Возможны ли перемещения во времени? От фантастики до физики
Спикер: Эмиль Ахмедов — д.ф.-м.н., заведующий кафедрой теоретической физики им. Л.Д.Ландау МФТИ, автор около 90 научных работ и монографий.
Доклад прозвучал 19 октября 2025 г. в рамках научно-просветительского форума «Ученые против мифов. За миллион лет до конца фильма» (организатор АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ)
Стенограмма: Ирина Долгининская
Александр Соколов: Здравствуйте. Друзья, проголосуем? Итак, что бы вы сделали, если бы переместились на 100 лет в прошлое? Раздавили бы бабочку, встретились бы со своим прапрадедушкой, встретились бы с исторической личностью (какой хотите), узнали бы, как оно было на самом деле, стали бы букмекером или постарались бы поскорее вернуться обратно. Пожалуйста, воспользуйтесь QR-кодом или ссылкой в чате и проголосуйте.
Эмиль, скажите, а если полететь в 2016 год и там сорвать первый форум «Учёные против мифов», мы бы с вами на этой сцене не встретились? Поговорим об этом.
Эмиль Ахмедов: Я бы, кстати, добавил к вопросам раздавили бы бутылочку.
Итак... Хотелось бы бороться с мифами, а не творить их, но, к сожалению, мне придется рассказывать про очень конфузную тему, в которой нет согласия даже среди ученых, и она пока еще находится в стадии разработки и очень плохо понятная. Ну в общем, я попытаюсь вам рассказать, что на данный момент понятно, что непонятно, что установленный факт, что не установленный факт.
Итак, можно констатировать, что на данный момент в физике не существует никакого принципа или закона, запрещающего путешествия во времени. Есть только так называемый здравый смысл, который запрещает нам нарушать причинно-следственную связь. Тем не менее, есть рассуждение на тему того, что можно путешествовать во времени, а при этом причинно-следственную связь не нарушать.
Это и будет предмет нашего обсуждения в частности. Эта тема очень популярная, потому что все мечтают отправиться в прошлое, что-то исправить или отправиться в прошлое и что-то узнать из каких-то тайн и так далее. И это есть во многих фильмах.
Среди парадоксов, которые возникают при путешествии во времени и обсуждаются и в литературе, и в фильмах, это так называемый эффект бабочки, который присутствует в фильмах «И грянул гром» и «Эффект бабочки». Парадокс убитого дедушки, но это вот то, что касается: сделать так, чтобы этот форум не произошел, отправившись в прошлое.
Ну и скольжение вперед-назад по времени, что присутствует в фильме «Довод». Также парадокс убитого дедушки, понятное дело, присутствует в фильме «Терминатор» и «Назад в будущее».
Что такое эффект бабочки, я вкратце сообщу. Мы про него не очень много будем говорить, но эффект бабочки это следующее. Дело все том, что если у вас какие-то происходят сложные процессы с участием большого количества компонент, частиц например, то существенную роль играет стахостичность процессов. И одной из характеристик стахостичности процесса является то, что если вы слегка поменяете начальные условия в какой-то начальный момент времени, то изменения в дальнейшем будут очень большие. То есть картина в будущем будет очень сильно отличаться при минимальном изменении начальных условий.
На этот счёт имеется отдельная наука, эффект бабочки – вот что, кто-то отправился в прошлое, и чтобы сильно не менять, вообще не менять будущее, стараются минимальные воздействия производить, но тем не менее кто-то наступает на бабочку, а когда возвращаются, то мир изменился до неузнаваемости. В этом смысле эффект бабочки даже и не нужен… Этот эффект можно обсуждать в каких-то моделях. Даже не теоретически, а можно эксперименты ставить с минимально отличными начальными условиями, которые будут приводить к дальнейшим, существенным отличиям. Это безотносительно путешествий во времени.
Итак, я теперь возвращаюсь к путешествиям во времени и буду обсуждать два других парадокса более подробно. Особенно я буду обсуждать парадокс, дедушки, касающийся первого заданного мне вопроса Почему на данный момент существуют некоторые ученые, которые считают, что в принципе путешествие во времени возможно? Дело в том, что в общей теории относительности могут существовать так называемые кротовые норы. Это некоторые объекты, о которых мы сейчас будем говорить, но они, помимо того, что могут позволять соединять удалённые области Вселенной и позволять путешествовать на большие расстояния. Они также могут соединять разные моменты времени и позволять путешествовать как в будущее, так и в прошлое. И эти объекты кротовые норы, являются решениями некоторых дифференциальных уравнений. Дело в том, что физика – это наука про то, как дифференциальные уравнения описывают некоторые изменения в пространстве и во времени, движении частиц. Ну, простейшее уравнение, которое вы знаете, оно дифференциальное. Это f=mA. В смысле, что сила заставляет частицу двигаться с ускорением. Это дифференциальное уравнение, потому что из него можно посчитать, вычислить, как при данной силе будет двигаться частица, по какой траектории и где она окажется через такой данный промежуток времени.
