Pro время

В теории относительности пространство и время неотделимы и представляют собой единство. При введении концепции пространства – времени в теорию петлевой квантовой гравитации спиновые сети, представляющие пространство, превращаются в так называемую спиновую пену. С добавлением еще одного измерения – времени – линии спиновой сети расширяются и становятся двумерными поверхностями, а узлы растягиваются в линии. Переходы, при которых происходит изменение спиновой сети (шаги, описанные выше), теперь представлены узлами, в которых сходятся линии пены. Мгновенный снимок происходящего подобен поперечному срезу пространства – времени. Аналогичный срез спиновой пены представляет собой спиновую сеть. Однако не стоит заблуждаться, что плоскость среза перемещается непрерывно, подобно плавному потоку времени.

Так же как пространство определяется дискретной геометрией спиновой сети, время задается последовательностью отдельных шагов, которые перестраивают сеть. Таким образом, время тоже дискретно. Время не течет, как река, а тикает, как часы. Интервал между «тиками» примерно равен времени Планка, или 10^–43 с. Точнее говоря, время в нашей Вселенной отмеряют мириады часов: там, где в спиновой пене происходит квантовый шаг, часы делают один «тик».

Парадигма дискретности

Некоторые расчеты показывают, что уменьшить неопределенность в вопросе, из чего состоит время, смогут лишь эксперименты, при которых микрочастицы должны будут обладать энергиями порядка 10⁹ джоулей. Однако самые мощные ускорители, которые планируется построить в ближайшее время, едва ли смогут выйти на рубежи даже миллиардной доли этой энергии. По всей вероятности, подобные ускорители, построенные на известных принципах разгона микрочастиц, вообще нельзя будет создать даже в отдаленном будущем, поскольку для их работы не хватит планетарных ресурсов.

Довольно интересны в этом плане идеи «дискретной физики», согласно которой атомистическая теория логически приводит к экстремальному значению всех физических величин как конечных и дискретных. Это означает, что теоретически любые количественные соотношения могут быть представлены в целочисленном виде. Подобная «дискретная парадигма» в целом подразумевает, что природа не содержит каких-либо бесконечных последовательностей физических величин, так что ставится вопрос о естественных целесообразных границах применения самого математического аппарата исчисления бесконечно малых.

Если кванты времени действительно существуют, то само космологическое расширение Вселенной может быть связано с наличием квантового генератора сдвига по времени. Тогда собственное время материальных объектов разделится на динамически наблюдаемую независимую и ненаблюдаемую абсолютную переменные. Значения данных компонент будут определять течение любых процессов в нашем материальном мире.

Искривление времени

Из формул теории гравитации следует, что время только кажется инертным и безучастным к проходящим в мире процессам, в самом же деле на него, как и на водяной поток, действуют силы тяготения. Чем они сильнее, тем более вялым, медленнее текущим становится время. Образно говоря, под действием тяготения время изгибается, растягивается, скручивается. И поскольку всякая кривая длиннее прямой, то временная дистанция между двумя событиями увеличивается – путь по петляющему потоку оказывается намного длиннее прямолинейного. Представить себе искривление времени весьма непросто, здесь может помочь симметрия между временной и пространственными координатами, которую установила теория относительности.

Открытие зависимости времени от скорости движения и полей тяготения является одним из самых важных научных достижений за всю историю человечества.

Рисунок Олега Бочарова

Многомерное время

Почему в нашем мире не два, не три, а только одно время? Почему оно одномерно? У пространства три измерения – длина, ширина, высота, а у времени всего лишь одно – длительность? Может, так сложилось только в нашем участке бесконечно разнообразной Вселенной, а в других как-то иначе? Интересно, как выглядят многомерные миры? А может, наш мир тоже многовременной, только мы этого не замечаем – родившись в чудовищном катаклизме Большого взрыва, он вместе со всеми скрытыми измерениями движется вдоль одной временной траектории, по которой мы отсчитываем время? Но если это так, то можно ли «активировать» скрытые возможности времени и пустить окружающую реальность по новым временным путям, и что при этом произойдет? Возможно, это будет связано с поглощением и выделением таких огромных количеств энергии, что это будет сравнимо с космологическим коллапсом – Большим хлопком или Большим разрывом, – который ожидает по некоторым сценариям нашу Вселенную?