Машины времени могут существовать, они устойчивы, и для их существования не надо огромной энергии, утверждают исследователи Артем Юров, Педро Гонзалес Диаз и Прада Мартин Маруна. В интервью MK.RU завкафедрой теоретической физики и доктор физико-математических наук из Российского государственного университета имени И.Канта Артем Юров рассказал о сделанном совместно с испанскими учеными открытии.
Д.А.: Артем Валерьянович, ваше открытие источника энергии для «машины времени» отталкивается от идей Эйнштейна. Вы не могли бы рассказать об этом популярно?
Суть дела в следующем: Эйнштейн создал две теории относительности. Одна называется специальной (СТО), а вторая общей (ОТО). СТО проходят в школе (хотя и очень поверхностно, особенно в наше время, когда ввели ЕГЭ), где говорят, что быстрее света двигаться нельзя. На самом деле это не совсем то, что утверждает СТО. Теория говорит, что свет нельзя догнать, но не запрещает существование гипотетических частиц, которые с самого рождения движутся быстрее света. Однако Эйнштейн считал, что таких частиц нет и вот почему: можно показать, что если что-то движется быстрее света, то его можно, в принципе, отправит вспять во времени – в прошлое. Именно на этом основании физики всегда делали вывод, что быстрее света двигаться нельзя. Частиц таких и в самом деле не нашли и все успокоились.
Однако не все так просто. Есть вторая теория относительности – ОТО. Она описывает и объясняет такое всем известное явление, как гравитация или сила всемирного притяжения. Согласно ОТО, никакой силы притяжения нет, а имеет место совершенно фантастическое явление: все тела обладающие массой искривляют вокруг себя пространство и замедляют ход времени.
Вообще, то, что мы живем в искривленном пространстве, известно уже лет сто. Самый яркий пример: если комета пролетает мимо солнца, то ее траектория искривляется. Мы думаем, что ее солнце притягивает, но на самом деле не в этом дело. Представьте себе простыню, которую натянули и положили на середину гирьку. Простыня прогнулась. Теперь вы пускаете туда шарик. Он скатится к гирьке, но мы не считаем, что гирька притянула шарик, как земля якобы притягивает упавшее яблоко. На самом деле просто простыня искривлена.
КРОТОВЫЕ НОРЫ
Следующий вопрос, который задал Эйнштейн (вместе с Розеном), а не может ли пространство так искривиться, что в нем появится туннельчик (мы их теперь называем кротовыми норами или кротовинами), который соединит два удаленных, во внешнем пространстве пункта. Это как в фильме «Окно в Париж». Оказалось, что уравнения ОТО - это разрешают, но кротовины (в те времена их называли мостами Эйнштейна-Розена) это жутко неустойчивые образования. Достаточно, чтобы туда попал один фотон и кротовина порвется! Значит их быть не может, заключил Эйнштейн и в таком виде ситуация была до 1985 года, когда легендарный американский астрофизик Кип Торн и его ученики Моррисон и Юртсевер не придумали, как стабилизировать кротовину и не дать ей развалиться. Все это настоящая теоретическая физика, а если физика говорит, что что-то возможно, значит это возможно. Если, конечно не находят ошибку. Но сейчас на дворе 2009 год, а ее не нашли, поэтому есть все основания относится к кротовинам серьезно.
А теперь представьте, что такая кротовина сделана и она соединяет Землю, скажем со звездой, до которой свет идет несколько лет. Мы же, используя кротовину, можем добраться туда практически мгновенно. Другими словами, мы ухитрились «обогнать свет», правда, не прямо, а сжульничав – «срезав» через кротовину! Значит, используя кротовины можно путешествовать во времени! На сей счет есть множество работ, правда популярных практически нет – они все рассчитаны на физиков, специалистов по ОТО. Но работ написано с 1985 года громадное число. Были описаны самые разные типы машин времени.
Кстати говоря, не обязательно использовать кротовины. Аналогичный эффект возникает около вращающегося цилиндра. Пространство там искривляется и могут возникать замкнутые петли времени. Но это другая история. И цилиндр должен быть воистину космических размеров. В 2007 году американский физик Маллет получил грант на экспериментальную установку, устроенную по такому принципу, только там у него вращался луч лазера. Однако в его расчетах обнаружили ошибку и установка, естественно не сработала. Так что вся надежда сейчас на кротовины.
ТЕМНАЯ ЭНЕРГИЯ
Обратимся к работам Торна и К., которые показали, что стабилизировать кротовую нору можно заполнив ее веществом с очень странными свойствами. В частности, оно должно обладать отрицательным давлением. В качестве такого вещества они предложили использовать т.н. казимировский вакуум, но я не буду об этом рассказывать подробно, потому что все равно никто не знал откуда взять кротовину, да еще такую, чтобы она не развалилась до того, как мы, каким-то образом закачаем туда казимировский вакуум.
