Когда изобретут машину времени: факты, теории, разработки

Что такое машина времени

Машина времени — это устройство, с помощью которого, в теории, можно было бы путешествовать во времени.

Однако ученые понимают под ней не физическую машину или механизм, как в кино, а искривленное пространство-время [1]: например, в виде «червоточины» или «пончика». Внутри нее можно перемещаться из одной точки пространства-времени в другую, за счет сфокусированных гравитационных полей. Но такие поля должны быть супермощными, а управлять ими нужно с максимальной точностью.

Есть также версии, что машина времени — это экзотическая материя с отрицательной плотностью. Если ее толкнуть, она будет двигаться в направлении, обратном нормальному. Однако ничего похожего пока открыть не удалось.

Можно ли путешествовать во времени?

В фантастических фильмах вроде «Звездного пути» или «Назад в будущее» герои просто садятся в машину или другой транспорт и оказываются в прошлом или будущем. На деле все гораздо сложнее, и единого мнения на этот счет пока нет.

Альберт Эйнштейн первым описал время как «четвертое измерение» [2]. Он считал, что оно движется только вперед, но, при этом, относительно: то есть может течь с разной скоростью в разных условиях. Если вы будете двигаться со скоростью света (то есть 299 792 км/сек), то для вас оно замедлится — в сравнении с теми, кто стоит на месте. Но, согласно расчетам физика, ваша масса при этом должна быть бесконечной, а длина — нулевой.

Эйнштейн также утверждал, что гравитация может менять время: сверхмассивные объекты, вроде черных дыр, как бы искривляют время вокруг себя. Это тоже удалось доказать — с помощью GPS-спутников и сверхточных часов. Путешествия через черные дыры — пожалуй, самый популярный способ, описанный в фильме «Интерстеллар». Вблизи дыры или ее модели, за горизонтом событий, время движется в два раза медленнее, а то и вовсе останавливается.

Стивен Хокинг, написавший книгу «Краткая история времени», поддерживал теории Эйнштейна относительно черных дыр, а также — «червоточин» или «кротовых нор», которыми пронизана вся Вселенная. Однако он не верил, что можно путешествовать в прошлое.

В доказательство он провел эксперимент: организовал в 2009 году вечеринку и разослал приглашения уже после того, как она закончилась. Но никто из приглашенных в будущем так и не пришел на нее. Однако Хокинг не исключал, что машину времени построят уже после его смерти [3].

Основываясь на теориях Эйнштейна, NASA предположило, что можно путешествовать через «червоточины» или «кротовые норы» пространства-времени [5]. Это что-то вроде туннелей, пройдя через которые, мы окажемся в другом измерении. Но такие «червоточины» почти моментально схлопываются, и пройти через них смогут только сверхмалые частицы.

Еще одна гипотеза — «бесконечный цилиндр Типлера». Астроном Фрэнк Типлер предложил механизм, внутри которого вещество величиной в десять масс Солнца, свернутое в бесконечно длинный и очень плотный цилиндр. Если он будет вращаться со скоростью миллиарда оборотов в минут, космический корабль, пройдя по спирали, попадет внутрь цилиндра и окажется в «замкнутой времениподобной кривой» — мировой линии, где все возвращается в исходную пространственно-временную точку.

Теория струн в рамках квантовой механики предполагает наличие 11 измерений [6]. В одном из них как раз и может существовать портал для путешествий во времени.

Космические струны — тончайшие сгустки энергии, проходящие через всю длину Вселенной и обладающие огромной массой. Их диаметр тоньше атомного ядра, при этом они очень плотные: 1 тыс. км такой струны весят как Земля. Следовательно, они, как и черные дыры, тоже могут искривлять пространство и время вокруг себя. Есть теория, что такие струны бесконечны и образуют замкнутые петли — «складки» пространства-времени. Внутри них также можно путешествовать во времени.

В чем главные проблемы создания машины времени?

• В обозримом будущем ни один из объектов, созданных человеком, не может приблизиться к скорости света.
• Человек не сможет находиться вблизи объектов с гигантской гравитацией, как у черных дыр: он сразу погибнет.
• Гипотетические условия для путешествий во времени — такие, как бесконечная или сверхмалая масса, нулевая длина и другие — тоже недостижимы.
• Деформация пространства-времени может вызвать мощный поток радиации, который уничтожит все живое.

