Юный техник, 2012 № 01

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ «Червоточина» ведет в неизвестность

Поклонники научной фантастики знают, что так называемые «кротовые норы» или «червоточины», помогают срезать путь через пространство и время, вбирая в себя объекты в одном конце Вселенной и выбрасывая их с другой стороны. Так расстояние от одного пункта до другого значительно короче, чем при традиционном путешествии через вселенские просторы.

Чтобы лучше пояснить феномен «червоточин», теоретики поначалу прибегали к такой аналогии. Мы уже говорили, что червяк, которому нужно попасть на противоположную сторону яблока, может преодолеть круговой путь по поверхности яблока, но может и прогрызть тоннель-«червоточину» сквозь сердцевину яблока, и его путь получится гораздо короче.

Что же касается Вселенной, то ее в самом простом случае теоретики представляют в виде листка бумаги, который складывают вдвое. Потом на самом большом расстоянии от линии сгиба бумагу надо проткнуть иглой. Таким образом, создается трехмерная «червоточина», связывающая два удаленных края двумерной Вселенной.

Однако Вселенная все-таки не яблоко и не лист бумаги, который нетрудно согнуть пополам. Мы с вами живем в четырехмерном пространстве, если считать время четвертым измерением. И «червоточины» придется прокладывать через некое пятое измерение.

А потому, чтобы трюк с червоточиной сработал при путешествии в реальном пространстве-времени, гипотетический тоннель через пятое измерение должен быть из какой-то особой, неизвестной пока материи.

В частности, по выкладкам теоретиков получается, что «экзотическая» материя должна производить отрицательное давление; если бы ею наполнили надутый воздушный шар, он бы тут же схлопнулся,

Американские физики описали свойства такой материи в двух теоретических типах «червоточин». Первый целиком подчиняется законам классической физики и не перемещается во времени, в то время как материя второго типа следует правилам квантовой механики, а значит, наследует ее непредсказуемость.

Эта непредсказуемость означает, что нет никаких гарантий, что, воспользовавшись квантовым туннелем, некто сможет оказаться в той точке пространства-времени, куда направлялся. «Опасность заключается в том, что конечный пункт «червоточины», которая колеблется во времени и пространстве, в какой-то момент может оказаться замурованным в стене или на дне Тихого океана», — утверждает Хсу. Другой вариант: путешественник вообще «может выйти за год до того, как предполагалось, или через год после того».

Кроме того, в недавно опубликованной работе Буний и Хсу демонстрируют, что «червоточины» крайне нестабильны. «Стоит слегка измениться внешним условиям, как система рассыплется на части, словно карточный домик, — сказал Хсу. — Есть также шанс, что она не продержится достаточно долго, чтобы путешественник успел добраться до другого конца тоннеля».

Такова плохая новость. Однако у этой нестабильности есть и хорошая сторона. Ученые выдвигают предположение, что гипотетическая материя, которая должна бы заполнять квантовые тоннели изнутри, имеет те же свойства, что и темная энергия, ускоряющая расширение Вселенной. (Именно за это открытие, напомним, в 2011 году присуждена Нобелевская премия по физике.)

Ученые предлагали различные возможные качества этой темной энергии, но, по утверждению Хсу, большая часть этих качеств, вызывающих самое сильное ускорение, нестабильна. А это, в свою очередь позволяет предположить, что Вселенная не закончится «большим разлетом», при котором усиливающееся космическое ускорение в результате приведет к тому, что на части разлетятся галактики, звезды, планеты и даже атомы.

«Если темная энергия обладает качествами, которые могут привести к «большому разлету», — считает Хсу, — то она, вероятно, прекратит свое существование из-за своей внутренней нестабильности задолго до того, как мы приблизимся к моменту полного распада».

В ПРОШЛОЕ ВСЕ ЖЕ НЕ ПРОРВАТЬСЯ?..

Нынешние исследования — далеко не первые попытки создать хотя бы теоретические предпосылки для разработки машины времени. Решение уравнений Общей теории относительности Эйнштейна, согласно которому получалось, что путешествие в прошлое все-таки возможно, в 1924 году получил венгерский математик Корнелиус Ланцош. Его выводы, в свою очередь, подтвердил голландец Биллем ван Стокум. И, наконец, блеск данной теории привел в 1949 году австрийский математик Курт Гёдель, который тогда был сотрудником принстонского Института фундаментальных исследований.

Кстати, там же и в то же время работал и автор теории относительности Альберт Эйнштейн, который говаривал, что ходит на работу только для того, чтобы возвращаться домой вместе с Гёделем. По дороге ученые обсуждали всевозможные теоретические проблемы. Именно Эйнштейн и заинтересовал Гёделя математическими проблемами путешествий по времени.

Тот взялся за дело и вскоре выяснил, что Общая теория относительности не исключает теоретическую возможность путешествий из настоящего в прошлое. Правда, по Гёделю получилось, что сама Вселенная при этом должна иметь совершенно особое строение. Ученый представил наш мир в виде бесконечного цилиндра, заполненного некой гравитирующей материей, которая к тому же вращается вокруг центральной оси с высокой и постоянной угловой скоростью.

Курт Гёдель очень хотел узнать, не напоминает ли Вселенная его модель на самом деле. Он не раз спрашивал астрономов, нет ли у них доказательств, что наш мир все-таки вращается. Однако в середине прошлого века таких свидетельств обнаружить не удалось. Лишь совсем недавно американские физики, возглавляемые профессором Мичиганского университета Майклом Лонго, пришли к заключению, что вращение Вселенной вполне возможно.

Однако спектральный анализ реликтового микроволнового излучения, оставшегося после Большого Взрыва, хоть и свидетельствует о том, что наша Вселенная, возможно, вращается, но делает она это чрезвычайно медленно. Кроме того, по форме она скорее всего представляет собой не цилиндр, а шар, раздувающийся со все возрастающей скоростью. А коли так, то теория Гёделя плохо согласуется с практикой. Стало быть, возможность путешествия во времени пока остается не доказанной.