Однако в 1998 году ситуация стала еще более интересной. Прямо взрывоопасной для интеллекта, я бы сказал. Астрономы обнаружили, что вселенная на 74 процента заполнена чем-то невидимым, однако однородным и создающим как раз отрицательное давление! Это что-то назвали темной энергией и задача выяснения физической природы темной энергии это сейчас одна из самых главных задач в физике. «Темная» - потому что ее не видно в телескоп, но эффекты создает потрясающие – в частности она РАЗГОНЯЕТ вселенную! Т.е. сейчас вселенная не просто расширяется, а разгоняется, увеличивает скорость! И делает эта темная энергия.
Что же это такое? По-видимому, темная энергия это какое-то скалярное поле. Все проходили в школе понятие векторного поля – скажем напряженность электрического поля или магнитная индукция. Векторное поле задается в каждой точке величиной и направлением. Ну а скалярное поле устроено совсем просто – оно задается в каждой точке своей величиной, а направления у него нет никакого.
ФАНТОМЫ
Дальше – больше. Астрономы тщательно изучали это скалярное поле, измеряя скорость расширения вселенной, и неожиданно пришли к выводу, что темная энергия может оказаться еще более фантастической штукой, чем думали. В школе учат, что полная энергия равна сумме кинетической и потенциальной. Для полей это верно тоже. Оказалось, что кинетическая энергия скалярного поля – темной энергии – может быть отрицательной! Представляете? Никогда раньше мы не сталкивались ни с чем подобным. Это прямо-таки, какой-то нереальный, с точки зрения физики объект – скалярное поле с отрицательной кинетической энергией. Его даже стали называть не темной, а фантомной энергией или просто фантомом, чтобы подчеркнуть какая это странная и поразительная штука. Многие теоретики вышли из себя – «фантомов быть не может!» сказали они, «их существование противоречит базовым принципам физики». Но все решают не теоретики, а экспериментаторы, то есть те, кто измеряет. И именно они продолжают говорить, что фантомы реальны. Теоретики (правда, не все) и стали, мало-помалу привыкать к фантомам, т.е. к тому, что такие объекты могут существовать.
Вы спросите, а при чем здесь кротовины? Дело в том, что фантомы играют здесь принципиальную роль. Крупный испанский физик Педро Гонзалез-Диаз показал, что фантомы прекрасно стабилизируют кротовины, без всякого казимировского вакуума! Другими словами, если фантомы реальны, то и кротовины реальны и даже более того: по мере роста скорости расширения вселенной кротовины будут САМОПРОИЗВОЛЬНО РАСТИ. Фантомы для кротовин – это вроде как вода для рыб, причем вода содержащая корм и все то, что нужно рыбам для роста. Все это подстегнуло интерес к кротовинам и машинам времени. Но тут выяснилось еще одно затруднение. Оказалось, что для стабильного существования кротовины размером с человека требуется закачать туда столько энергии, сколько содержится в нескольких галактиках! Если фантомы есть, то они конечно уже сейчас самопроизвольно перекачивают энергию в кротовины и кротовины уже сейчас растут. Рано или поздно кротовины станут достаточно большими, но…лишь миллиардов через 5 лет! А говорить о создании кротовин и машин времени в лаборатории … увы! Это был жестокий удар для всех, кто любил пофантазировать о путешествиях во времени и о покорении вселенной через кротовые норы. Но и тут все оказалось не так однозначно скверно!
БРАНА
Есть такая наука – теория струн. Эта современный вариант единой теории поля, над созданием которой до самой смерти тщетно работал Эйнштейн. Теория струн пока не создана, но уже сейчас есть ряд утверждений, которые неизбежно вытекают в любой ее форме. Для нас главным является идея высших измерений. Оказывается, что теория струн может быть непротиворечиво сформулирована лишь, если дополнительно к трем известным пространственным измерениям (время не считаем) добавить еще шесть «маленьких» и одно «большое» или, как говорит физики – макроскопическое. Наша вселенная оказывается чем-то вроде листика бумаги (правда трехмерного) вложенного в объем (правда, четырехмерный).
Появился термин – брана. Брана – это наша вселенная, вложенная в высшее измерение. Так вот мы, вместе с Педро Гонзалезом-Диазом исследовали фантомы и кротовые норы на бране и обнаружили множество интереснейших вещей. Самое главное, для нас вот что – на бранах, которые мы изучили, кротовые норы размером с человека не требуют для своей стабилизации этих немыслимых энергий. Сколько нужно - мы пока не научились вычислять, но вряд ли получится что-то запредельное. Вероятно, такие кротовины могут быть стабилизированы при энергиях уже доступных или которые будут доступны. Но звездно-галактических масштабов – не потребуется! Разумеется, если мы живем как раз на такой бране.
Д.А.: Ранее Вы утверждали, будто машину времени можно создать в лабораторных условиях. Каким образом?
