Подорож у часі

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Один із варіантів зображення машини часу.

Подорож у часі (ПУЧ, ПВЧ) — гіпотетичне переміщення навмисно чи випадково з однієї часової точки в іншу штучним або природним шляхами. Теоретично переміщатися в часі можуть живі і неживі об'єкти, інформація і матерія.

За об'єктивністю подій подорожі в часі діляться на навмисні та випадкові. Навмисні подорожі створюються усвідомлено за допомогою підручних засобів, випадкові — зазвичай через попадання об'єкта в певну зону простору, де закони природи (час) можуть спотворюватися на відміну від їхньої звичайної дії на нашій планеті.

За характером спрямованості щодо тимчасової осі ПВЧ можуть здійснюватися в двох напрямках: з минулого в майбутнє і з майбутнього в минуле. Пункт сьогодення в цьому контексті часто не грає ніякої ролі, оскільки це поняття відносне і залежить від стороннього спостерігача.

Подорожі в часі можуть здійснюватися штучним і природним шляхами. Будь-які штучні технічні пристрої — вигадані чи гіпотетичні — які використовуються для досягнення процесу подорожей у часі, зазвичай називаються «машинами часу». Суть природного варіанту полягає в маніпулюванні законами природи в певних точках простору (спонтанний перенос).

Деякі інтерпретації подорожей у часі також показують, що спроба ПВЧ може призвести до виникнення паралельного всесвіту, історія якого буде розходитися на відміну від оригінальної історії мандрівника після моменту (певної точки часу) його прибуття в минуле.

Витоки концепції[ред.ред. код]

Не існує однозначної точки зору щодо того, які письмові роботи повинні бути визнані найбільш ранніми прикладами подорожей у часі, так як безліч ранніх робіт неоднозначно вказують на процеси подібного роду. Стародавні народні казки і міфи іноді згадують щось подібне: наприклад, в індуїстській міфології «Махабхарата» оповідає історію короля Ревайта, хто подорожує на небеса, щоб зустрітися з творцем Брахмою, і був вражений, повернувшись на Землю, дізнавшись, що з тих пір пройшло багато століть. Ще одна з ранніх відомих історій, яка привертає увагу про подорож у далеке майбутнє, - японська історія про Урасіму Таро, вперше описана у «Nihongi» (720). Мова йде про молодого рибалку, який відвідує підводний палац і лишається там протягом трьох днів. Після повернення до свого села він устійнює, що минуло триста років, де він давно забутий, його будинок у руїнах, а сім'я давно мертва. Інший дуже старий приклад такого роду історії можна знайти в Талмуді з розповіді про Хоні Га-Меаґеля, який заснув на 70 років і прокинувся у світі, де його онуки стали бабусями і дідусями, а всі друзі і сім'я померли(це не подорож у часі, це гібернація). Більш рання історія 1819 року Вашинґтона Ірвінґа «Ріп ван Вінкль» говорить про аналогічну концепцію, розповідаючи про людину на ім'я Ріп Ван Вінкль, який прокинувся через двадцять років у майбутньому, де він забутий, його дружина померла, а дочка виросла(те ж саме). Стан сну було також використано для подорожі в часі в історії Тадея Булгаріна «Правдоподобные небылицы», де головний герой прокидається в XXIX столітті(те ж саме).

Інша, недавня історія з участю подорожі в майбутнє, Луїса-Себастьяна Мерсьє «L'An 2440, rêve s'il en fût jamais» («Рік 2440: Сон, який був»), утопічний роман, у якому головний герой транспортується в 2440 рік. Надзвичайно популярна робота (вона пройшла через двадцять п'ять видань після своєї першої появи в 1771 році) описує пригоди неназваної людини, яка після участі в гарячій суперечці з другом-філософом про несправедливість Парижа засинає і виявляє себе в Парижі майбутнього. Роберт Дарнтон пише, що «незважаючи на самопроголошений характер фантазії ... . L'An 2440 зарекомендував читати себе як серйозний путівник про майбутнє».

Зворотні подорожі в часі здаються сучаснішими ідеями, але походження цього поняття також дещо неоднозначно. Однією з перших історій зі зворотними ПВЧ - «Мемуари XX століття» (1733) Семюеля Меддена, яка, в основному, показує серію листів англійських послів у різних країнах британському лорду, головному скарбнику, а також кілька відповідей від британського МЗС нібито написані в 1997 і 1998 рр. з описом умов того часу. Пол Алкон пізніше кваліфікує це, написавши: «Це буде розтяганням нашої щедрості похвалити Меддена за те, що він вперше показав мандрівника, що прибуває з майбутнього», але також підкреслює, що Медден «заслуговує на визнання в якості першого експерименту щодо подорожей у часі артефактів, відправлених з майбутнього, щоб вони могли бути виявлені в даний час».