Подобного сорта дифференциальных уравнений, только уже значительно более сложные, описывают более сложную динамику, в том числе и пространство времени. И вот решениями таких дифференциальных уравнений являются кротовые норы. И мы сейчас обсудим с вами, откуда они вообще берутся, эти кротовые норы, и что нужно для того, чтобы такое решение было. Начнем мы с более простой ситуации.
В повседневной жизни мы сталкиваемся с радиоприёмниками, радиопередатчиками, лампами, излучателями, солнцем и так далее. Это всё, вот эти вот процессы, связанные с излучением электромагнитных волн, их поглощением и так далее, и передачей, это всё описывается так называемыми уравнениями Максвела. Они более простой пример. Они сложнее, чем дифференциальное уравнение Ньютона F=mA), но они проще, чем уравнения Эйнштейна, уравнения гравитации, решениями, коих являются кротовые норы. Диференциальные уравнения Максвелла, определяют то, как двигающиеся заряды создают электромагнитные поля. Например, в этих контактах происходит какое-то движение зарядов, приводят к образованию тока, который тоже является каким-то движением зарядов, приводящих к ионизации воздуха, который мы видим в виде такой искры.
Помимо этого к уравнению Максвела нужно добавить так называемое уравнение Лоренза, которое определяет то, как эти поля действуют на заряды и вы получаете такую замкнутую систему. С одной стороны есть заряды, которые создают поля, с другой стороны эти поля, которые созданы зарядом действуют на эти же заряды. Такая вот замкнутая система. Задачей электродинамики является решение такой системы уравнений.
Среди решений такой системы уравнений есть простое: если забить гвоздями два заряда, то они создадут электрическое поле, которое изображено слева. А если вы создадите в соленоиде постоянный ток, то он создаст поле такое, как у магнита. На самом деле, магнит приблизительно по той же причине создает такое же поле магнитное, как соленоид с током.
С другой стороны, это всё решение уравнений Максвела, то что я вам показывал. С другой стороны, так называемые электромагнитные волны, примером которых является свет, это тоже электромагнитные волны. Или электромагнитные волны, то, чем обмениваются наши смартфоны с вышками, и вышки там друг с другом и так далее. Значит, электромагнитные волны тоже являются решениями уравнений Максвела. Это всё просто, относительно, оно понятное дело сложно для неподготовленного человека, для подготовленного человека это проще, чем уравнение Эйнштейна. Уравнение Эйнштейна похоже во многом на уравнение Маквела, но и сложнее. По каким причинам, сейчас отдельный разговор. Но похожи они в следующем смысле: роль зарядов в уравнениях Эйнштейна в гравитации играет энергия. Вы все знаете в школе, что массы притягиваются друг к другу по закону гравитации Ньютона. Любая масса – это энергия, как вы знаете, потому что для заданной массы вы можете приписать ей энергию, которая равна nc2. Обратное, к слову, сказать неверно, не любая энергия – это масса. Но любая масса – это энергия. Так вот, уравнения Эйнштейна описывают, как данная энергия искривляет пространство-время и создает гравитационное поле.
С другой стороны, этим уравнениям можно добавить уравнения, которые описывают динамику в данном гравитационном поле данной энергии или данной массы. И вы тоже получите в некотором смысле вроде бы замкнутую систему. Всё сложнее. В данном случае, к сожалению, замкнуть систему совсем не получится. Но, тем не менее, похожесть некоторая и есть с уравнениями Максвела, что у вас есть заряды, то есть энергия, которая создает поля, полем является гравитационное поле, которое мы описываем в виде искривления пространства-время, и искривления пространства-время, в свою очередь, действуют на эти заряды, то есть на массы, энергии и так далее. Так вот, кротовые норы являются решениями этих уравнений. Теперь вопрос: при каких условиях? Сначала мы поговорим о том, вообще какие решения бывают в этой ситуации.
