Уравнение Бога. В поисках теории всего - Митио Каку

Сегодня, хотя физики по-прежнему не уверены в возможности путешествий во времени, они воспринимают этот вопрос очень серьезно. Был найден целый ряд новых решений уравнений Эйнштейна, допускающих путешествия во времени.

Для Ньютона время было подобно стреле. Единожды отправившись в путь, оно безостановочно летит вперед с одинаковой во всей вселенной скоростью. Одна секунда на Земле равна одной секунде в любой другой точке пространства. Часы, находящиеся в любых уголках вселенной, можно синхронизировать. Для Эйнштейна, однако, время больше похоже на реку. На своем извилистом пути меж звезд и галактик оно может ускоряться или замедляться. Время в разных точках вселенной может идти с разной скоростью. Новая картина, однако, утверждает, что в реке времени могут иметься водовороты, способные забросить вас в прошлое (физики называют их замкнутыми времениподобными кривыми). Не исключено также, что река времени может разветвляться на два потока, так что линия времени тоже расщепляется, образуя две параллельные вселенные.

Хокинг был настолько захвачен путешествиями во времени, что бросил вызов другим физикам. Он считал, что должен существовать какой-то скрытый закон физики, пока не обнаруженный, который он называл гипотезой о защищенности хронологии, и что этот закон раз и навсегда запретит путешествия во времени. Но доказать эту гипотезу ему, несмотря на все старания, так и не удалось. Это означает, что путешествия во времени, равно как и машина времени, могут все же оказаться совместимыми с законами физики.

Кроме того, Хокинг иронично заметил, что если путешествия во времени возможны, то «где же тогда туристы из будущего?». Каждое значительное историческое событие должно, по идее, привлекать орды туристов, которые, потрясая камерами и расталкивая друг друга, отчаянно пытаются найти самый лучший ракурс и сделать фотографии поинтереснее, чтобы было чем похвастать в будущем перед друзьями.

Задумайтесь на мгновение, какие шалости и розыгрыши вы могли бы учинить, если бы у вас была машина времени. Возвращаясь в прошлое, вы могли бы безошибочно играть на бирже и стать миллиардером. Вы могли бы изменять ход прошедших событий. Письменная история стала бы невозможной. Историки остались бы без работы.

Разумеется, у путешествий во времени есть серьезные проблемы. Существует множество парадоксов, связанных с путешествиями во времени. Вот некоторые из них.

Можно сделать настоящее невозможным: если вы отправитесь в прошлое, встретитесь со своим дедушкой, когда он был ребенком, и убьете его, то как вы вообще можете существовать на свете?

Машина времени из ниоткуда: некто из будущего делится с вами секретом путешествий во времени. Много лет спустя вы сами отправляетесь в прошлое и передаете секрет путешествий во времени себе самому, только более молодому. Откуда же в таком случае берется этот секрет?

Можно стать собственной матерью: писатель-фантаст Роберт Хайнлайн написал рассказ о том, как можно положить начало собственному генеалогическому древу. Представьте, что девочка-сирота вырастает, но меняет пол и становится мужчиной. Затем этот мужчина возвращается в прошлое, встречает себя и заводит с собой ребенка – девочку. После этого мужчина увозит дочку еще дальше в прошлое и оставляет в том самом приюте, после этого цикл повторяется. Таким образом, девочка становится сама себе матерью, дочерью, бабушкой, прабабушкой и т. д.

В конечном итоге разрешение всех этих парадоксов может произойти только тогда, когда будет сформулирована полная теория квантовой гравитации. Например, когда вы входите в машину времени, ваша временная линия может расщепляться и создавать параллельную квантовую вселенную. Допустим, вы отправляетесь в прошлое, чтобы не допустить убийства Авраама Линкольна в театре Форда. Возможно, вы его и спасете, но в параллельной вселенной. Следовательно, Линкольн в вашей первоначальной вселенной все равно погибает и ничто не меняется. Но вселенная расщепилась надвое, и в параллельной вселенной вы спасаете президента Линкольна.

Таким образом, если считать, что линия времени способна расщепляться с образованием параллельных вселенных, то все парадоксы путешествий во времени могут быть разрешены.

На вопрос путешествий во времени можно будет ответить определенно только тогда, когда мы сумеем вычислить гравитонные квантовые поправки, на которые до сих пор не обращали внимания. Физики применили квантовую теорию к звездам и к кротовым норам, осталось применить ее к самой гравитации через гравитоны, но для этого необходима теория всего.

Эта дискуссия поднимает интересные вопросы. Может ли квантовая механика полностью объяснить природу Большого взрыва? Может ли она в случае применения к гравитации ответить на один из великих вопросов науки: что происходило до Большого взрыва?

Как появилась Вселенная?

Откуда взялась Вселенная? Что привело Вселенную в движение? Это, возможно, одни из величайших вопросов как теологии, так и науки и предмет бесконечных предположений.

Древние египтяне верили, что Вселенная начиналась в виде космического яйца, плавающего в Ниле. Некоторые полинезийцы верили, что Вселенная началась с космического кокосового ореха. Христиане верят, что Вселенная была приведена в движение, когда Бог сказал: «Да будет свет!»

Происхождение Вселенной давно интересует и физиков, особенно после того, как Ньютон снабдил нас убедительной теорией всемирного тяготения. Но когда сам Ньютон попытался применить свою теорию ко Вселенной, которую мы видим вокруг, он столкнулся с проблемами.

В 1692 г. он получил встревожившее его письмо от священника Ричарда Бентли. В этом письме Бентли просил Ньютона объяснить скрытый, но, возможно, разрушительный недостаток его теории. Если Вселенная конечна и если гравитация всегда притягивает, но никогда не отталкивает, то со временем все звезды во Вселенной притянутся друг к другу. Мало того, если времени будет достаточно, они все сольются в одну-единственную гигантскую звезду. Так что конечная Вселенная должна быть нестабильной и со временем схлопнуться. Поскольку этого не происходит, в теории Ньютона, должно быть, имеется ошибка.

Далее он утверждал, что законы Ньютона предсказывают нестабильность Вселенной даже в том случае, если она бесконечна. В бесконечной Вселенной с бесконечным числом звезд сумма всех сил, действующих на звезду слева и справа, будет тоже бесконечна. Следовательно, эти бесконечные силы должны со временем разорвать звезды на части и в конечном итоге привести к их распаду.

Ньютона это письмо встревожило, потому что сам он не рассматривал возможности применения своей теории ко всей Вселенной. Позже Ньютон предложил интересный, но неполный ответ на этот вопрос.

Да, признал он, если гравитация всегда притягивает и никогда не отталкивает, то звезды и сама Вселенная, возможно, нестабильны. Но в этих рассуждениях есть пробел. Предположим, что Вселенная в среднем совершенно однородна и бесконечна во всех направлениях. В такой статичной Вселенной все силы гравитации компенсируют друг друга, и она остается стабильной. Если взять любую звезду, то действующие на нее в разных направлениях силы притяжения всех отдаленных звезд в конечном итоге складываются в нуль, и потому Вселенная не схлопывается.