Есть отдельные теории — например, у физика Ричарда Мюллера [7] — о том, что вернуться назад невозможно, так как Вселенная постоянно расширяется, как в пространстве, так и во времени. Другими словами, в прошлом времени было как бы меньше, а в будущем его, наоборот, больше. И мы не можем, в нашем нынешнем состоянии, оказаться в нужной точке прошлого или будущего — в обеих случаях это будут совсем другие миры, с которыми у нас нет никакой связи. Чтобы такое путешествие стало возможным, нам сначала нужно уменьшить или увеличить объем пространства-времени.

И тем не менее люди веками пытаются создать машины времени или хотя бы воссоздать условия, при которых такие путешествия возможны.

Что будет, если изменить прошлое?

Этот вопрос чаще всего возникает в книгах и фильмах — вроде «Терминатора», «Эффекта бабочки» или «Назад в будущее». Ученые называют его «парадоксом убитого дедушки» [8]: когда путешественник во времени возвращается в прошлое, убивает своего дедушку в юности и в результате исчезает — потому что никогда не рождался.

Противники теории утверждают, что это невозможно: отправиться в прошлое можно только по замкнутой кривой, внутри которой все события закольцованы друг с другом. В качестве наглядного подтверждения приводят бильярдный шар, который движется через червоточину по заданной траектории и никак не может помешать сам себе.

Британский математик и философ Джеральд Джеймс Уитроу считал, что, если бы путешествия в прошлое были возможны, мы бы помнили о них еще до отправления.

Кто уже пытался изобрести машину времени

Еще в конце XIX века писатели-фантасты — среди них Энрике Гаспар и Римбау, а также Герберт Уэллс — описывали первые прототипы машин времени. Однако научные обоснования появились в начале XX-го, с появлением теорий Эйнштейна.

В 1948-м австрийский математик и философ Курт Гедель нашел решение для уравнений Эйнштейна, касающихся гравитации и вращающейся Вселенной. В ней свет тоже вращается вместе с другими объектами, из-за чего последние движутся по замкнутым траекториям и в пространстве, и во времени.

Гедель также писал, что в каждой точке пространства есть световой конус прошлого и конус будущего. Внутри каждого из них находится мировая линия — непрерывная кривая в пространстве-времени, которая состоит из событий. На каждой мировой линии время течет по-своему.

Если наклонить конусы под определенным углом, внутри получится окружность — это и есть машина времени. Нужно только создать такое гравитационное поле, или искривление, при котором конусы наклонятся под нужным углом. Гедель предполагал, что такая Вселенная уже где-то существует, но пока мы ничего о ней не знаем.

В 1943-м был проведен эксперимент на базе ВМС США в Филадельфии. В рамках него вокруг эсминца «Элдридж» создали специальный электромагнитный экран, который отражал сигналы радаров. Некоторые свидетели утверждали, что после этого корабль якобы исчез, а потом появился на расстоянии в сотни километров в штате Виргиния. Но спустя годы моряки, участвовавшие в эксперименте, опровергли это.

В 1988-м американский физик и астроном Кип Торн рассчитал, при каких условиях машина времени Геделя будет работать и насколько это возможно. Для этого нужно запустить машину времени, разогнать один конец «кротовой норы» до околосветовой скорости, притормозить, потом разогнать в обратном направлении, снова притормозить, нырнуть в нору, выскочить на другом конце и уже снаружи, как можно быстрее, домчаться до обратного конца. Так появится временная петля между прошлым и будущим.

Впоследствии модель усложнили, рассматривая ее в четырех и пяти измерениях, где добавляются новые слои и условия. В итоге окончательной «рабочей» версии пока что не существует, но многие в своих расчетах по-прежнему опираются на гипотезу Геделя.

В 2017-м ученые из США и Канады создали свою математическую модель машины времени — TARDIS (англ. Traversable Acausal Retrograde Domain in Spacetime). Она выглядит как «пузырь» или «ящик», который движется по кругу, проходя насквозь через пространство-время вдоль «кротовых нор».