У 1836 році Олександр Вельтман опублікував «Предки Камілероса», який було названо першим оригінальним російським романом наукової фантастики, який використовував подорожі в часі. У ньому оповідач їде до Стародавньої Греції на гіппогрифі, зустрічає Аристотеля і йде в похід з Олександром Македонським перш ніж повернутися в XIX століття.

Іншим яскравим прикладом ранніх подорожей у часі в художній літературі є оповідання «Годинник, який йшов назад» Едварда Мітчелла, що з'явилося в журналі New York Sun в 1881 році.

Марк Твен написав твір «Янкі з Коннектикуту при дворі короля Артура» (1889), в якому головний герой потрапляє в часи короля Артура. Розповідь прояснювала концепцію ПВЧ для широкої аудиторії, а також була однією з найперших історій, що показує історію змін у часі через дії мандрівника в часі.

Перше оповідання про ПВЧ, що показує процес за допомогою машини часу, був El Anacronópete Енріке Гаспара (1887). Ця ідея здобула популярність зі знаменитого твору Герберта Уеллса «Машина часу», опублікованого в 1895 р. (йому передує менш впливова історія подорожей у часі 1888 р. під назвою «Хронічні аргонавти»), який також включав концепцію машини часу і яка часто розглядається як джерело натхнення для всіх наступних історій наукової фантастики подібного жанру з використанням транспортних засобів, що дозволяє оператору управляти процесом цілеспрямовано й вибірково. Термін «машина часу», придуманий Уеллсом, у наш час[Коли?] усюди використовують для позначення такого транспортного засобу.

З тих пір як наука, так і художня література значно розширили концепцію подорожей у часі.

Теорія[ред.ред. код]

Діаграма парадокса близнюків

Деякі теорії, в першу чергу, спеціальна і загальна теорії відносності дозволяють припустити, що відповідна геометрія простору-часу або конкретні види руху в просторі можуть дозволити процес ПВЧ в минуле і майбутнє за умови можливості цих геометрій і рухів. У технічних документах фізики, як правило, уникають вживати звичайною мовою слова «переміщення» або «подорожі» в часі («рух» зазвичай відноситься тільки до зміни просторового положення), і замість цього обговорюють можливість існування замкнутих часоподібних кривих світових ліній, які утворюють замкнуті петлі в просторі-часі, що дозволяє об'єктам повернутися у своє власне минуле. Існують, як відомо, рішення рівнянь загальної теорії відносності, що описують простір-час, які містять замкнуті часоподібні криві (наприклад, простір-час Геделя), але фізична правдоподібність цих рішень є невизначеною.

Відносність стверджує, що якби хтось віддалився від Землі на релятивістських швидкостях і повернувся назад, на Землі минуло б більше часу, ніж для мандрівника. Іншими словами, теорія відносності дозволяє «подорожувати в майбутнє» (згідно з нею, не існує єдиної об'єктивної відповіді на питання, скільки часу в «реальності» пройшло між стартом і поверненням, але є об'єктивна відповідь на питання, наскільки б постаріли Земля і мандрівник, див. парадокс близнюків). З іншого боку, багато хто в науковому товаристві вважають, що зворотні ПВЧ малоймовірні. Будь-яка теорія, яка дозволила б реалізувати концепцію подорожей у часі, зажадала вирішення проблем причинності. Класичний приклад-проблема, пов'язана з причинністю «Парадокс дідуся»: що було б, якщо б хтось повернувся в минуле і вбив свого власного діда до народження свого ж батька? Але деякі вчені вважають, що парадоксів можна уникнути або апелюючи до принципу Новікова, або поняттям розгалуження паралельних всесвітів

Гіпотетично чорні діри можуть бути ключем до подорожей у часі.

