double arrow

Как человечество само замедляет время


Путешествия во времени на протяжении многих поколений являются заветной мечтой многих жителей нашей планеты. Они нашли отображение в романах фантастов и современном кинематографе.

Вот и вышедший сегодня на большие экраны фильм "Интерстеллар" обыгрывает эту тему весьма изящным образом. Но вернeмся к основному вопросу: путешествиям во времени. Возможны ли они на самом деле или же это лишь выдумки писателей-фантазeров? Начнeм с плохих новостей. Мы вряд ли сможем отправиться в прошлое, чтобы увидеть, как возводятся египетские пирамиды. За последний век многие учeные выдвигали различные теории, предполагающие, что путешествие во времени возможно лишь в будущее. А вот возвращение в прошлое – это куда более сложная задача. Однако невозможная ли?

Альберт Эйнштейн заложил фундамент теоретической науки, регулирующей сегодня большинство исследований в области путешествий во времени. Разумеется, учeные вроде Галилея и Пуанкаре тоже сделали важный вклад в это направление, но именно теории Эйнштейна резко изменили представление человечества о времени и пространстве. Благодаря труду этого учeного мы до сих пор верим в то, что путешествия во времени возможны.

Одним из наиболее реалистичных способов совершить прыжок во времени многие учeные считают кротовую нору, или, как еe называют учeные, мост Эйнштейна - Розена. В фантастических фильмах довольно часто обыгрывается ситуация, когда некий туннель соединяет две точки во времени и пространстве, позволяющий героям совершать невероятные путешествия. Общая теория относительности допускает существование таких туннелей.

Ещe в 1935 году Эйнштейн вместе со своим коллегой Натаном Розеном предположили существование кротовых нор. Правда, с тех пор человечеству так и не удалось обнаружить ни одного подобного туннеля. Многие учeные выдвигали свои собственные теории относительно того, как эти червоточины в пространстве и времени могут функционировать. Стивен Хокинг и Кип Торн, вероятно, внесли наибольший вклад в данную область науки. Именно Кип Торн, физик-теоретик из Калифорнийского технологического института, помог режиссeру Кристоферу Нолану с научным обоснованием сценария его фильма "Интерстеллар".

Давайте ненадолго представим, что Эйнштейн был прав и кротовые норы действительно существуют. В конце 80-х Кип Торн заявил, что червоточина может быть использована человеком в качестве "машины времени". Согласно общей теории относительности Эйнштейна, червоточина может выступать в роли короткого моста, соединяющего две точки, находящиеся на огромном расстоянии друг от друга. А при помощи определeнных типов кротовых нор можно совершить путешествие не только в пространстве, но ещe и во времени. Причeм как в прошлое, так и в будущее.

Для этого, правда, необходимо каким-то образом разогнать один из входов туннеля до световой скорости, а затем вернуть в исходное состояние. Второй вход при этом остаeтся неподвижным, благодаря чему время для него идeт гораздо быстрее, чем для входа, перемещающегося на скорости света. Возникает эффект замедления времени для одного входа, а второй продолжает существовать при нормальном течении времени. По сути, червоточина после подобных манипуляций будет соединять настоящее с прошлым.

Но этот метод имеет серьeзное ограничение, так как даже будь у нас технология для создания подобных кротовых нор, мы могли бы вернуться в прошлое ровно до того момента, когда они были бы созданы. Вернуться во времени за пределы этой точки у нас не получилось бы при всeм желании. Увидеть, как египтяне строят свои пирамиды, у нас не выйдет.

Вторая проблема этого метода путешествий во времени, как вы уже могли заметить, это необходимость разгона одного из входов туннеля до скорости света. В своей работе 1988 года Кип Торн со своими коллегами предположил, что "продвинутые существа могли бы осуществить такой манeвр, резко переместив один из входов в червоточину гравитационным или электронным способом". Человечество, разумеется, пока этого делать не научилось. Зато мы научились перемещаться в будущее. Правда, совсем на чуть-чуть.