Простейшие решения, всем более-менее понятно, интуитивно, это если вы возьмете газовое облако в космосе, то оно, в результате притяжения различных частиц друг к другу, приведет к тому, что они начнут стягиваться и образуют в результате гравитирующее тело, коим может являться планета, звезда или даже что-то более сложное, типа черной дыры. Все зависит от ситуации и от деталей. Но, например, ситуация, при которой образуется звезда, то у вас происходит такое сжатие, которое возникает в результате притяжения различных частиц в этом облаке. В результате сжатия у вас увеличивается плотность вещества. Когда плотность достигает определенной величины, у вас зажигается последовательность термоядерных реакций. Термоядерные реакции разогревают этот газ, что приводит к тому, что наоборот, возникает ситуация, при которой он стремится распереться. А баланс сил между гравитационным притяжением и этим растаскиванием в результате разогрева – это и есть звезда, которую мы видим. Это решение уравнения Эйнштейна плюс динамики этих полей.
Ещё более простое «решение» уравнения Эйнштейна. Оно в некотором смысле похоже на два заряда, только в данном случае мы не имеем положительных и отрицательных зарядов. В гравитационных полях не бывает положительных и отрицательных заряд. Почему я взял это в кавычки слово «решение»? Потому что я тут как бы рассматриваю очень медленную ситуацию. Я считаю, что она практически статическая. Я не обсуждаю ситуацию, когда меня Земля и Луна забиты гвоздями. Но я обсуждаю ситуацию, когда есть Земля и я забываю про ее движение, а Луна очень медленно вокруг нее вращается. Очень медленно по сравнению с чем-то. Но в общей теории относительности можно сформулировать приближение, в котором я могу нарисовать приближенные гравитационные поля, которые существуют здесь, и медленно меняются во времени. Вот они там нарисованы. Значит, помимо этого решением уравнения Эйнштейна является и расширяющаяся Вселенная, которая возникает в результате следующего.
У вас есть пыль из галактик. Пыль возникает из-за того, что галактики представляют собой нечто вроде взвеси пыли; они не создают давления, как это происходит в газе, где частицы движутся. Они двигаются, но они не сталкиваются и не взаимодействуют друг с другом. То есть у вас каждая галактика состоит из нечто, что взаимодействует внутри себя, но целиком она является просто частичкой пыли, и она с другой частичкой этой пыли практически не взаимодействует. Но вот это вот плотность энергии, которая создается пылью галактик, приводит к тому, что Вселенная раздувается. И это является решением уравнения Эйнштейна. Помимо этого, решением уравнения Эйнштейна являются гравитационные волны, которые похожи во многом на электромагнитные волны, но, конечно, и сложнее устроены. Значит, это тоже результат какого-то там движения тел, которое приводят к излучению гравитационных волн.
Все, что я сейчас вам описал, является решениями уравнения Эйнштейна, построенными из обычной материи. Что такое обычная материя? Обычная материя – та, которая состоит из частичек, которые несут какую-то энергию. Они могут двигаться. Если они двигаются быстро, то они могут сталкиваться друг с другом, могут как бы стремиться разлететься. Ну, вот вы возьмете такой набор частиц, если это сосуд без стенок, то частицы разлетятся в разные стороны в результате.
А если что-то там держит внутри, например, стенки сосуда, то они создают давление на стенки сосуда. Так в обычной материи это давление сильно меньше, плотность энергии, которую несут эти частицы. Ну, либо меньше вообще. Вот, например, этими частицами могут быть фотоны. Они создают давление, близкое по масштабу к энергии, которую сами несут. Но тем не менее, оно всё равно меньше, плотность энергии. Дело всё том, что что такое плотность энергии? Это не просто какая-то кинетическая энергия, заложенная в движение каждой частицы. Это E=mc2 для каждой частицы или энергия фотона для каждой частицы. А это очень большая величина. Например, давление, созданное частицами, это просто пропорциональный импульс, который несёт эту частицу. Кинетическая энергия строится из этого импульса. Но эта кинетическая энергия у частиц, двигающихся не очень быстро, сильно меньше, E=mc2. Поэтому давление меньше, чем плотность энергии. Таким является любая обычная материя. Газ из галактик – подобная вещь, у которой есть плотность энергии более или менее из E=mc2. А оно давление не создает, они практически как друг относительно друга двигаются только за счет расширения Вселенной. И больше ничего.
Более того, темная материя является тоже обычной. Она создает гравитационные поля, как обычные частицы, как обычная пыль из галактик. Но мы на данный момент сталкиваемся с первым примером необычной материи. Сейчас понятно станет, зачем мне вообще необычная материя нужна. Причем здесь кротовые норы и путешествие во времени.
Необычной материей является тёмная энергия. Она необычная в том смысле, что давление, которое создаёт тёмная энергия, такое же по величине, как плотность энергии. И это приводит к расширению Вселенной, которая значительно быстрее, чем может создать обычная материя. В частности. А, помимо этого, необычной материей являются также и квантовые флуктуации частицы полей.