Туризм в часі[ред.ред. код]

Стівен Хокінг якось запропонував, що відсутність туристів з майбутнього є аргументом проти існування подорожей у часі - свого роду, це варіант парадоксу Фермі. Звичайно, це не є доказом, що подорожі в часі фізично неможливі, оскільки може бути так, що подорожі в часі фізично можливі, але просто вони ніколи не були розроблені (або просто ніколи не використовувалися з обережністю). Втім, навіть якщо вони розвинені, Хокінг відзначає, що ПВЧ може відбуватися в цілком іншій точці викривленого простору або ж мандрівники в часі не можуть подорожувати до визначеної дати - наприклад, дати створення машини часу - «Ця картина могла б тоді пояснити, чому до нас досі не були запущені туристи з майбутнього». Карл Саган також колись запропонував можливість того, що мандрівники в часі можуть перебувати серед нас, але вони приховують своє існування.

Загальна теорія відносності[ред.ред. код]

Проте загальна теорія відносності дозволяє припустити існування наукових підстав, що дозволяють думати про зворотні ПВЧ в деяких незвичайних сценаріях, хоча аргументи з квазікласичної гравітації дозволяють припустити, що коли (якщо) квантові ефекти будуть включені в ЗТВ, ці лазівки можуть бути закриті. Ці квазікласичні аргументи навів Хокінг, сформулювавши хронологію захисної гіпотези, яка передбачає, що фундаментальні закони природи запобігають подорожей у часі, але треба зазначити, що фізики досі не прийшли до певного судження з даного питання, оскільки відсутня єдина теорія всього, що напевно включає в себе теорію квантової гравітації, квантову механіку і загальну теорію відносності.

У фізиці[ред.ред. код]

ПВЧ в минуле теоретично допускається при використанні таких методів: надсвітлової швидкості, космічних струн і чорних дір, червоточини і двигуна Алькубіерре.

Надсвітлова швидкість[ред.ред. код]

Якщо б об'єкт був у змозі переносити інформацію або речовину з однієї точки в іншу швидше за світло, то, згідно зі спеціальною теорією відносності, існувала б деяка інерціальна система відліку, в якій сигнал або об'єкт рухався б назад в часі. Це наслідок відносності одночасності в спеціальній теорії відносності стверджує, що в деяких випадках різних систем відліку неможливе існування двох однакових подій у різних місцях «в один і той же час». Якщо одна з двох подій представляє відправку сигналу з одного місця, а друга подія представляє прийом того ж сигналу в іншому місці, до тих пір, поки сигнал рухається зі швидкістю світла або трохи повільніше, то математика одночасності гарантує, що всі системи відліку констатують, що передача події сталася до прийому події.

Однак, у випадку руху гіпотетичного сигналу швидше за швидкість світла, завжди існуватимуть деякі виміри, в яких сигнал був отриманий перш ніж він був надісланий, тож, можна сказати, що сигнал подорожував назад у часі. І так як один з двох фундаментальних постулатів спеціальної теорії відносності стверджує, що закони фізики повинні працювати однаково в кожній інерціальній системі, то, якщо це можливо для сигналів у випадку зворотного ПВЧ в одному вимірі, це повинно відбуватися і у всіх інших вимірах.

Згідно зі спеціальною теорією відносності, це зайняло б нескінченну кількість енергії, щоб прискоритися до швидкості світла. Хоча відносність не забороняє теоретичне існування тахіонів, які рухаються швидше світла в будь-який час, при необхідному аналізі за допомогою квантової теорії поля, здається, що це не буде обставиною їхнього використання для передачі інформації швидше за швидкість світла.

Використання червоточини[ред.ред. код]

Кротові нори є гіпотетичним викривленим простором-часом, які також вирішуються рівняннями поля Ейнштейна за допомогою загальної теорії відносності, хоча зараз невідомо, яким чином можна подорожувати через червоточину.

Пропонується існування спеціальної машини часу і використовуваної прохідною кротової нори (гіпотетично) наступним чином: один кінець червоточини прискорюється до швидкості світла, можливо, з розвиненою системою руху, а потім повертається до місця походження. Крім того, інший шлях передбачає взяття одного входу кротової нори і переміщення його в межах гравітаційного поля об'єкта, який має більшу вагу, ніж інший вхід, а потім повернення його в положення поруч з іншими входами. Під час обох цих методів відбувається уповільнення часу в кінці червоточини.

