Тема путешествий во времени занимает не только писателей-фантастов, кинорежиссеров и обычных людей, но и именитых физиков, включая одного из самых влиятельных ученых XX века Стивена Хокинга. Что они думают о парадоксах близнецов и какие гипотезы выдвигают о моделях мультивселенных — в отрывке из книги американского писателя и профессора физики в Университете Святого Иосифа в Филадельфии Пола Халперна «Очарование мультивселенной. Параллельные миры, другие измерения и альтернативные реальности»
Американский физик Пол Халперн написал множество книг в жанре научпопа, в том числе «Квантовый лабиринт. Как Ричард Фейнман и Джон Уилер изменили время и реальность» и «Играют ли коты в кости? Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания».
В своей новой книге он отвечает на вопросы, которые волнуют физиков всего мира в последние десятилетия: существуют ли другие Вселенные? Если да, то почему мы оказались именно в этой? Что наука говорит о вероятности параллельных миров? За последние годы популярность концепции мультивселенных особенно заметно выросла: в широкий прокат вышли такие блокбастеры, как «Человек-паук. Нет пути домой», «Доктор Стрэндж. В мультивселенной безумия», а также получивший признание критиков и несколько номинаций на «Оскар» фильм «Всё везде и сразу». Хальперн рассказывает, как представляют ученые возможное взаимодействие между множественными мирами и насколько эти представления далеки от сценаристов Marvel.
Книга Пола Халперна «Очарование мультивселенной. Параллельные миры, другие измерения и альтернативные реальности» выходит в издательстве Individuum в апреле. Forbes публикует отрывок.
Замкнутые петли и ветвящиеся временные линии
Путешествия вперед во времени, как правило, не приводят к парадоксальным ситуациям. Парадокс близнецов был назван так из-за ошибочного представления, будто оба они находятся в одинаковых условиях, и каждый из них должен ощущать, что другой стареет медленнее из-за замедления времени. Если придерживаться этого заблуждения, каждый из них будет видеть другого моложе (или старше) себя; очевидно, это невозможно, если только они не галлюцинируют. На самом деле никакого парадокса тут нет, поскольку их ситуации различны: земной наблюдатель всегда остается в одной и той же инерциальной системе отсчета, тогда как космический путешественник изменяет свою систему отсчета дважды — на пути туда и обратно, и при переходе между ними во время разворота испытывает ускорение. Таким образом, специальная теория относительности подчеркивает, что именно астронавт, а не земной близнец испытывает замедление времени.
А вот перемещения в прошлое легко могут привести к возникновению совершенно парадоксальных ситуаций. Парадокс убитого дедушки, в котором некто отправляется в прошлое, убивает своего деда и делает невозможным собственное рождение — особенно жуткий пример такой философской головоломки. Если путешественник во времени никогда не рождался, как он мог вернуться в прошлое и совершить свой чудовищный поступок? Таким образом, дедушка был бы спасен, а путешественник во времени на самом деле родился бы, что явно противоречит отмене его рождения, которую должен был вызвать его злодейский поступок.
Представим себе близнецов: Тереза — руководитель лондонской корпорации, а ее сестра-близнец Целеста — опытный астронавтом. Допустим, Целеста отправляется в путешествие, которое, согласно часам на ее звездолете, длится пять лет (2,5 года до цели и 2,5 года обратно на Землю). И туда, и обратно она летит со скоростью, составляющей 99 % от скорости света. Согласно специальной теории относительности из-за замедления времени продолжительность ее путешествия, по данным земного наблюдателя, например Терезы, составит более 35 лет. Вернувшись домой, 30-летняя Целеста вынуждена выслушивать упреки 60-летней сестры, пережившей за это время множество событий, которые, по ее мнению, Целеста должна была бы с ней разделить.
Что, если бы в истории о Терезе и Целесте последняя воспользовалась бы кротовой норой, построенной гораздо раньше, и отправилась глубже в прошлое? Там она убедила бы свою прежнюю версию не пропускать свадьбу Терезы, и молодая Целеста отказалась бы от должности капитана звездолета, оставшись на Земле. Мало того, что одновременно существовали бы две Целесты, ставящие Терезу перед сложным выбором, кого назначить подружкой невесты, так еще и стало бы непонятно, откуда взялась путешествующая во времени Целеста, если та никогда не покидала Землю.
В 1990 году, пытаясь избежать таких головоломок, советский физик Игорь Новиков вместе с Майклом Моррисом, Кипом Торном, Ульви Юртсевером и несколькими другими учеными предложил идею, теперь известную как принцип самосогласованности Новикова. Он состоит в том, что любые замкнутые времениподобные кривые (ЗВК), полностью согласованные в своем описании событий, могут быть допустимыми формами путешествий в прошлое. Природа выстраивает полностью согласованную линию событий и тем самым блокирует возможность любых парадоксов (таких как парадокс убитого дедушки). Например, если кто-то попытается отправиться в прошлое, чтобы убить Гитлера и предотвратить Вторую мировую войну, по прибытии в нацистскую Германию он может обнаружить, что его приняли за британского шпиона и на неопределенный срок посадили в одиночную камеру. В газетах просто напишут, что некий анонимный шпион был осужден на пожизненное, и история останется неизменной.