Они тоже обладают необычными свойствами, потому что давление, которое эти квантовые флуктуации создают на микроскопических масштабах, они у порядка плотности энергии такой же по величине. Так вот, оказывается, что для того, чтобы создать кротовые норы, которые позволяют путешествовать на большие расстояния туда и обратно, при этом захватывая меньшие промежутки времени, чем по обычному пути.
И такие кротовые норы, которые позволяют путешествовать во времени, они требуют необычной материи. Они требуют присутствия необычной материи. Исходно такие кротовые норы были придуманы Кипом Торном в попытке поднести научную подоплёку под роман Карла Сагана «Контакт». Потому что Карл Саган попросил Кипа Торна посмотреть его книжку и разъяснить ему, есть ли там какие-то ляпы научные, либо найти какую-нибудь физическую мотивацию, почему так можно сделать. Вот были придуманы эти кротовые норы.
Так вот, эти кротовые норы, если они являются решениями уравнения Эйнштейна они приводят, соответственно, к парадоксам и Кип Торн, когда нашёл эти решения уравнения Эйнштейна, в то время ещё про тёмную энергию не было известно, про квантовые было известно, но как-то на это не обращали особо внимания. В любом случае считалось, что это что-то такое необычное, нестандартное, скорее всего, не будет реализовано. Тем не менее, Кип Торн продолжал на эту тему думать.
В контексте обсуждения того, как можно избежать парадоксов в подобных ситуациях, вспоминается изображение из журнала Scientific American, где упрощённо рассматривается парадокс дедушки. На этой иллюстрации есть вход в кротовую нору в правом верхнем углу левой картинки. Движение во времени представлено как движение слева направо – то есть из прошлого в будущее.
У вас есть кротовая нора, есть вход в неё с правой стороны, есть выход с левой стороны. И вот обсуждается такая ситуация, что вот вас летел шар, влетел в кротовую нору, вылетел в прошлом и стукнул самого себя и отклонил самого себя от попадания в кротовую нору. Вроде бы противоречие. Так вот более детальное исследование решений уравнений типа Ньютона, которые причинные, в том смысле, что вы задаете какое-то начальное условие, потом смотрите, как это всё меняется во времени, эволюционирует, эволюционирует и так далее, показало, что левая картинка не реализуется, а реализуется правая картинка, в которой происходит следующее, что мяч как бы на самом деле влетает в кротовую нору под несколько другим углом, вылетает из неё, попадает самого в себя, что заставляет его двигаться именно под этим углом. То есть такое решение реализуется. Более того, они обсуждают ситуацию, когда этот мяч – это бомба, которая взрывается от любого соприкосновения с любым другим предметом. Так вот обсуждается тогда у вас, что возникает какой-то взрыв, разлетаются какие-то там кусочки, которые тоже влетают в черную дыру, в кротовую нору, вылетают из этой кротовой нарыв прошлой, попадают в себя и взрывают его же самого. Вот такое решение тоже реализуется. Фактически, этим обсуждением Кип Торн показывает, что парадокс дедушки убитого реализовать невозможно.
Даже если возможно путешествие во времени. Значит, вот этим обсуждением. Теперь, я хочу несколько покритиковать эту ситуацию по следующей причине. Я много чего сейчас сказал, наверняка я хотел передать одну мысль, а меня поняли как-то несколько по-другому, и не очень понятно, возможно, я излагал некоторые вещи. Но важно следующее. В общей теории относительности, в теории гравитации несколько иная ситуация по сравнению с обычными там вот, например динамикой электромагнитных полей или с обычной там ньютоновой механикой. В ньютоновой механике или в электродинамике мы считаем, что у нас пространство время забито гвоздем зафиксировано оно какое-то ну кто-то там считает, что оно всегда плоское должно быть, кто-то еще чего-то там вот забил гвоздем ну ньютон понятное дело считал, что там пространство он о пространстве времени не думал, он думал о пространстве, и о времени отдельно. Пространство забито, время забито гвоздём, там однозначно заданное, свойства никак не меняются, ничем не определяются, они даны нам, господом богом, как заданное что-то снаружи. И вот на этом фоне, этой сцене происходит какая-то там динамика, как-то двигаются частицы, как в случае с Максвелом как-то меняются электромагнитные поля, как-то летят электромагнитные волны, как-то двигаются заряды, создают какие-то поля. Уравнения Эйнштейна устроены несколько по-другому. Они задают динамику этой сцены. Как бы сцена сама является актером. Не только частицы и поля являются актерами, но и сцена сама. Фон гравитационный сам является решением уравнения Эйнштейна.