Чтобы они возникли, необходимо искривление пространства-времени определенным образом. При этом появление черных дыр, о которых говорил Хокинг, необязательно. TARDIS будет перемещаться по замкнутой кривой, чтобы люди внутри испытывали постоянное ускорение. Те, кто будет наблюдать за этим снаружи, увидит две версии события: в одной время движется нормально, а в другой — в обратном направлении.

В начале этого года астрофизик Рон Маллет рассказал, что можно повернуть время вспять. Он также опирался на теории и уравнения Эйнштейна и предложил использовать кольцевой лазер с беспрерывно циркулирующими лучами, который сможет набрать нужную скорость и создать портал в прошлое. Это те самые «червоточины», о которой мы писали выше. Профессор уже разработал прототип такого устройства и проводит испытания. Однако у его будущей машины времени есть серьезное ограничение: с ее помощью можно вернуться не дальше, чем в тот момент, когда она была включена.

Выводы о машинах времени

Мнения и эксперименты в современной науке можно свести к трем направлениям:

1. Путешествия во времени невозможны, так как порождают непреодолимые парадоксы или просто технически.
2. Путешествия возможны, но не так, как мы их себе представляем: нельзя отправиться в определенную точку в прошлом или в будущем.
3. Путешествия возможны, надо только найти подходящую Вселенную и искривленное пространство-время в ней.

Как починить машину времени в средневековье?

Предлагаю отнестись к этому как к отличному мысленному эксперименту.

Раз уж ты оказался в средневековье со сломанной машиной времени — значит ты из будущего, когда её построили. Вопрос невозможности такого агрегата опускаем.

Давай рассуждать логически:
раз эта штука из будущего, то для её ремонта портебуются технологии современности, плюс еще чуть-чуть (или дофига).

Значит, сначала нам нужно в средневековье подобраться к текущему уровню технологий как минимум.

Что нам для этого понадобится:

1. Ресурсы. В одиночку и голодным такое не осилить.
Значит, развиваем что-то такое, что позволит не помереть в первые дни, и впечатлить ближайшего царька достаточно, чтобы получить в распоряжение ресурсы для дальнейших действий.

На эту роль отлично подходит порох либо вольтов столб.

Значит, идём в ближайшее селение.
На подходе избавляемся от излишне вычурных элементов одежды и снаряжения (сожгут ведь), мажемся в грязи, притворяемся пострадавшим путником и если свезёт получаем еду, кров, и возможность выучить местный язык.

Заодно смотрим, чем можем помочь. Вероятно, это будет базовая медицина.
Косим под знахаря, лечим всё что можем, в любом случае современный подход даже без препаратов и инструментов — эффективнее чем их мракобесие. А если ещё и травки знать посчастливилось..

2. Став полезным членом общества и подучив язык, ищем где раздобыть разные металлы, соль, изучаем окрестности и быт на предмет наличия серы либо селитры.

Вопрос везения поднимать больше не будем. Повезти нам должно много раз, это понятно.

3. Далее, вымениваем, берем в оплату лекарства или крадём достаточно железа соли и меди чтобы смастерить вольтов столб . Ну либо дружим с кузнецом и крафтим пару пищалей.

Разживаемся топовым по местным меркам снаряжением в дорогу, премлемым для средневекового глаза и носа.
чешем в столицу, к власть придержащим.

4. Втираемся в доверие, хвастаем пищалью/светящимся угольком, сулим неземные блага.
Всё обильно приправляем восхвалением местных божеств и их неизменной благодати.

5. Получив карт-бланш — снаряжаем экспедиции за нужными минералами,
Учимся делать дездымный порох, лить сталь, наращиваем военную мощь своего сюзерена.
Обязательно собираем самых толковых в личную преданную гвардию.

6. Организовываем тайную экспедицию за машиной времени, если она большая. Если маленькая — просто строим секретную лабораторию дял работ с нею.

7. Под шумок делаем первые станки для производства станков,
Налаживаем добычу рекдкоземельных элементов, молибдена, вольфрама, обучаем местных алхимиков основам неорганики.
Строим первые гидроэлектростанции.

