Билет в завтрашний день: научные способы путешествия во времени

Желание заглянуть в будущее, узнать свою судьбу или оказаться в иной эпохе свойственно человеку с древних времен. Люди пишут книги, снимают фильмы и строят догадки, пытаясь приоткрыть завесу времени. Но если отбросить фантастику с машинами времени и искривляющимся пространством, что нам может предложить настоящая наука? Существуют ли физические способы попасть в будущее? Оказывается, физика и биология дают нам несколько удивительно реальных рецептов. Способы непростые — но и задача нетривиальная.

Рецепт первый: скорость и парадокс близнецов

Первый и самый элегантный способ подарил нам Альберт Эйнштейн. Его теория относительности раскрыла удивительный факт: время не является единым для всех и абсолютным. Оно течет по разному для объектов, движущихся относительно друг друга. Этот эффект, называемый релятивистским замедлением времени, открывает дорогу к настоящим путешествиям в будущее.

Представьте себе космический корабль, способный разогнаться до скорости, близкой к скорости света (около 300 тысяч километров в секунду). Для членов экипажа на борту время будет идти своим чередом, они будут есть, работать и стареть. Но для наблюдателя, оставшегося на Земле, пройдут десятилетия или даже столетия.

Вернувшись из такого полета, который по корабельным часам занял, скажем, пять лет, космонавты обнаружат, что на их родной планете сменилось несколько поколений. Они станут живыми пришельцами из прошлого, шагнув в собственное будущее. Технически это путешествие возможно, проблема лишь в том, чтобы создать двигатель, способный разогнать космический корабль до таких немыслимых скоростей. Это требует колоссальных запасов энергии, но не противоречит законам физики.

Интересно, что этот эффект уже имеет экспериментальное подтверждение в микромире. В 1971 году ученые провели эксперимент с атомными часами на борту реактивных самолетов. Часы, облетевшие Землю, действительно отстали от своих неподвижных близнецов, оставшихся в лаборатории, ровно на ту величину, которую предсказывала теория относительности. Там разница исчислялась наносекундами, но для человека, совершившего межзвездный перелет, она может стать годами.

Рецепт второй: гравитация и искривление времени

Второй путь лежит через область, пограничную между физикой и астрономией, и связан он с силой тяжести. Эйнштейн доказал, что гравитация также искривляет время: чем сильнее гравитационное поле, тем медленнее оно течет. Вблизи массивного объекта время для космонавта будет идти медленнее, чем вдали от него. Если бы мы могли построить колонию в зоне сильного притяжения, а затем вернуться в область с более слабой гравитацией (например, на Землю), мы бы обнаружили временной разрыв.

Здесь важно понимать один тонкий момент, который часто упускают из виду. Замедление времени зависит не столько от силы тяжести, которую вы ощущаете на поверхности (то есть от ускорения свободного падения), сколько от так называемого гравитационного потенциала — грубо говоря, от того, насколько глубоко вы находитесь в гравитационной яме. Именно поэтому в фильме «Интерстеллар» герои оказались на планете Миллер, которая находилась в опасной близости от сверхмассивной черной дыры Гаргантюа. На самой планете гравитация была лишь немногим выше земной, и астронавты двигались почти свободно. Но время там текло чудовищно медленно: один час равнялся семи годам на Земле.

Как же так получилось? Гаргантюа это сверхмассивная и к тому же быстро вращающаяся черная дыра. Ее масса колоссальна, поэтому горизонт событий находится очень далеко от центра. Планета Миллер вращалась всего в нескольких тысячах километров над этим горизонтом, то есть на краю глубочайшей гравитационной пропасти. Гравитационный потенциал там был огромен, что и вызывало сильнейшее замедление времени. Но из за чудовищной массы дыры склоны этой гравитационной ямы были пологими: разница в притяжении между ближней и дальней стороной планеты оказалась незначительной, поэтому планету не разорвало приливными силами. Это блестящий пример того, как теория относительности допускает существование мест, где время почти останавливается, но при этом можно стоять на поверхности и не быть раздавленным.

Но пока этот способ годится разве что для фантастических романов. Однако мы можем наблюдать этот эффект в масштабах Вселенной. Астрономы фиксируют замедление времени в окрестностях плотных объектов, а гравитационное линзирование позволяет нам заглядывать в прошлое. Сама наша планета, будучи массивным телом, тоже замедляет время, хотя и незначительно. Жизнь в подвале будет протекать на ничтожные доли секунды медленнее, чем на вершине горы просто потому, что вы ближе к центру гравитации Земли. Мы буквально купаемся в океане времени, который течет с разной скоростью у наших ног и у нашей головы.