И вот эти вот все кротовые норы и эти явления обсуждаются, когда у вас пространство-время раз и навсегда задано. Вы как бы взяли и решили уравнение Эйнштейна и записали это уравнение, как будто бы оно существовало в пространстве везде, во времени, всегда и так далее. И вот на этой сцене вы обсуждаете подобного сорта явления. Обсуждаете динамику других полей, частиц и так далее. И тогда у вас не возникает противоречий никаких. Тем не менее, вы можете путешествовать во времени. То есть не возникает парадокса типа убийства дедушки и так далее.
Вот под это дело я нарисовал левую картинку. Левую картинку рисуют люди, которые обсуждают решение дифференциальных уравнений. У вас как бы время распространяется снизу вверх, внизу у вас задано какое-то начальное условие, то есть вы берете пространственный срез в данный момент времени, задаете на этом пространственном срезе все поля, все положения частиц и отпускаете и смотрите, как решения дифференциальных уравнений, предсказывают, что будет происходить с этими полями и частицами. Давайте я даже это покажу. Утверждение такое, что все, что происходит вот в этой точке, зависит исключительно от этого вот, это называется прошлый световой конус от этой точки. Определяется лишь этими вещами. И это причинность. Она, все, что мы видим, удовлетворяет причинности. И если вот такое будете на заданном фоне, я подчеркиваю, что здесь сцена, в левой картинке сцена зафиксирована, пространство-время зафиксировано, и вы обсуждаете динамику полей и частиц.
Так вот, на самом деле, когда вы будете то же самое делать в присутствии динамической гравитации и её тоже эволюционировать во времени, то произойдёт нечто более сложное. У вас сама сцена будет эволюционировать. Тут она вот забита гвоздём, а тут она эволюционирует. Здесь, конечно, нарисована картинка следующего характера. Я нарисовал двумерную вселенную у которой одно пространственное измерение, одно временное. Пространственный срез этой картинки – это окружность. Внизу – это окружность. Время идет вверх – плюс одно измерение. Окружность – это одно измерение. Время – вверх – второе измерение. И вот, эта Вселенная эволюционирует. Потом в какой-то момент, по какой-то причине от нее отпочковывается кротовая нора, пуповина, которая дальше существует независимо. А потом может, например, припочковаться обратно к этой вселенной в будущем, создав такою, как чашку мы получим. Вот. Так вот, когда обсуждаются вот вот картинки, у вас эта чашка раз и навсегда задана, и вы на ней обсуждаете вот такую вот динамику. Но в реальности всё устроено сложнее.
У вас эволюционирует всё во времени не только частицы и поля иного, то что мы называем материей, но и сама сцена, то что мы называем гравитацией или пространством временем. И вот я подозреваю, что если включить динамику пространства времени, то мы найдём причину, которой мы не сможем по этой пуповине вернуться обратно. Найдем принцип, запрещающий путешествие обратно. Но на данный момент такой принцип не найден, поэтому я ничего не могу исключить, экспериментов на эту тему не поставлено, даже теоретические исследования на эту тему настолько сложны, что они не доделаны. Поэтому, ну то есть мы решаем только в простейшей ситуации. Мы взяли пространство-время, зафиксировали, нашли решение какое-то простое и в нем смотрим, что происходит с частицами и полями. А если задать, как частицы и поля формируют, гравитационное поле тоже на него воздействует, то есть попробовать замкнуть ситуацию, замкнуть систему, насколько это возможно, то тогда, я подозреваю, будет выработан принцип, который, я не исключаю, и даже думаю, что, скорее всего, так и будет, который запретит путешествия во времени, по крайней мере, так, можно было прилететь в свое прошлое и посмотреть, что там было. Вот более-менее все, что я вам хотел сказать. Я, возможно, еще могу только добавить следующие. Я сейчас вывешу следующую картинку. Это источники в интернете, которыми я пользовался для написания этой лекции.
С детства у меня возникал вопрос по поводу рисунка: черепаха, на ней три слона, а сверху – земля. Почему авторы не объяснили, где находится океан, в котором плавает эта черепаха?
Когда мы обсуждаем фундаментальные законы природы, неизбежно приходится принимать некоторые явления как данность – подобно тому, как океан просто существует, и мы не задаёмся вопросом о его происхождении. В данный момент Вселенная меняется очень медленно, словно река, тихо текущая в своей дельте. Однако если мысленно вернуться во времени к истокам Вселенной, она напоминала бурную реку: тогда процессы происходили стремительно и динамично. Поскольку нас тогда не было, нам сложно представить этот период, когда изменения во времени были особенно значимы.
