Моя краткая история. Автобиография

Такую возможность давали кротовые норы, гипотетические туннели, соединяющие различные области пространства-времени. Суть идеи заключается в том, что, войдя в одну горловину туннеля, вы выходите из другой и оказываетесь в совершенно другом месте и в совершенно другое время. Такие кротовые норы, при условии их существования, идеальны для быстрого перемещения в космическом пространстве. Через кротовую нору вы можете попасть на другой край галактики, а к ужину вернуться домой. Однако существование таких туннелей предполагает возможность вернуться во время, предшествовавшее вашему отправлению. Но тогда очевидно, что вы можете сделать и нечто такое, что помешает вашему путешествию, например, взорвать собственный космический корабль еще на стартовой площадке. Это вариация так называемого парадокса убитого дедушки: что произойдет, если, вернувшись в прошлое, вы убьете вашего дедушку до того момента, когда был зачат ваш отец? Будете ли вы существовать в настоящем? Если нет, то вы не вернетесь, чтобы убить вашего дедушку. Но это останется парадоксом только в том случае, если вы верите в то, что обладаете достаточной свободой, вернувшись в прошлое, менять историю по своему усмотрению.

Главный вопрос состоит в том, допускают ли законы физики существование кротовых нор и настолько сильного искажения пространства-времени, что такой макроскопический объект, как космический корабль, может вернуться в собственное прошлое. Согласно теории Эйнштейна космический корабль всегда движется по пространству-времени медленнее локальной скорости света по так называемой времениподобной траектории. Таким образом, этот же вопрос можно сформулировать, пользуясь более строгой терминологией, так: допускает ли пространство-время существование замкнутых времениподобных кривых, то есть времениподобных кривых, которые снова и снова возвращаются к своей исходной точке?

Существуют три уровня, а точнее сказать – теории, основываясь на которых, мы можем попытаться ответить на этот вопрос. Первый – это уровень общей теории относительности Эйнштейна. Это то, что принято называть классической теорией, которая предполагает, что Вселенная имеет строго определенную историю без каких-либо неопределенностей. Классическая общая теория относительности рисует совершенно определенную картину, каким образом может происходить перемещение во времени. Однако мы знаем, что классическая теория не вполне верна, так как очевидно, что материя во Вселенной подвержена флуктуациям, и потому ее поведение не подлежит точному прогнозированию.

В 1920-е годы появилась квантовая теория, с ее помощью удалось описать флуктуации материи и выделить количественные характеристики неопределенности. Таким образом, и на уровне этой полуклассической теории можно задаться вопросом о перемещении во времени. Однако рассматривая квантовые поля через призму классического пространства-времени, квантовая теория не дает полной картины, но, по крайней мере, у нас есть представление, как с ней обращаться.

Последний третий уровень может представлять полная квантовая теория гравитации, какой бы она ни оказалась. В случае с ней неясно, можно ли вообще ставить вопрос о перемещении во времени. Единственное, что можно сделать, это спросить наблюдателей, находящихся на бесконечности, каким образом они будут интерпретировать свои измерения. Будут ли они считать, что перемещение во времени произошло во внутренней области внутри локального пространства-времени?

Вернемся к классической теории: плоское пространство-время не содержит замкнутых времениподобных кривых. Их существование не предполагали и другие известные решения эйнштейновского уравнения. Поэтому для самого Эйнштейна огромным потрясением стало найденное в 1949 году Куртом Гёделем решение, в свете которого Вселенная представлялась пространством, наполненным вращающейся материей, с замкнутыми времениподобными кривыми, проходящими через каждую его точку. Решение Гёделя требовало космологической постоянной, которая, как известно, существует[12], хотя все последующие решения обходились без нее.

Наглядной иллюстрацией этому могут быть две космические струны, на высокой скорости движущиеся рядом друг с другом. Как видно из названия, космические струны – это объекты, обладающие достаточной длиной при крошечном поперечном сечении. Их существование было предсказано некоторыми теориями элементарных частиц. Гравитационное поле одной космической струны представляет собой трехмерно-плоское пространство с удаленным клинообразным сектором, на остром конце которого находится струна. Так, если обогнуть космическую струну, преодоленное расстояние окажется меньше предполагаемого, но это не повлияет на время. Это означает, что пространство-время вокруг одной космической струны не содержит времениподобных кривых.