешествовать в будущее.

Феномен замедления времени основывается на идее, что время идёт медленнее для движущихся часов, нежели для тех, которые остаются неподвижными. Гравитационные силы также оказывают влияние на ход времени. Чем больше гравитация, воздействующая на объект, и чем выше его скорость, тем больше будет разница во времени с другим объектом, на который ничто не влияет. Чёрные дыры вроде той, которая была изображена в фильме «Интерстеллар», обладают такой колоссальной массой, что объекты, находящиеся рядом с ними, очень сильно замедляются во времени.

Благодаря существованию космических исследовательских программ, выходит так, что мы уже много лет, сами того не подозревая, занимались замедлением времени. Именно поэтому часы на Международной космической станции отстают от земных часов. Благодаря тому, что станция движется очень быстро, а сила гравитации для неё ослаблена, время для неё начинает идти быстрее. Получается, что чем ближе мы к поверхности нашей планеты, тем медленнее для нас течёт время. Поэтому и показания различных часов на Земле не совпадают идеально – они расположены на разной высоте над уровнем моря.

Ещё один удачный пример замедления времени мы можем наблюдать на примере GPS-спутников. GPS-чип в вашем смартфоне воспринимает сигналы от 24 разных спутников, постоянно кружащих над поверхностью Земли. Расчёт вашего точного местоположения осуществляется на основе измерения моментов времени приёма синхронизированного сигнала от навигационных спутников.

При создании навигационных GPS-систем учёные выяснили, что атомные часы, установленные на спутниках, демонстрируют более быстрое течение времени, так как спутники перемещаются по орбите Земли со скоростью более 14 000 километров в час. Из-за этого спутники теряют по 8 микросекунд в сутки. Это, конечно, не так много, но даже такой погрешности достаточно для того, чтобы возникла серьёзная ошибка в расчётах местоположения объектов на Земле. Из-за этого учёным пришлось написать алгоритм, который вносит поправки в течение времени на спутниках, чтобы компенсировать этот релятивистский эффект.

Последствия всех этих открытий поистине огромны. Только представьте себе, что будет, если однажды у нас будет возможность сесть в космический корабль и на огромной скорости умчаться от своей планеты, а потом, некоторое время спустя, вернуться обратно. Вернуться уже в будущее. Звучит как научная фантастика, но у всего этого есть реальное научное подтверждение.

Главные вопросы остаются открытыми: сможем ли мы однажды увидеть эту научную фантастику в действии и возможны ли путешествия назад во времени? Ответов на эти вопросы у науки пока нет. Теории Альберта Эйнштейна исключают обратную перемотку времени. Но это ведь всего лишь теории. Возможно, в будущем один из великих умов нашей планеты сможет доказать, что Эйнштейн ошибался.

Что же касается машины времени на основе кротовых нор, мы пока не знаем, как они устроены на самом деле. Да и создавать свои собственные червоточины человечество пока не научилось. Остаётся лишь мечтать, фантазировать и продолжать искать пришельцев из будущего среди нас. Кстати, вы знали, что некоторые учёные действительно уже на протяжении многих лет ищут путешественников во времени среди населения Земли? Пока, к сожалению, ни одного найти не удалось.

От себя хочу посоветовать вам обязательно посмотреть фильм «Интерстеллар», так как затронутые в нём научные вопросы интересуют многих из нас. Этот фильм продемонстрирует вам кротовые норы и чёрные дыры максимально точно с точки зрения науки во многом благодаря сотрудничеству с Кипом Торном. Прежде всего – это очень красиво. Да и заглянуть туда, где пока не был ни один человек, разве это не замечательная возможность?