Поэтому важно научиться абстрагироваться от нашей современной медленной перспективы и попытаться понять, что происходило во времена интенсивных изменений. Именно в те эпохи могли формироваться такие явления, как кротовые норы. Тем не менее путешествовать назад во времени там бы не удалось, поскольку развитие событий во времени играло решающую роль.
Александр Соколов: Я пытаюсь осознать, что вы сказали сейчас, но при этом...
Эмиль Ахмедов: Я сам пытаюсь. Что же я такое сказал, господи? Надеюсь, меня простят в будущем поколении.
Александр Соколов: Надеюсь я никого не выдам, если скажу, что на репетиции у вас была фраза «я это понимал, пока не попытался рассказать». Как-то так. И давайте посмотрим на результаты опроса.
Что у нас хотели бы сделать наши зрители? Ну, большинство хотели узнать, как было на самом деле. Но как насчет полететь к большому взрыву? Боюсь... Сложно, да?
Эмиль Ахмедов: Нет, слетать-то можно, а то опасно для жизни. Да, ну... Риск... Ну хотя бы к динозавру. Ради этого. Ну хотя бы к динозавру, да. Ну а сейчас на этой сцене появится Патруль времени.
Готовы ли вы ответить за свои слова? На сцене вредный оппонент.
Сергей Пилипенко, старший научный сотрудник отдела теорической астрофизики и космологии Космического центра ФИАН, автор 40 научных статей. 10 минут. Вселенная меняется постепенно.
Сергей Пилипенко: Здравствуйте. Прежде чем говорить о путешествиях во времени, наверное, хорошо бы разобраться с тем, что вообще такое время. И вот если мы посмотрим на решения как там уравнение Ньютона, уравнение Максвелла или тех же уравнений гравитации, то эти решения все обладают таким свойством, что если обратить эти решения в обратную сторону по времени, ну и поменять соответственным образом все скорости на обратные, то вобщем-то ничего не изменится. Они останутся верными решениями всех этих уравнений. Так может быть то, что время течет как-то в одну сторону, только наше психологическое восприятие так работает, а на самом деле по нему спокойно можно передвигаться в любую сторону?
Эмиль Ахмедов: Как в фильме «Довод», да? Ну, я в некотором смысле пытался осветить этот вопрос в своей лекции, но важно сказать следующее. Первое, что мы понимаем под временем. Студенты часто спрашивают, а как же вы обсуждаете динамику полей, динамику пространства времени, а что такое пространство времени вы нам не говорите. Вы нам не говорите, что такое время, вы нам не говорите, что такое пространство.
На самом деле я говорю, такое время, что такое пространство. Физику достаточно понимать, что время – это то, что измеряется в секундах. Мне нужен периодический процесс, и я в долях этого периодического процесса или в количествах периодического процесса измеряю промежутки времени. В пространстве я тоже измеряю расстояние. Все, где я могу измерять расстояние, площади и объемы – это пространство. Время – это то, что измеряется в секундах. Мне этого достаточно для того, чтобы строить те теории, которые я вам рассказывал.
Теперь что насчет обратимости? Это правда. На самом деле, фундаментально-научные законы устроены так, что вы можете взять нечто и начальное условие дальше проеволюционировать, получите что-то. Можете обратить в обратную сторону и как бы из того, что вы получили, получите то, чего вы стартовали.
На этом основании, в частности, формулируется парадокс Лапласа. Согласно данной концепции, свобода воли отсутствует, поскольку все события определены заранее: каждое слово, произнесенное мной здесь, предопределено исходными условиями, после которых дальнейшее развитие событий происходит однозначно. Однако следует помнить, что любой естественно-научный закон обладает ограниченной областью применимости. Приведенные мной теории, например дифференциальные уравнения, описывают природу лишь в рамках определенных приближений. Это означает, что ситуация анализируется с некоторыми допущениями, и, следовательно, не все может быть строго предопределено. Кроме того, если имеется решение, эволюционирующее вперед во времени, его обращение также представляет собой решение, но оно характеризуется развитием в противоположном направлении времени. Таким образом, структура уравнений допускает различные типы процессов; например, существует процесс, описывающий коллапс в черную дыру. А если обратим, обращая во времени, получаю взрыв, как будто меня изнутри чего-то разлетается все в стороны. Да, такой процесс, вероятно, возможен. И я никаких проблем с этим не вижу. И в обоих процессах присутствует время. Но более того, я хочу заметить, что, как правило, направление времени возникает, когда мы обсуждаем старт какого-то когерентного состояния, а дальше оно куда-то там эволюционирует в менее когерентное. Понимаете, я вот как-то организовал, что это очень сложное, отпустил, оно в простое деградирует. Поэтому тут как бы, тут даже вот есть на этот счет термодинамический закон роста энтропии, который, понятное дело, в каком-то приближении верен. Ну в общем, я не знаю, я все, что мог сказать на эту тему сказал.