Таким образом перешагиваем порог индустриализации.
Попутно развиваем медицину, мало ли чего. Хотя бы пенициллин и антисептики не повредят.

8. Дальше — учимся рафинировать крмений, строить вакуумные насосы, проводить легирование кремниевых пластин, фотолитографию.

Разумеется, всё время ищем толковых пацанов, обучаем чему сможем, создаём что-то типа кафедры.
Толковые помощники незаменимы.

9. Делаем первые микросхемы на микронных техпроцессах, экраны.
Сооружаем ЭВМ.
Пишем программные интерфейсы, чтобы подключить к машине времени и вытащить необходимую информацию для воспроизведения недостающих технологий. (да-да. так рисуется сова).
Если повезет — жизни, продлённой генетическими терапиями, проведенными путешественнику в детсве должно хватить)

И ради всего святого, не говорите, что вопрос был про то, из какого дерева или камня лучше сделать отвертку, чтобы снять защитную панель и поменять сгоревший предохранитель на хронодрайве 🙂

Построить машину времени? Легко!

Профессор физики Коннектикутского университета Рон Маллетт утверждает, что придумал, как построить машину времени. Для этого просто нужно правильно использовать лазеры. Подобное заявление говорит о том, что произошло величайшее научное открытие за всю историю человечества. Ну или что кому-то нельзя пропускать прием таблеточек.

В интервью, которое дал Маллетт CNN, он в красках описал свою революционную теорию. Ученый заявил, что путешествиями во времени он увлекается с тех пор, как потерял отца. Это случилось, когда маленькому Рону было всего десять лет. С тех пор Маллетт просто одержим идеей создать машину времени. Чтобы вернуться назад и пообщаться с отцом. Потребовались десятилетия, чтобы приблизиться к решению этой задачи. И теперь ученый утверждает, что, возможно, он нашел это решение.

Концепция Маллетта основана на постулатах специальной теории относительности Эйнштейна. В ней утверждается, что скорость относительного хода времени меняется в зависимости от скорости, с которой движется объект. Согласно нашему нынешнему пониманию, объект, скорость которого приближается к скорости света, испытывает замедление течения собственного времени. Относительно, конечно, времени стороннего наблюдателя. Подобный эффект делает путешествие в будущее довольно простым делом. Просто нужно очень быстро разогнаться.

Я знаю как сделать машину времени!

Ну с путешествиями в будущее вроде разобрались. Но как же вернуться в прошлое? Маллетт считает, что теории Эйнштейна нужно развивать дальше. И, как любой уважающий себя ученый, Маллетт бросает вызов природе. Он выходит в красном плаще на поляну, освещенную Луной. А в руке у него лазерный меч. Но природа, как всегда, на битву не явилась.

Так, о чем это мы. Что-то про машину времени.

Ах, да! Так вот. Маллетт утверждает, что используя циркулирующий луч света, называемый кольцевым лазером, можно каким-то образом манипулировать гравитационным полем. И это позволит открыть портал в прошлое. Все просто и доступно практически каждому. Поэтому, друзья, мои, когда играете с котиком с помощью лазерной указки, будьте осторожны. Не делайте круговых движений. Иначе Ваш питомец может оказаться в 1242 году на льду Чудского озера. Прямо посреди ледового побоища. А с Вискасом там туговато было.

Ученый сделал и еще одно крайне важное предупреждение: Вы сможете отправлять и получать информацию только тогда, когда машину времени включили первый раз. Это действительно важно. Поскольку без этого предупреждения вся эта идея звучала бы довольно безумно. Но теперь, конечно, все понятно и логично.

Профессор Маллетт считает, что его открытия, вероятно, не будут реализованы при его жизни. Машину времени построят еще нескоро. И это очень печально. Потому что работы такого уровня без их вдохновителя вести будет крайне трудно.

А ведь так хочется узнать, о чем все-таки говорили отец Варлаам с Гришкой-самозванцем на литовской границе.

Друзья! Если вам понравилась эта статья, ставьте лайк и подписывайтесь на наш канал! Спасибо!