Згідно з сучасними теоріями про природу кротячих нір, будівництво прохідної кротової нори вимагає існування речовини з негативною енергією (часто згадується як «екзотична матерія»). Технічно, червоточини простору-часу вимагають розподілу енергії, що порушує різні умови енергії, такі як ізотропна енергетична умова разом з умовами слабкої, сильної та домінуючої енергією. Відомо, що квантові ефекти можуть призвести до невеликих вимірних порушень ізотропної енергетичної умови, і багато фізиків вважають, що потрібна негативна енергія гіпотетично може існувати завдяки ефекту Казимира у квантовій фізиці. Хоча перші розрахунки свідчать, що потрібна дуже велика кількість негативної енергії, пізніші показали, що кількість негативної енергії можна зробити як завгодно малою.

Способи подорожі в майбутнє[ред.ред. код]

Сучасна наука допускає кілька можливих способів подорожей в майбутнє (суворо кажучи, будь-яка людина подорожує в майбутнє, навіть коли вона просто лежить на дивані, так що мова йде про прискорену подорож):

1. Фізичний (на основі наслідків теорії відносності):

а) Рух зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Час подорожі, виміряний по годинах того, хто рухався з такою швидкістю, завжди менше виміряного по годинах того, хто залишався нерухомий («парадокс близнюків»).

б) Знаходження в області надвисокої гравітації, наприклад, поблизу горизонту подій чорної діри.

2. Біологічний - зупинка метаболізму тіла з подальшим відновленням. Наприклад, заморожування (Кріоніка).

Слід зауважити, що всі названі способи не передбачають будь-якого зворотного повернення у вихідний (точніше, будь-який більш ранній) момент часу, тобто не відповідають критеріям «машини часу», описаної в науково-фантастичної літератури (Г. Уеллс тощо).

Способи подорожі в минуле[ред.ред. код]

Є кілька гіпотетично можливих способів потрапити в минуле:

1. Загальна теорія відносності припускає можливість існування «Кротових нір» (англійський термін wormhole - червоточина). Це щось на зразок тунелів (можливо, дуже коротких), що з'єднують віддалені області в просторі. Розробляючи теорію Кротових нір, К. Торн і М. Морріс помітили, що, якщо переміщати один кінець (А) короткої нори з великою швидкістю, а потім наблизити його до іншого кінця (Б), то - в силу парадоксу близнюків - об'єкт, який потрапив в момент часу T у вхід А, може (див. нижче) вийти з Б в момент, що передує T (таким способом, проте, неможливо потрапити в час, що передує створення машини часу).

З рівнянь Ейнштейна випливає, що Кротова нора закриється раніше, ніж мандрівник зуміє пройти через неї (як, наприклад, у випадку «мосту Ейнштейна-Розена» - першої описаної кротової нори), якщо її не буде утримувати від цього так звана «екзотична матерія» - матерія з негативною щільністю енергії. Існування екзотичної матерії підтверджено як теоретично, так і експериментально (Ефект Казимира).

У 1936 р. Ван Штокум виявив, що тіло, що обертається навколо масивного і нескінченно довгого циліндра, потрапить в минуле (пізніше Ф. Тіплер припустив, що це можливо і у випадку циліндра скінченної довжини.) Таким циліндром могла б бути так звана космічна струна, але немає надійних свідоцтв, що космічні струни існують, і навряд чи є спосіб створювати нові.

Можна, нарешті, взагалі нічого не робити, а просто дочекатися, поки машина часу утворюється сама собою. Не видно ніяких підстав очікувати, що це відбудеться, але важливо, що якщо вона все ж таки утворюється, то це не увійде у протиріччя з якими відомими законами природи. Найпростіша модель такої ситуації - машина часу Дойча-Політцера.

Парадокси подорожей у часі[ред.ред. код]

Є кілька часто згадуваних аргументів проти подорожей в минуле:

1. Порушення причинно-наслідкових зв'язків.

2. «Парадокси». Припустимо, хтось в 11 ранку заряджає пістолет, в 11.30 створює машину часу, а в полудень (12.00) входить до неї. Потім, користуючись властивостями машини часу, він повертається до моменту 11.50, чекає, поки його молодша версія наблизиться до входу, і намагається її вбити. Він, звичайно, не може в цьому досягти успіху - людина здатна вистрілити тільки за умови, що він пережив те, що відбулося годину тому (за його годинником), до замаху. Виникає, однак, питання: що саме завадить йому (і всім його послідовникам)? Не приходимо ми в деяке протиріччя зі звичними уявленнями про свободу волі? Іноді парадоксом називають і іншу ситуацію, яка формулюється, наприклад, так («парадокс вбитого дідуся»): якщо онук повернеться в минуле і вб'є власного діда, його народження виявиться неможливим, але якщо він не народиться, то діда ніхто не вб'є, і його народження виявиться можливо. Що ж станеться насправді? Тут, однак, ніякого парадоксу немає, також як і ніякої невизначеності. Слова «людина» (або «онук») і «людина, чий дідусь не був убитий в колисці» по суті синоніми.