Сергей Пилипенко: Ну да, с энтропией, наверное, не поспоришь, она всегда растет.
Эмиль Ахмедов: Она тем не менее формулируется тоже в приближении, когда вы что-то забываете, вы как бы усредняетесь.
Сергей Пилипенко: Да-да, все законы, все равно у нас это приближение, это я тут вынужден согласиться. Но еще есть одна вещь, связанная с путешествиями туда-обратно по времени, которая тоже предсказывает, в общем-то, и специальная теория относительности, а именно там возможны такие частицы, как тахионы. Обычные наши частицы никогда не могут превысить скорость света, но также могут быть и частицы, которые никогда могут двигаться медленнее, чем скорость света. Такие решения в теории относительности называются тахионами, и они, кроме всего прочего, еще движутся в обратную сторону по времени. Есть ли у нас надежда когда-нибудь найти такие частицы или они принципиально запрещены?
Эмиль Ахмедов: Это хороший вопрос, мне очень нравится. На самом деле тахионы присутствуют в природе и наблюдаются. Интерпретация, что они двигаются со скоростью больше, скорость света, не верна. Интерпретация такая: если у вас возникает в теории тахион, а это частица с квадратом массы отрицательная, то есть у него мнимая масса, это говорит о том, что в этой теории присутствует какая-то нестабильность. Например, вот вы возьмете сверхпроводник вблизи точки фазового перехода из фазы обычной в сверхпроводящую, то параметр порядка, отвечает за куперовские пары, вблизи точки фазового перехода, то есть вот на вершине, когда находится на вершине потенциала Гитсбурга-Ландау, он является тахионом, а когда спустится вниз, он уже обычная частица. Просто наличие тахиона говорит о том, что вы находитесь в неправильном вакууме, не в правильном основном состоянии теории. Так что в рамках квантовой теории поля никаких проблем с тахионом нет.
Только это не частица, двигающаяся со скоростью больше, скорость свет. Сергей Пилипенко: Да, тут тоже вынужден согласиться.
Эмиль Ахмедов: Зря вы все время соглашаетесь. Какой вы вредный оппонент.
Сергей Пилипенко: Да, я не очень вредный буду. Ну ладно, попробую еще. Вернемся тогда к парадоксу дедушки. И, может быть, нам здесь может помочь, разрешить делать такие путешествия во времени, убивать своего дедушку при них, квантовая механика, потому что она нам говорит о том, что будущее принципиально случайно, то есть оно может быть неопределено. И в одной из интерпретаций это достигается за счет того, что наша Вселенная постоянно как бы разветвляется. То есть если вот может произойти с равной вероятностью два события, то на самом деле они оба происходят, но как бы в разных Вселенных. И тогда если мы строим машину времени, отправляемся в прошлое, пытаемся там убить своего дедушку, в одной реализации мы его убиваем, и, соответственно, в ней уже не родится этот человек, который отправится назад в прошлое, но останется другая реализация, в которой он не смог убить дедушку, и он тогда из этой реализации сможет вернуться в прошлое, которое было до разветвления этих реализаций, и, соответственно, всё работает, никаких проблем нету.
Эмиль Ахмедов: Так. Значит, тут многогранный вопрос, но мне больше всего интересует именно часть Эвереттовской интерпретации. Я вот не очень хорошо отношусь к Эвереттовской интерпретации, хотя действительно сейчас существенный процент ученых, особенно среди космологов, которые убеждены, что она правильная. Я сейчас сам поиграю во вредного оппонента. Я задам вопрос следующий. Вот вы сказали, что у вас в результате каких-то процессов на уровне элементарных частиц происходит разпараллеливание вселенных, то есть они плодятся. На мой взгляд, это превышение точности, катастрофическое, самое худшее, что может физик совершить, но я просто задам такой вопрос. Вот распараллеливание вселенных, что, мгновенно две вселенные появляются? То есть там просто к чертям собачьим вся причина слетит. А если не мгновенно, то это раздувается как-то, а раздувается что описывает, какое уравнение описывает это раздувание, с какой скоростью оно происходит? Я хочу заметить, что никто не предъявляет этого, хотя все разглагольствуют на эту тему, но никто не предъявляет этого. На самом деле есть люди нобелевского уровня, то есть нобелевские лауреаты. Это там какой-нибудь Пенроуз, Аллан Гус, он нобелевское премию не получил, но близок к этому, или Тибо Дамур. Я с некоторыми из них говорил на эту тему. Я задаю эти вопросы, но, на мой взгляд, они удобоваримого ответа не дают. Это я к тому, что Эвереттовская интерпретация, на мой взгляд, она осмысленна. Вы можете там проложение вселенных на бикроскопическом уровне обсуждать, но когда вся вселенная, которая классическая, вы ее пытаетесь описывать при помощи законов квантовой механики, это сильное превышение точности. Она не может плодиться в результате одного отдельного акта взаимодействия элементарных частиц, со Вселенной ничего не происходит. мой взгляд.
