Путешествие во времени в физике и культуре¶

Путешествие во времени — гипотетическое перемещение объекта или субъекта из одного момента временной шкалы в другой, как правило, в прошлое. Вопрос о возможности такого перемещения обсуждается в теоретической физике, философии и культуре, однако экспериментальных подтверждений его осуществимости не существует.

¶Физические модели

¶Относительное время

Первым научным обоснованием непостоянства течения времени стала специальная теория относительности Альберта Эйнштейна (1905). Согласно ей, время замедляется для объектов, движущихся с околоскоростными скоростями относительно наблюдателя. Этот эффект, называемый временна́й аберрацией или тайм-дилатацией, экспериментально подтверждён: на борту авиалайнеров и космических аппаратов часы отстают от земных на ничтожные, но измеримые величины. В 1971 году эксперимент Хафеле — Китинга продемонстрировал расхождение часов на самолётах с наземными атомными часами.

Общая теория относительности (1915) показывает, что сильное гравитационное поле также замедляет время. У поверхности нейтронной звезды или вблизи горизонта событий чёрной дыры часы идут медленнее, чем вдали от массивных тел. Теоретически это позволяет «переместиться» в будущее: астронавт, проведший время в сильном гравитационном поле или на скорости, близкой к скорости света, вернётся на Землю через меньший интервал собственного времени, чем прошло на планете.

¶Обратное время и замкнутые мировые линии

Перемещение в прошлое в рамках общей теории относительности допускается при существовании замкнутых времеподобных кривых — траекторий, по которым объект возвращается в своё прошлое событие. Такие решения уравнений Эйнштейна существуют для вращающихся чёрных дыр (метрика Керра), космологических моделей с вращающейся вселенной (метрика Гёделя) и гипотетических «червоточин» — туннелей, соединяющих отдалённые области пространства-времени.

В 1988 году физик Кип Торн и его коллеги показали, что для стабильной червоточины, пригодной для прохождения, требуется экзотическая материя с отрицательной плотностью энергии. Её существование допускается квантовой механикой (эффект Казимира), но в макроскопических масштабах такие материалы не получены.

¶Парадоксы

Возможность возвращения в прошлое порождает логические противоречия. Наиболее известен парадокс дедушки: путешественник, убивший своего деда до рождения отца, делает невозможным собственное рождение. В 1990-х годах физик Игорь Новиков предложил самосогласованность: любые события в прошлом должны быть таковы, что путешествие в прошлое не создаёт противоречий — любые попытки изменить прошлое либо неудачны, либо приводят к результатам, согласованным с уже случившимся.

Квантовая механика предлагает иной подход: в теории многомиров Хью Эверетта каждое квантовое событие порождает ветвление вселенных, и путешественник попадает в параллельную реальность, а не в прошлое своей линии.

¶Попытки экспериментов

В 2011 году коллаборация OPERA заявила об обнаружении нейтрино, движущихся быстрее скорости света, что могло бы открывать путь к перемещению в прошлое. Ошибка была обнаружена: причиной стал неисправный оптоволоконный кабель. В 2023 году физики из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе теоретически описали схему квантового компьютера, способного моделировать эффекты обратного времени, однако речь шла лишь о моделировании, а не о реальном перемещении.

¶В культуре и философии

Мотив возвращения в прошлое пронизывает мировую литературу. В русской традиции значительным произведением является повесть Александра Куприна «Юнкера» (1933), где герой переживает заново события юности. В западной литературе классикой жанра стали «Машина времени» Герберта Уэллса (1895) и «Конец вечности» Айзека Азимова (1955).

В философии проблема связана с детерминизмом: если прошлое неизменно, свободная воля ограничена; если прошлое изменяемо, возникают названные выше парадоксы. Философ Дэвид Льюис в работе «Парадоксы путешественника во времени» (1976) обосновал позицию, согласно которой прошлое «заперто» — путешественник может присутствовать при событиях, но не способен их изменить.

В русской культуре мотив возвращения в прошлое связан с концепцией «русского космизма» — философского течения конца XIX — начала XX века, представители которого (Николай Фёдоров, Константин Циолковский) разрабатывали идеи воскрешения предков и преодоления смерти.

¶Текущий статус

Современная физика не запрещает перемещение в прошлое категорически, но требует для него существования экзотической материи и энергии, не полученных экспериментально. Практических технологий путешествия во времени не существует, а большинство физиков считают замкнутые времеподобные кривые нереализуемыми в физической вселенной.

¶Источники

• Hawking S. W. Chronology protection conjecture // Physical Review D. — 1992.
• Thorne K. S. Black Holes and Time Warps. — New York: W. W. Norton, 1994.
• Novikov I. D. An analysis of the operation of a time machine // Soviet Physics JETP. — 1989.
• Lewis D. The Paradoxes of Time Travel // American Philosophical Quarterly. — 1976.
• Фёдоров Н. Ф. Философия общего дела. — Томск, 1993.