В последние десятилетия мы наблюдали за тем, что некоторые аспекты причудливых теорий Эйнштейна доказали свою состоятельность. Одним из самых захватывающих событий в мире современной науки стало доказательство существования замедления времени. Несмотря на то, что все эти годы мы основывались лишь на теориях великого учeного, эксперимент, продемонстрировавший нам реальность этого явления, был осуществлeн лишь год назад. Именно благодаря этому феномену мы можем путешествовать в будущее.

Феномен замедления времени основывается на идее, что время идeт медленнее для движущихся часов, нежели для тех, которые остаются неподвижными. Гравитационные силы также оказывают влияние на ход времени. Чем больше гравитация, воздействующая на объект, и чем выше его скорость, тем больше будет разница во времени с другим объектом, на который ничто не влияет. Чeрные дыры вроде той, которая была изображена в фильме "Интерстеллар", обладают такой колоссальной массой, что объекты, находящиеся рядом с ними, очень сильно замедляются во времени.

Благодаря существованию космических исследовательских программ, выходит так, что мы уже много лет, сами того не подозревая, занимались замедлением времени. Именно поэтому часы на Международной космической станции отстают от земных часов. Благодаря тому, что станция движется очень быстро, а сила гравитации для неe ослаблена, время для неe начинает идти быстрее. Получается, что чем ближе мы к поверхности нашей планеты, тем медленнее для нас течeт время. Поэтому и показания различных часов на Земле не совпадают идеально – они расположены на разной высоте над уровнем моря.

Ещe один удачный пример замедления времени мы можем наблюдать на примере GPS-спутников. GPS-чип в вашем смартфоне воспринимает сигналы от 24 разных спутников, постоянно кружащих над поверхностью Земли. Расчeт вашего точного местоположения осуществляется на основе измерения моментов времени приeма синхронизированного сигнала от навигационных спутников.

При создании навигационных GPS-систем учeные выяснили, что атомные часы, установленные на спутниках, демонстрируют более быстрое течение времени, так как спутники перемещаются по орбите Земли со скоростью более 14 000 километров в час. Из-за этого спутники теряют по 8 микросекунд в сутки. Это, конечно, не так много, но даже такой погрешности достаточно для того, чтобы возникла серьeзная ошибка в расчeтах местоположения объектов на Земле. Из-за этого учeным пришлось написать алгоритм, который вносит поправки в течение времени на спутниках, чтобы компенсировать этот релятивистский эффект.

Последствия всех этих открытий поистине огромны. Только представьте себе, что будет, если однажды у нас будет возможность сесть в космический корабль и на огромной скорости умчаться от своей планеты, а потом, некоторое время спустя, вернуться обратно. Вернуться уже в будущее. Звучит как научная фантастика, но у всего этого есть реальное научное подтверждение.

Главные вопросы остаются открытыми: сможем ли мы однажды увидеть эту научную фантастику в действии и возможны ли путешествия назад во времени? Ответов на эти вопросы у науки пока нет. Теории Альберта Эйнштейна исключают обратную перемотку времени. Но это ведь всего лишь теории. Возможно, в будущем один из великих умов нашей планеты сможет доказать, что Эйнштейн ошибался.

Что же касается машины времени на основе кротовых нор, мы пока не знаем, как они устроены на самом деле. Да и создавать свои собственные червоточины человечество пока не научилось. Остаeтся лишь мечтать, фантазировать и продолжать искать пришельцев из будущего среди нас. Кстати, вы знали, что некоторые учeные действительно уже на протяжении многих лет ищут путешественников во времени среди населения Земли? Пока, к сожалению, ни одного найти не удалось.

От себя хочу посоветовать вам обязательно посмотреть фильм "Интерстеллар", так как затронутые в нeм научные вопросы интересуют многих из нас. Этот фильм продемонстрирует вам кротовые норы и чeрные дыры максимально точно с точки зрения науки во многом благодаря сотрудничеству с Кипом Торном. Прежде всего – это очень красиво. Да и заглянуть туда, где пока не был ни один человек, разве это не замечательная возможность?


Сейчас читают про: