Концепция времени в современной физической науке. Научный взгляд на путешествия во времени

                                                                                       
 

                                    Мы счастливы, что живем в эпоху, когда все ещё совершаем

                                   открытия. Каждое из них сродни открытию Америки, ведь по-  

                                   добное случается лишь однажды. Век, в котором мы живем, -

                                   это век, в котором мы открываем фундаментальные законы  

                                   природы. 

 

                                               Ричард Фейнман (1918-1988), американский физик-теоретик, 

                                            лауреат Нобелевской премии.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                        Вступление         

 

           Время, без сомнения, есть одна  из величайших загадок Вселенной,  исследуемых современным естествознанием.  «Река времени» уносит нас  всех без исключения, неза-

висимо от нашего желания и даже против воли. Еще в 400 г.н.э. Блаженный Августин

много писал  о парадоксальной природе времени, удивляясь: как могут быть эти  два вре-мени, прошлое и будущее, когда прошлого уже нет, а будущего еще нет? Если продол-

жить логически  его мысль, то получается, что времени нет вовсе: прошлое ушло, буду-

щее не пришло, а настоящее существует лишь мгновенье!

           Подобно Блаженному Августину,  каждый из нас в какой-то  момент задумывался

о странной и  загадочной природе времени и  о том, как оно связано с пространством. Ес-

ли в пространстве мы можем без труда передвигаться  в любом направлении, не может

ли во времени  быть все иначе? Исследованию этой темы и посвящена данная работа. 

                                                        

                                                                   Рис. 0. Путешествие в пространстве (=времени?) 

                                                                             -3-

            Глава 1. Понятие о времени: мифологическое, бытовое и научное.                          

            О том, что Время - могучая,  почти непостижимая и неуправляемая  сила, человек знает с древнейших  времен. Во всех религиях были  боги, воплощавшие Время, - именно  их считалось практически невозможным  умилостивить. Но при этом сам человек обладает неким "чувством времени": ощущает быстротечность жизни; страдает оттого, что время "застыло"; иногда попадает "в ногу со временем", а порой обгоняет его или отстает. 

                          

                                                                    Рис. 1. Богиня времени в античных представлениях        

        Самый распространенный символ  времени - река. И это так понятно!  В самом деле, время течет, то  ускоряя ход, то замедляясь - и  тогда образуются болотца, запруды... Про-тив времени в прошлое не пойдешь - как не поплывешь по реке против течения, все равно снесет обратно. Словом, образ реки на самом деле великолепно воплощает Время: не зря именно Лета, река Времени, разделяет миры живых и мертвых, прошлое и настоящее. Поистине водораздел, преграда, которую одолевали лишь мифические герои!    

             

                                                                                                             Рис. 2. Образ реки Леты

                                                                                  -4-

           

         Но вот беда: как только точный  образ внедряется в сознание, он может превратить-

ся в штамп. Время - река? Отлично. Но поток вспять не повернешь! Значит, и стараться  не будем. Так мы сами себе перекрываем воздух: ведь если преграда в принципе неодолима - не стоит и пытаться ее преодолеть. Но попробуем освободиться от власти штампа и пос-мотрим на эту проблему с другой стороны!  

       

         Обратим внимание на один интересный факт. Кто-то из наших знакомых "идет в но-гу со временем" в самом прямом и не слишком приятном смысле - послушно стареет с го-дами, выглядит всегда на свой возраст.  А кто-то с годами лишь молодеет… Один вечно ничего не успевает, всюду опаздывает, постоянно чувствует себя уставшим; другой умуд-ряется за день побывать в десяти местах, работает за троих, ведет бурную личную жизнь - и при этом полон сил! Неужели для них время течет по-разному? Да, именно так! И дело здесь не просто в бытовой собранности, иначе не стоило бы вообще начинать наш увлека-тельный разговор.  

         Прежде чем приступать к анализу времени с позиций современной науки, следует

иметь ввиду, что  ученые выделяют разные виды времени, которые мы отразим в схеме: 
 

                                                                      

                                                                            -5-  

         Итак, приведенная нами несложная  схема многое объясняет. В частности,  когда мы

говорим, что  «этот человек успевает за временем, а этот – нет», подразумеваем  его лич-ное, субъективное время, которое следует противопоставлять объективному времени, в

оценках общим  для всех людей. Течение субъективного  времени зависит от того, насколь-

ко нам интересно  то, что происходит вокруг нас; насколько  насыщена событиями и дела-ми наша жизнь. Для одних студентов лекции идут чрезвычайно медленно по той  простой

причине, что  они неинтересны; для других студентов  лекции могут проходить незаметно,

поскольку они были чрезвычайно интересны и насыщены полезным материалом – факт, хорошо знакомый любому учившемуся в вузе.

        Однако объективное время подчинено совершенно другим закономерностям: его те-

чение определяется отнюдь не личными впечатлениями каждого из нас. Биологическое

время определяется особенностями организма, генетическими  предрасположенностями, условиями  обитания организма и т.д. Кто-то является «совой», а кто-то – «жаворонком»,

зависит от работы так называемых биологических часов, имеющих свойство продолжать

работу даже при изменившихся внешних условиях (например, при смене часового пояса

организм не сразу перестраивается под новые  режимы работы и сна, что на первых порах

вызывает дискомфорт). Аналогично мы можем рассуждать о  времени в общественных науках – истории, социологии и т.п., однако следует предварительно договориться: осно-

ву  наших дальнейших работ составит исследование физического времени как наибо-

лее объективного и перспективного для рассмотрения таких прикладных задач, как путе-

шествия во времени – давней мечты романтиков, научных фантастов и ученых – энтузи-

астов. Простейшая модель исследуемого нами объекта, по версии Германа Минковского,

преподавателя Цюрихского Политехникума (учителя  Эйнштейна, оставшегося недоволь-ным несистематическими занятиями своего ученика!),  имеет следующий вид: 
 

                                

           

                                Рис. 3. Мировые линии в пространстве Минковского 

                                                                             -6- 

                       Глава 2. Взгляды современных учёных на возможность

                                     путешествий во времени.   

        Помимо рассмотренной нами ранее  реки Леты – знаменитого древнего  образа,

иллюстрирующего время, существует ещё одно его архаическое  понимание. Неред-

ко время представляется людям в образе лестницы, по которой  движется все окру-

жающее нас. Принципиальное отличие этого образа от предыдущего  состоит в том,

что по лестнице возможно движение в обе стороны – и вверх, к будущему, и вниз к прошлому. Так возможны ли путешествия во времени? Этот вопрос уже давно пе-

рестал относиться исключительно к области научной  фантастики. Серьезные физи-

ки, занимающиеся фундаментальными исследованиями и раньше стремившиеся не

касаться этой тонкой темы, в последние годы перестали  хранить молчание.  Чтобы

избежать длительного  повествовательного рассказа на эту  тему, приведем в качест-

ве примера  выдержки из последних новостных  выпусков СМИ и Интернета, в хро-

нологическом  порядке соответственно:     

 
 

 

     

      Путешествия во времени возможны, доказал израильский ученый.

                                                                                      

                                                                                           10.08.2007 10:53 ПЛН, Псков.

 

                                                                          

 
 

              Мировая наука имеет все необходимые  теоретические знания для того, чтобы с полным правом утверждать - путешествие во времени возможно. Как сообщает ИТАР-ТАСС, известный израильский ученый профессор Израильского технологического инс-титута Амос Ори вызвал на днях сенсацию, когда опубликовал в последнем номере влиятельного научного журнала «Физическое обозрение» статью с математическими обоснованиями путешествия во времени.

 
 

                                                                              -7-

            

           В основе работы лежит сделанный в 1949 году вывод одного из коллег знаменитого Альберта Эйнштейна - Курта Геделя о том, что теория относительности дает основания предполагать существование различных моделей времени и пространства. Сам Эйнштейн отмечал, что при мощных силах гравитации происходит замедление течения времени и искривление пространства.

 

             По мнению Амоса Ори, в случае  придания искривленной пространственно-вре-менной  структуре формы кольца или  воронки, появляется возможность  путешествовать в прошлое. При  этом с каждым новым витком  в этой концентрической структуре человек будет все дальше углубляться в толщу времени. Однако для создания этой машины вре-мени необходимы гигантские гравитационные силы. Они существуют возле таких объек-тов, как черные дыры, утверждает профессор Ори.

 

            Тем не менее, он признает, что, несмотря на создание математической модели, доказывающей возможность путешествия во времени, технически сейчас это не достижимо. «Но процесс развития технологии столь стремителен, что никто не может сказать, какими возможностями человечество будет обладать через несколько десятков лет», - подчеркивает ученый.

 

                                                                                    Источник: Псковская Лента Новостей.

 

 

                                                 Машина времени будет создана.

                                                                                          ИТАР-ТАСС,  10.08.07.

 
 

                                                          

 
 

          Профессор Израильского технологического института Амос Ори превзошел самого Эйнштейна. Благодаря открытию израильтянина предположения о путешествиях во вре-мени наконец приобрели научную обоснованность. На днях мировая наука получила необ-ходимые теоретические знания для того, чтобы с полным правом утверждать: создать ма-шину времени теоретически возможно.

 

          Долгожданное открытие было опубликовано  в последнем номере научного  журнала «Физическое обозрение». Профессор Израильского технологического  института Амос Ори с помощью  математических моделей обосновал возможность путешествия во време-ни. В основе сенсационных разработок лежит сделанный в 1949 году вывод Курта Геделя о том, что теория относительности предполагает существование различных моделей вре- мени и пространства.

 

                                                                             -8-

          По мнению Амоса Ори, в случае  придания искривленной пространственно-времен-ной  структуре формы кольца или  воронки появляется возможность  путешествовать в прошлое. При этом с каждым новым витком в этой концентрической структуре человек будет все дальше углубляться в толщу времени. Однако для создания подходящей для таких путешествий машины времени необходимы гигантские гравитационные силы. Предполагается, что они существуют возле таких объектов, как черные дыры, передает ИТАР-ТАСС.

 

          Для создания подходящей для  таких путешествий машины времени  необходимы гигантские гравитационные  силы. Принято считать, что затухающие  звезды, масса кото-рых превышает  объемы Солнца как минимум в четыре раза, взрываются из-за давления, вызванного их собственным весом. В результате взрыва образуются чёрные дыры, грави-тационные поля в которых настолько мощны, что эту область не может покинуть даже свет. Всякий объект, достигающий границы черной дыры — так называемого горизонта событий, всасывается в ее недра, причем снаружи не видно, что происходит «внутри».

 

         Предполагается, что в глубине  черной дыры законы физики  прекращают действо-вать, и пространственная  и временная координаты, грубо говоря, меняются местами, а путешествие в пространстве становится путешествием во времени.  Впрочем, несмотря на научный рывок, мечтать о временных перемещениях пока рано. Ори признает, что созда-ние математической модели, доказывающей возможность путешествия во времени, пока не может быть реализовано технически. В то же время ученый подчеркивает, что процесс развития технологии столь стремителен, что никто не может сказать, какими возможнос-тями человечество будет обладать через несколько десятков лет.

 

         Отметим, что путешествия во  времени остаются одними из  самых впечатляющих вслед за  разработками в области телепортации, торсионных полей и антигравитации. Впрочем, путешествию во времени  не повезло больше всего —  до сих пор не только нет очевидцев перемещения во времени, но и универсального определения времени. В целом возможность путешествий во времени была предсказана общей теорией относительности Альберта Эйнштейна. По утверждению ученого, тела с большой массой искривляют пространство-время, а время движущихся с субсветовой скоростью объектов замедляется.

 

        Для нас полет некоторых частиц  в космическом пространстве будет  длиться тысячи лет, однако  для самих частиц он будет  занимать всего несколько минут.  Искажение прост-ранства-времени вызывает гравитацию: тела вблизи массивных тел движутся вокруг них по искривленным траекториям. Искривленные линии пространства-времени могут замы-каться, и, двигаясь по ним, объект неминуемо встретится с самим собой из прошлого, пишет Nature.

                                                                                                                         Источник: Взгляд.

 

                  

                 Сенсацию в мировой науке вызвала теория российских

                                       ученых о путешествии во времени.

                                                                                                      08/02/2008, 17:41.   

    

       Подлинную сенсацию вызвали в научном мире и обществе российские ученые Ирина Арефьева и Игорь Волович, которые сформулировали теорию о возможности путешест-вия во времени. Отчеты об их работе публикует сегодня влиятельный британский ежене-дельник "Нью Сайентист".

                                                                 

                                                                              -9-

        Сотрудники Московского математического института имени Стеклова - Арефьева и Волович считают, что построенный в Европейском центре ядерных исследований /ЦЕРН/ под Женевой новейший ускоритель способен создать пространственно-временной тун-нель, в котором можно будет передвигаться во времени в двух направлениях - в будущее

и прошлое.

 

        В нынешнем году в ЦЕРН начнет  работу давно ожидаемый гигантский  ударный уско-ритель, известный как Большой адронный коллайдер. В нем на предельных скоростных происходит встречное столкновение элементарных частиц.

 

        Пока еще не ясно, что именно  может произойти в результате  их возможного распада или  синтеза. Российские ученые не исключают, что одним из следствий станет создание "временных туннелей".

 

                                                           

 

        Теория относительности Эйнштейна,  которая лежит в основе понимания  сегодняш-ней физикой материального  мира, не исключает возможности путешествия во времени. В результате "Нью Сайентист" провозгласил нынешний год "Нулевым Годом" в истории че-ловечества, после которого начнется новый отсчет времени в истории земной цивилиза-ции.

 

                                               ЛОНДОН, 8 февраля. /Корр. ИТАР-ТАСС Виталий Макарчев/.

                                                                                                           09 февраля 2008, 10:09.

                                                                                                                  

     

         New Scientist, вдохновленный заявлениями российских ученых о

    путешествии во времени, провозгласил нынешний год "Нулевым".

 
 

                                                       

 
 

    Влиятельный  британский научный еженедельник New Scientist провозгласил нынешний год  "Нулевым Годом" в истории  человечества. После этого должен  начаться новый отсчет времени  в истории земной цивилизации  - ведь возможно, что вот-вот будет  объявлено о возможности путешествия во времени.