Рецепт третий: анабиоз и крионика

Третий подход более приземленный и уже активно разрабатывается учеными. Речь идет об анабиозе или искусственной спячке. Многие животные, например, медведи или суслики, умеют замедлять метаболизм, чтобы пережить холодную зиму. Человек пока так не может. Но представьте, что мы научились вводить космонавтов в состояние глубокой заморозки или анабиоза на сотни лет, пока их корабль медленно летит к далекой звезде.

За это время на Земле пройдет огромный срок, а путешественники практически не постареют. Проснувшись у цели, они окажутся в мире, который для них является далеким будущим. С технической точки зрения это сложнейшая задача крионики: нужно не просто заморозить человека (кристаллы льда разрушают клетки), а перевести его в состояние анабиоза без вреда для организма, а затем безопасно разбудить. Но исследования в этой области ведутся, и, возможно, первый человек, который отправится в будущее, будет спать в криокамере.

Ученые уже научились вводить в состояние анабиоза мышей и даже крупных животных, используя специальные соединения, например, сероводород, замедляющий метаболизм. Полная заморозка с последующим размораживанием пока удается только на уровне отдельных клеток и крошечных эмбрионов. Но прогресс в этом направлении открывает не только путь к звездам, но и возможность буквально переждать неизлечимую сегодня болезнь, отправив свое тело в будущее, где для нее найдется лекарство.

Рецепт четвертый: цифровое бессмертие

Наконец, давайте придумаем четвертый, немного более экзотический способ, основанный на последних достижениях квантовой физики. Что, если путешествие в будущее это не перемещение тела, а перемещение сознания? Ученые уже работают над созданием интерфейсов мозг-компьютер, а также над технологиями высокоточного сканирования мозга. Гипотетически можно представить себе процедуру «оцифровки» личности. Все нейронные связи, воспоминания, характер человека копируются и переносятся в мощный компьютер, создавая цифровую копию.

Эта копия будет существовать в виртуальной реальности. Внешний мир для нее может течь с любой скоростью. Пока биологическое тело человека живет один год, его цифровой аватар в симуляции может прожить тысячу лет, или наоборот, компьютер может быть отключен на столетия, а затем включен вновь. Сознание, проснувшееся в машине через сто лет, также окажется в будущем, пусть и в бестелесной форме. Пока это выглядит как сюжет для киберпанка, но развитие искусственного интеллекта и нейронаук делает эту фантазию все более осязаемой перспективой.

Этот путь ставит перед нами сложнейший философский вопрос: а будет ли цифровая копия тем же самым человеком, той же личностью, или это просто очень умный двойник, который считает себя вами? Путешественник ли тот, кто остался в стареющем теле и умер, или тот, кто продолжает мыслить в виртуальности? Наука пока не готова дать ответ на этот вопрос, но сама возможность его постановки заставляет нас задуматься о природе человеческого сознания.

Рецепт пятый: эффект наблюдателя

А что если будущее уже здесь, просто мы его не замечаем? Квантовая механика предлагает совершенно иной взгляд на реальность. Согласно одной из интерпретаций, частица существует во всех возможных состояниях одновременно до тех пор, пока на нее не посмотрит наблюдатель. В масштабах Вселенной это означает, что будущее может быть не предопределенным, а вероятностным.

Некоторые физики, размышляя об эксперименте с отложенным выбором, предполагают, что наше наблюдение в настоящем способно влиять на события в прошлом. Если это так, то, возможно, существуют состояния сознания или квантовые эффекты, позволяющие нашему восприятию «перескакивать» на ту линию времени, которую мы считаем будущим. Это не путешествие в физическом смысле, а скорее изменение угла восприятия реальности. Медитативные практики, измененные состояния сознания или просто предельная концентрация могут быть тем самым ключом, который позволит нам ощутить время не как реку, текущую в одном направлении, а как океан возможностей.

Итак, что же мы имеем? Попасть в будущее, не нарушая законов природы, можно. Для этого нужно либо разогнаться до немыслимых скоростей, либо поселиться возле черной дыры, либо погрузить тело в анабиоз, либо рискнуть и перенести свой разум в цифровое пространство, либо научиться по новому смотреть на саму ткань реальности. У каждого из этих способов есть колоссальные технические и этические препятствия. Но главное, что они реальны. И возможно, когда нибудь люди будут отправляться в будущее также спокойно, как мы сейчас отправляемся в путешествие в другой город, с билетом в один конец.