На самом деле я утверждал не совсем это. Речь идет только о том, что энергетические (буквально непреодолимые) ограничения, которые делали практически невозможным создание машины времени макроскопического размера, могут не работать, если мы живем на бране. Другими словами – если верны основные положения теории струн (учтите, что эта наука пока в стадии становления!), то создать кротовую нору (а значит и машину времени) пригодную для транспортировки, скажем человека, а не электрона – возможно. Другой вопрос – как это сделать? Тут дело пока темное, однако, можно предположить, что вначале будут созданы маленькие «кротовинки» на ускорителях, а потом их удастся раздуть до макроскопического размера.
Д.А.: Какие-то организации – военные или еще какие-то – заинтересовались Вашими идеями?
Идея машины времени прижилась в физике с 1985 года, однако особого интереса у «военных» и т.п. не вызвала. Тому было две причины. Во-первых, думаю, что военные не читают научных статей (а это весьма мудреная теоретическая физика – физика, требующая хорошей подготовки от читателя). Во-вторых, не было (да и сейчас, если честно, нет) рецепта того, как создать такую вещь в лаборатории. Да и энергетика для этого, по старым расчетам, требовалась воистину звездная! Даже галактическая.
При современном уровне развития человечества, о создании кротовых нор, которые были бы интересны с точки зрения практических приложений, не приходилось даже мечтать. Но вот теперь, ситуация может и измениться. Я думаю, дело будет так: если в лабораторных условиях (скажем на Большом адронном коллайдере) удастся создать даже крошечные кротовины, то военные тут же заинтересуются и исследования эти могут оказаться под тематикой «закрытых».
Д.А.: Представим, вдруг Вы создаете машину времени. Она работает. Все начнут гулять по временам. Вселенского и исторического хаоса не наступит от этого?
Если честно – не знаю. Но думаю – вряд ли. Посудите сами – если что-то плохое бы произошло, то оно УЖЕ бы произошло. Ну, а раз все в порядке, то значит и хаоса не будет. Такая вот вывернутая логика, но другой-то нет! Кстати, тут есть интересный момент: допустим, машину времени создадут в 2025 году. Значит, начиная с этого времени можно путешествовать во времени вперед и назад, но не ниже чем в 2025 году! Другими словами, поскольку у нас нет машины времени, то и гости из будущего к нам залететь не могут! Поэтому их отсутствие среди нас не может являться доказательством невозможности путешествий во времени.
Д.А.: Вы прекрасно понимаете, что такие темы, как «машина времени», «телепортация», «левитация» и иные вызывают у большинства ученых (и не только) ухмылку, а людей выступающих с подобными идеями обвиняют в шарлатанстве. Вы уже успели столкнуться с этим?
Видите ли – это же настоящая физика, а не обман и не шарлатанство. Как поспоришь с теорией относительности? Машина времени, судя по всему, возможна, если верна теория относительности. Ну, а кто будет спорить с теорией относительности, кроме невежд, которых у нас стало, увы, очень много! Но я не понимаю, почему Вы увязываете все в один ряд: машина времени, телепортация, левитация…
Я соглашусь с теми, кто упрекает любителей псевдонаучной экзотики в шарлатанстве. На самом деле я на их стороне! Какая еще левитация?! По телевизору показывают Бог знает что: «аномальные зоны», экстрасенсы… Какие-то «ведьмы» с экрана глядят в хрустальный шар и «общаются с духами»… Количество маразма на душу населения в России зашкаливает все границы.
Вот такой пример: когда Кип Торн и К. опубликовали свою первую работу по машинам времени в журнале Phys.Rev.Let. на Западе имел место бум. Все писали об этом – мол, физики утверждают, что машина времени возможна. Ведь и правда сенсация! Причем настоящая. И было это в 1985 году. Единственные страны, в которых народ был не в курсе, это Африка и Россия. У нас в это время все смотрели на Чумака и Кашпировского…И сейчас тоже самое. Газеты и ТВ участвуют в этом отупении народа очень активно. Чего стоит один «Клуб Любознательных» в «Комсомолке»! Это все для кого пишут? Для идиотов или для тех, кто идет туда «верной дорогой»? Ну и как тут отличишь, чем является машина времени – серьезным объектом или очередной отуплялкой? Как человеку без специального образования разобраться? Я вам скажу так: посмотрите, где публикуются люди, работающие в этом направлении. Если в серьезных научных журналах (а они все известны и их совсем немного), то стоит прислушаться.
Д.А.: Как на Ваши идеи реагируют ученые: наши и иностранные?
Нормально. Мы же работаем группами. Результаты, о которых я рассказывал выше, получены в соавторстве с Педро Гонзалезом-Диазом и Прадо Мартин-Моруно (Мадрид). Опубликованы в очень престижном международном журнале Nucl.Phys.B, пройдя чрезвычайно суровый отбор рецензентов. А плохих работ там, кажется, не печатают.
Д.А.: В 21-м веке машина времени может появиться?
Кто его знает. Я, слава Богу, физик, а не Павел Глоба. Поживем – увидим!
