Кто из нас не мечтал исправить ошибки прошлого, вернувшись назад во времени? Путешествия во времени — одна из самых интересных идей в научной фантастике и теоретической физике. Но вот уже много лет «парадокс дедушки» заставляет ученых сомневаться: а возможны ли путешествия во времени в принципе.
«Парадокс убитого дедушки» является одним из самых распространенных временных парадоксов, который относится к путешествию во времени. Суть «парадокса дедушки» очень проста:
1. Вы изобрели машину времени. Ну, допустим, получилось.
2. Вы решаете отправиться в прошлое, в те времена, когда ваш дедушка был молодой.
3. По какой-то причине вы убиваете дедушку еще до того, как он встретил вашу бабушку.
И вот тут возникает парадокс. Если вы убьёте своего деда, то ваш отец (или мать) не родится. Если ваш отец (или мать) не родится, то и вы не появитесь на свет. Но если вы не родились, то кто тогда отправился в прошлое и стал причиной смерти вашего дедушки?
Получается замкнутый круг, логическое противоречие. Действие в прошлом (гибель дедушки) отменяет само условие, которое сделало это действие возможным (ваше рождение). Вы как бы стираете себя из реальности, совершив это действие.
Физик Лоренцо Гавассино из Университета Вандербильта утверждает, что нашел решение этого парадокса. Его работа, опубликованная в журнале Classical and Quantum Gravity, выглядит весьма убедительно. Как Гавассино удалось обойти «парадокс дедушки»?
Время не линейно
Мы привыкли думать, что время течет линейно, как река, из прошлого в будущее. Но это лишь наше обыденное восприятие, обусловленное повседневным опытом. А знаете ли вы, что ещё в начале XX века Альберт Эйнштейн перевернул наши представления о времени? Его общая теория относительности, созданная в 1915 году, показала, что пространство-время может изгибаться и даже замыкаться в петли.
Теоретически, двигаясь по такой кривой, можно вернуться в прошлое. Гавассино предполагает, что если бы вся Вселенная вращалась, пространство-время могло бы так сильно искривиться, что время замкнулось бы в петлю. Конечно, наша Вселенная, по всей видимости, не вращается, но вращающиеся черные дыры могут создавать похожие эффекты.
Энтропия — ещё одно препятствие путешествий во времени
Кроме «парадокса дедушки» есть еще одна загвоздка — энтропия. Если говорить простыми словами, это мера беспорядка в системе. По законам термодинамики, энтропия в замкнутой системе (то есть в системе, которая не обменивается энергией с окружающей средой) энтропия всегда возрастает. Например, если вы только что убрались в комнате, то энтропия низкая. Но со временем, если не поддерживать порядок, комната неизбежно захламляется, и энтропия растёт. И ваша комната сама по себе не станет чище, если её не убирать.
Стремление энтропии к возрастанию часто называют «стрелой времени». Это одна из причин, почему мы помним прошлое (где энтропия была ниже), но не можем точно знать будущее, особенно когда дело касается событий, которые ещё не скоро произойдут или исход которых определяется волей случая (где энтропия будет выше).
Конечно, можно делать прогнозы, основываясь на имеющихся данных и закономерностях. Например, мы можем предсказать затмение или рассчитать траекторию полета космического аппарата. Но чем больше факторов влияет на событие и чем дальше оно отстоит от нас во времени, тем менее точным будет прогноз.
А как энтропия будет вести себя на замкнутой временной петле?
Гавассино, взяв за основу работы физика Карло Ровелли, показал, что на замкнутых времениподобных кривых термодинамика ведет себя совершенно иначе. На таких петлях возникают квантовые флуктуации, которые могут «стирать» энтропию. Это значит, что беспорядок может уменьшаться, а время течь вспять.
Квантовая механика — это не самая простая штука. Даже сами физики шутят, что если вы думаете, что понимаете квантовую механику, то вы её не понимаете. Но идея, что на квантовом уровне законы времени могут меняться, вполне возможно.
Что это значит для путешественника во времени? Если энтропия уменьшается, то человек может начать молодеть, а его воспоминания стираться.
«Энтропия — причина нашей смерти. Что произойдет, если обратить смерть вспять?» — задается вопросом Гавассино. И самое главное — необратимые события, такие как убийство дедушки, на временной петле могут стать обратимыми. Парадокс исчезает.
Гавассино вывел принцип самосогласованности времени прямо из законов квантовой механики. Это значит, что природа сама найдет способ избежать противоречий при путешествиях во времени. Как будто сама Вселенная заботится о том, чтобы не допустить логических парадоксов.
Кстати, о недопустимости логических парадоксов самой Вселенной еще в середине 1980-х годов говорил известный советский и российский астрофизик Игорь Дмитриевич Новиков. Он предположил, что путешествия во времени возможны, но прошлое изменить нельзя. То есть, вы можете отправиться в прошлое, но не сможете совершить ничего такого, что привело бы к парадоксу.
Например, если вы попытаетесь убить своего дедушку, то либо у вас сломается оружие, либо вы промахнетесь. Либо произойдет еще что-то, что помешает вам это сделать. Это называется «принципом самосогласованности Новикова». То есть, путешествовать во времени можно, но только в качестве пассивного наблюдателя.
Альтернативные гипотезы
Конечно, не все физики верят в существование замкнутых времениподобных кривых. Стивен Хокинг, например, выдвинул гипотезу о хронологической защите, согласно которой законы физики не допустят образования временных петель. Как будто сама природа противится путешествиям во времени. Хокинг предположил, что в момент образования такой кривой возникнет бесконечно большая плотность энергии, которая разрушит пространственно-временной туннель.
Еще одну радикальную интерпретацию квантовой механики предложил американский физик Хью Эверетт III гипотезу, согласно которой каждое квантовое измерение порождает новый параллельный мир. То есть, существует бесконечное множество вселенных, в каждой из которых происходят разные варианты событий.
В контексте «парадокса дедушки» это означает, что, убив своего дедушку в прошлом, вы просто создадите новую временную линию, в которой вы не родитесь. Но при этом останется исходная временная линия, в которой вы родились и отправились в прошлое.
Ну что сказать, Лоренцо Гавассино предложил новое весьма элегантное решение «парадокса дедушки», открыв еще одну теоретическую возможность путешествий во времени. Его идея, основанная на квантовой механике, показывает, что на замкнутых времениподобных кривых законы термодинамики могут меняться, позволяя избежать логических противоречий.
Но даже если временные петли не существуют, работа Гавассино все равно интересна. Ведь изучение энтропии на замкнутых траекториях на субатомном уровне может привести к новым открытиям в квантовой физике и термодинамике. Может быть, ученые когда-нибудь научатся управлять энтропией и с помощью этого обращать вспять процессы старения.
Источник: dzen.ru