3. Відсутність документованих загальнодоступних фактів перебування у нашому часі прибульців з майбутнього.

У науці перша проблема не розглядається (машина часу і порушення причинно-наслідкових зв'язків - це просто синоніми, тут немає теми для обговорення). Рішення другий було знайдено лише недавно, див S. Krasnikov, Phys. Rev. D 62 (2000) 084028. Суть ідеї в тому, що при створенні машини часу виникає вкрай нетипова для класичної фізики невизначеність: як би добре ми ні знали початкові дані, ми не можемо однозначно передбачити еволюцію простору-часу. Причому серед нескінченно великої кількості можливих варіантів завжди є такий, в якому машина часу не з'являється. Таким чином, якщо ми бачимо людину, що намагається побудувати машину часу, то той факт, що він озброєний і сповнений рішучості через годину вистрілити, не означає, що вільна воля цієї людини буде незабаром чимось обмежена. У кращому випадку він означає лише, що одна можливість (з нескінченної кількості) виключена - протягом години машина часу в цьому місці не з'явиться.

У фантастиці перші дві проблеми вирішуються величезним числом способів. Ось деякі (докладне дослідження на цю тему з сотнями посилань можна знайти в P. Nahin «Time machines»):

Послідовність подій незмінна.

Паралельні світи як варіант розв'яазання парадоксів.

Подорожі в минуле керовані, але ніякими діями змінити хід історії неможливо. Прикладом такого підходу є «Помилка Ріллена Лі» Юрія Нестеренка. «Якщо деякий факт існує в часі, то як би ви не намагалися його змінити, результатом усіх ваших зусиль виявляється саме цей факт.» Таке явище фантаст Джон Уїнд назвав «хроноклазм». Наприклад, в романі Л. Лагіна «Блакитна людина» (1964) на інтереси, виховання, долю головного героя - вихованця радянського дитячого будинку - в 1959 році впливає стара більшовичка-викладачка; герой потрапляє до Москви 1894 року і сам, у свою чергу , виховує і визначає долю дев'ятирічної дівчинки у революційних інтересах; вона стає революціонеркою і потім виховує його самого в дитячому будинку. Аналогічним «хроноклазмом» можна вважати «Парадокс Фрая», в якому людина, відправившись у минуле, стає біологічним дідом самому собі. Також у книзі Гаррі Гаррісона «Фантастична сага» вікінги в XI столітті відкривають Америку тільки тому, що в XX столітті перебуває на грані банкрутства кіностудія вирішує терміново зняти «з натури» фільм про відкриття Америки вікінгами. Ще одним показовим прикладом, з використанням даного підходу, може служити фільм «Дванадцять мавп» режисера Террі Гілліама.

Подорожі в минуле некеровані. Наприклад, у циклі «Кінець Часу» Майкла Муркока при спробі порушити причинно-наслідковий зв'язок мандрівник повертається в свій час. У повісті Сергія Лук'яненка «Пристань жовтих кораблів» результатом подорожей у часі стають тимчасові розломи, раптово і непередбачувано перекидають область простору в минуле або майбутнє.

При переміщенні в часі мандрівник ще й переміщається в просторі. Наприклад, при переміщенні на 1 рік тому він переміщається на 1 світловий рік (рівно ту відстань, з якого він не зможе вплинути на події точки відправлення). З цих міркувань випливає, що подорожувати можна тільки через викривлення простору-часу, тобто через червоточини.

Послідовність подій змінювана.

Кожна подорож в минуле створює нову реальність, так що парадокси не мають місця. У старій реальності нічого не змінюється, крім того, що мандрівник у часі безслідно зникає. Так, вбивство дідуся призведе до того, що виникне нова реальність, де мандрівник у часі не народжувався, а його дід був убитий; паралельно їй залишиться стара реальність, де з дідом нічого не сталося.

У популярній культурі[ред.ред. код]

В літературі[ред.ред. код]

My z maybutnyogo.jpg

В кіно[ред.ред. код]

Див. також[ред.ред. код]

Посилання[ред.ред. код]

Наукова фантастика Це незавершена стаття про наукову фантастику.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.