Тайны квантового мира: О парадоксальности пространства и времени

Чем больше мы с вами узнаём про удивительное четвертое измерение в нашей реальности, тем больше возникает вопросов и тем сложнее они становятся. Правда, время — настолько глубинная, фундаментальная особенность окружающего нас мира, что всякая попытка хотя бы немного выйти за пределы уже известных его свойств неминуемо выводит нас в новую реальность совершенно фантастических и трудновообразимых явлений.

Точно сказать, что такое время, очень непросто. С точки зрения философии это самая общая характеристика любых происходящих вокруг нас изменений. В этом его суть и смысл; в абсолютно неизменном мире времени нет. С точки зрения математика время — всего лишь параметр, нумерующий последовательности следующих друг за другом событий. Однако в обоих случаях возникает вопрос — почему все последовательности многообразных событий определяются только одной укладывающейся на линию величиной? Почему не может быть, например, плоскости с двумя временными или объема с тремя?

Можно было начать построение сказочной реальности с несколькими временами с простейших построений — было четыре мировых оси — три пространственных, одна временная, теперь стало больше. С точки зрения математики тут нет проблем, но как при этом изменятся физические свойства мира?

Прежде всего, сколько должно быть дополнительных временных осей?

Однозначно ответить на этот вопрос очень трудно, ведь никаких ограничений на число пространственных и временных «сторон света» формально не существует. Замечательный ученый — академик Андрей Дмитриевич Сахаров, развивая теорию с бесконечным числом временных переменных, различающихся по виду их проявления в материальном мире, в одной из своих статей писал, что природа настолько многообразна, что в принципе позволяет существовать, например, мирам с одной или двумя пространственными и несколькими временными переменными. Конечно, все эти миры будут сильно различаться по своим свойствам — в одних могут существовать устойчивые атомы и образовываться сложные молекулы — основа жизни, в других будет своеобразная мешанина из элементарных частиц или какие-либо еще неизвестные нам формы материи и ее организации…

Есть и более глубокие соображения, основанные на изучении явлений в ультрамалых областях, где частицы, по-видимому, могут перемещаться быстрее света и противопоставление пространства и времени утрачивает смысл — в зависимости от точки зрения пространство может стать временем, а время приобрести свойства пространства.

Единственный мысленный зонд, который может проникнуть в подобную фантастическую реальность, — это сложнейшие математические формулы. Только с их помощью можно нарисовать картины новой Вселенной. Если писатели и художники-фантасты путешествует по мнимым мирам с помощью своего воображения, то математики и физики-теоретики используют для этого интеллектуальные приемы на основе математических законов и физических принципов. Конечно, мы не будем продираться сквозь частокол математических символов и воспользуемся уже готовыми результатами, стараясь понять их с помощью нестрогих, но зато наглядных аналогий.

Ученые столетиями исследуют различные свойства окружающей нас материальной реальности, все дальше отодвигая границы Метагалактики. Вообще говоря, за все время научных исследований из всех окружающих нас предметов, включая сотни новых элементарных частиц, физикам не попался ни один, у которого бы наблюдались признаки дополнительных временных измерений. Можно предположить, что вектор времени, с которым в чудовищных процессах Большого взрыва родился ограниченный участок Вселенной, раздувшийся затем в окружающий нас мир, с высокой степенью точности одинаков у всех заполняющих его материальных тел. Объекты с иным ходом времени могут залететь к нам лишь с далеких окраин Метагалактики.

Размеры только что родившейся в квантовой неоднородности Вселенной были невообразимо малы — порядка элементарной частицы или даже еще меньше. Естественно, что ее отдельные участки вначале интенсивно взаимодействовали между собой и их вещество бурно перемешивалось. Следовательно, и время, во всей нашей Вселенной сформировавшись как процесс в самом начале, далее течет везде одинаково. Если это так, то объекты с отличными временными векторами могут рождаться лишь в процессах, протекающих внутри нашего мира.