 

                                                                          -10-

   Дело в том, что журнал оказался вдохновлен заявлениями и теорией российских ученых Ирины Арефьевой и Игоря Воловича. Они действительно вызвали сенсацию в научном мире, заявив о возможности создания "машины времени". New Scientist публикует отчеты об их работе на эту тему.

 

    Напомним, сотрудники Московского математического  института имени Стеклова счи-тают, что построенный в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) под Жене-вой новейший ускоритель способен создать пространственно-временной туннель, в кото-ром можно будет передвигаться во времени в двух направлениях - в будущее и прошлое.

 

    В нынешнем году в ЦЕРН начнет работу давно ожидаемый гигантский ударный уско-ритель, известный как Большой адронный коллайдер. В нем на предельных скоростных происходит встречное столкновение элементарных частиц. Пока еще не ясно, что именно может произойти в результате их возможного распада или синтеза. Российские ученые не исключают, что одним из следствий станет создание "временных туннелей".

 

    Теория  относительности Эйнштейна, которая  лежит в основе понимания сегодняшний  физикой материального мира, не  исключает возможности путешествия во времени, напо-минает ИТАР-ТАСС.

 

                                               Как возможно путешествие во времени.

 

    Идея о путешествиях во времени родилась, когда коллега Альберта Эйнштейна Курт Гедель с помощью теории относительности доказал принципиальную возможность пере-мещения в прошлое.

 

   После появления его гипотезы в 1949 году именитые физики нередко пытались опро-вергнуть подобную идею, поскольку путешествия во времени подрывают принцип при-чинности и угрожают появлением парадоксов: путешественник во времени может вер-нуться в прошлое и убить собственного дедушку, но тогда получится, что он сам не смог бы появиться на свет.

 

   Между прочим, прошло 60 лет, а фундаментальных возражений, почему путешествен-ники во времени не смогут оставить историков не у дел, нет как нет.

 

   По словам российских ученых, когда энергия БАК сконцентрируется на субатомной частице (в триллион раз меньше комара), с тканью Вселенной, которую ученые называют "пространство-время", могут произойти странные вещи - эта ткань способна измениться.

 

     Гравитация Земли слабо искривляет пространство-время, а БАК способен исказить время настолько, что оно замкнется в кольцо. Подобное явление физики называют "замкнутой временеподобной кривой" - оно позволяет, по крайней мере теоретически, вернуться в прошлое. Данная схема перекликается с теорией, предложенной еще в 1988 году. Тогда профессор Кип Торн с коллегами из Калифорнийского технологического института в Пасадене продемонстрировал, что пространственно-временные тоннели - червоточины - могут открыть путь к путешествиям во времени. Эта теория стала популярной благодаря роману Карла Сагана "Контакт", по которому позже был снят одноименный фильм.

 

    Профессор Арефьева и доктор Волович придерживаются мнения, что БАК способен

 

                                                                           -11-

создавать червоточины  и таким образом обеспечивать путешествия во времени. "Мы по-

няли, что замкнутые  временеподобные кривые и червоточины  могут появиться в резуль-тате столкновения частиц", - объясняет профессор Арефьева. Тем не менее, до появления подражателей Доктора Кто придется преодолеть еще немало препятствий. Одно из них - тот факт, что через мини-червоточины удастся пройти лишь субатомным частицам.

 

    Как заявили исследователи корреспонденту Daily Telegraph, мысль о том, что путе-шествие субатомных частиц во времени в БАК может открыть двери для людей-путе-шественников, - "глубокий и интересный вопрос". "И эти проблемы, и многие другие требуют дальнейшего изучения", - подчеркнули ученые.

 
 

       Вероятно, самое большое, на что следует надеяться, – БАК продемонстрирует призна-ки существования червоточин, говорит доктор Волович. Если часть энергии столкновения в БАК исчезнет, это может объясняться созданием частиц, которые пронзают время через червоточину. Одна из загвоздок в концепции червоточин - попытка найти экзотическую силу, способную поддерживать их открытыми для путешествий во времени. Темная энергия - таинственная антигравитационная сила, которая, как полагают, действует во Вселенной, - может, по мнению ученых, оказаться именно тем, что позволит поддерживать червоточину открытой. По крайней мере, так считают сторонники одной из трактовок этой фантомной энергии, как ее называют.

 

     Если  столкновение частиц вкупе с  фантомной энергией позволит  в этом году создать червоточину  в Женеве, цивилизации будущего, возможно, узнают об этом из  учебников истории, вычислят этот  момент и с помощью продвинутых технологий нанесут нам визит.

 

                                                                                                                Источник NEWSru.com.

 

                     

                      Ученые: путешествия во времени стали реальностью.