С другой стороны, если бы не было самосогласованности и изменить прошлое действительно было бы возможно, то, по мнению некоторых, путешественник в прошлое мог бы обнаружить себя в другой ветви реальности. Классический рассказ Рэя Брэдбери «И грянул гром» описывает такой странный сценарий разделения временных линий. По сюжету для участия в экскурсии во времени трусливый охотник переносится из будущего в эпоху динозавров. Когда он в панике сходит с проложенной тропы и случайно наступает на бабочку, это запускает цепную реакцию, в результате которой он и его спутники оказываются в новой ветви реальности. В ней английский язык немного иной, а недавние важные президентские выборы завершились с другим результатом. В измененной временной линии к власти приходит лидер-автократ, а не тот, кто побеждал изначально. Такой сценарий путешествия во времени, меняющий ход событий, порождает мультивселенную с ветвящимися временными линиями.
Есть и другие истории с подобным раздвоением реальности, представляющие собой образцы жанра. В романе Л. Спрэга де Кампа «Да не опустится тьма», написанном в 1939 году, археолог из нашей эпохи во время грозы внезапно оказывается в Древнем Риме в период кризиса римской цивилизации. Он привносит в это общество современные знания и предотвращает его погружение в хаос, тем самым перенаправляя мир по другой временной линии, где технический прогресс идет гораздо быстрее.
В романе Уорда Мура «Дарю вам праздник», опубликованном в 1953 году, путешественник во времени вмешивается в события прошлого, которые влияют на исход Гражданской войны в Америке. В романе Филипа К. Дика «Человек в высоком замке» описывается мир, в котором державы Оси победили союзников во Второй мировой войне и разделили Северную Америку на зоны влияния: немецкую, японскую и нейтральную. В более поздней книге «Годы риса и соли» Ким Стэнли Робинсон размышляет о сценарии, в котором Черная смерть уничтожила европейское общество, оставив лишь крошечный процент выживших. В результате Европа оказалась под властью соседних азиатских и ближневосточных культур.
Рассказ Ларри Нивена «Все мириады путей», впервые опубликованный в журнале Galaxy в октябре 1968 года и имеющий некоторые (скорее всего, случайные) параллели с ММИ, начинается с интригующего отрывка: «Временные линии разветвляются и делятся. Каждый миг, постоянно, мегавселенная новых Вселенных. Миллионы каждую минуту? Миллиарды?… мир расщепляется всякий раз, когда кто-нибудь принимает решение. Где угодно. Любое. Расщепляется так, что каждый выбор мужчины, женщины или ребенка что-то изменяет в соседнем мире».
В рассказе Нивена исследуется идея, что в мегавселенной множества альтернативных реальностей, где каждый совершаемый нами выбор в нашей временной линии может радикально отличаться от выбора, совершаемого в других временных линиях, знание об этих вариантах может привести к моральной апатии. Пацифист, который работает в столовой и помогает кормить бездомных беженцев, почти наверняка будет огорчен, обнаружив, что его двойник в другом фрагменте реальности — военный преступник. Возможно, узнав об этом, он станет циником и откажется от благотворительной деятельности. Как следствие, воображаемое общество Нивена страдает от насилия и преступлений, включая убийства и самоубийства.
Telegram-канал Forbes.Russia
Канал о бизнесе, финансах, экономике и стиле жизни
Защищает ли природа собственную историю?
Если оставить в стороне ветвящиеся реальности, то есть еще одна возможность, которую поддерживал Стивен Хокинг: реальность вообще запрещает движение назад во времени. Будучи хорошими друзьями, Хокинг и Торн часто вели увлекательные споры по вопросам физики, и путешествия во времени не стали исключением.
Иногда они заключали пари. Например, в 1974 году Хокинг поспорил, что определенный небесный объект, Лебедь X-1, не представляет собой черную дыру, а Торн — что да. Торн оказался прав. На самом деле не известно ни одного случая, когда Хокинг выиграл бы пари у Торна, но, похоже, он все равно получал от них удовольствие.
По поводу путешествий во времени Хокинг разошелся во мнениях с командой Торна, но, видимо, решил не заключать пари, посчитав, что будет практически невозможно доказать свою правоту. Тем не менее Хокинг предположил, что, поскольку мы никогда не сталкивались с путешественниками во времени из будущего, такие перемещения в прошлое, скорее всего, невозможны. Иначе что помешало бы им посетить нас, пусть даже с туристическими целями?
В 1992 году Хокинг опубликовал статью «Гипотеза о защите хронологии», в которой доказывал, что принципы, лежащие в основе общей теории относительности, препятствуют путешествиям назад во времени. Любые попытки сделать это, например с помощью кротовых нор, приведут к тому, что эти проходы замкнутся на себя, как в фильме об Индиане Джонсе.
В конце Хокинг упомянул об отсутствии гостей из будущего: «Кажется, есть теоретические причины доверять гипотезе о защите хронологии: законы физики препятствуют появлению замкнутых времениподобных кривых. Кроме того, в пользу этой гипотезы есть весомые экспериментальные основания: мы не страдаем от полчищ туристов из будущего». Чтобы подчеркнуть свою точку зрения, Хокинг позже объявил о вечеринке для путешественников во времени. Теоретически, если бы обратные путешествия во времени были возможны, любой человек, живущий в будущих веках, мог бы отправиться в прошлое и посетить эту вечеринку в Кембридже. Увы, никто не явился.