Сергей Пилипенко: Но я вот тут как раз теперь уже не соглашусь. Наука вся опирается на математику, и математика нам не запрещает плодить сколько угодно Вселенных.
Эмиль Ахмедов: Запрещает. Потому что я даже более того скажу, что это хорошо, что мы с вами спорим, любой объект описывается действием. Для квантовых частиц действия его градиенты на масштабах системы порядка ħ, постоянная планка, а для Вселенной намного больше, даже для меня намного больше и для меча намного больше.
Александр Соколов: Время оппонента вышло.
Эмиль Ахмедов: Тут на самом деле не совсем честная ситуация была. Я вот ответил Сергею, а он не мог мне возразить. Вот закончилось время.
Александр Соколов: Ну что ж, всё честно, регламент. Тем более сейчас у нас ещё один вредный независимый зритель хочет задать довольно-таки каверзный вопрос. Пожалуйста, включите вопрос.
Захария Деникин: Рассуждая про выдуманные физиками кротовые норы, вы почему-то умолчали про другой, не менее любимый фантастами, способ перемещения в будущее – полет на околосветовой скорости. У путешественника, улетевшего с Земли, согласно специальной теории относительности, время замедляется. Вернувшись через год, он встречает на родной планете своих праправнуков. Увы.
Идея эта противоречит другой научной догме, принципу относительности. Ведь с точки зрения космонавта он неподвижен. Эта наша Земля удалялась от него с огромной скоростью. Так называемый парадокс близнецов сформулирован более ста лет назад, но так и не был внятно разрешён. Совсем запутались физики в своих бессмысленных формулах.
Александр Соколов: Ничего не заметили, нет?
Эмиль Ахмедов: Я заметил. Парадокс близнецов в действии. Один постарел, да?
Александр Соколов: Очень постарел. Да, теперь можно отвечать.
Эмиль Ахмедов: Если есть, что? Первое. Полет с высокой скоростью или там в окрестностях черной дыры не является путешествием во времени в том смысле, что вы не можете вернуться обратно по времени. Да? Это все-таки не то же самое, что лететь с кротовой норой. Это первое. А второе. Парадокс близнецов . но он был парадоксом 100 лет назад, когда люди только осваивались в общей теории относительности, в социальной теории относительности. А сейчас он не является парадоксом. Вот там говорят про космонавта. Вы попробуйте убедить космонавта, что у него нет разницы в положении, когда он стоит на Земле и смотрит на летящую ракету, и когда он сидит в ракете. Во всех говоря, сидя в ракете, испытывает перегрузки за счет того, что движется в ускорение.Так что его нахождение на Земле и полет в ракете – это не эквивалентная ситуация. Нет такой ситуации, что он и тот, и другой одно и то же чувствует. Один движется с ускорением, не инерциально, другой движется инерциально, или там общем требуется… По-разному двигаются, по-разному детектируют время. Вот у меня разные руки двигаются по-разному. Вообще говоря, часы, если я поставлю атомные здесь и здесь, и достаточно долго буду по-разному двигать, я увижу разницу в показаниях часов на какие-то там миллиардные или 10 миллиардные доли секунд и ничего в этом парадоксального нет.
Александр Соколов: Вы на меня смотрите, как будто это я Захария.
Эмиль Ахмедов: Не случайно.
Александр Соколов: Так, хорошо. Вопрос прислал наш зритель Сергей Алексеев. При перемещении во времени в фильмах всегда задают временные координаты: дату и время. Но ведь нужно, наверное, определять еще и пространственные.
Эмиль Ахмедов: И меня тоже, кстати, это смущало. Безусловно, в кротовой норе есть вход. Он находится в какой-то момент времени в какой-то точке пространства. Оно локализовано. То есть вылететь-то можно где-то совсем в другом месте. Ну, надо как бы, когда ты делаешь такую кротовую нору, ты должен так постараться, чтобы она не только в прошлое попала, но и в нужное место. А то так вылетишь, действительно, и будешь лететь на Землю без парашюта.
Александр Соколов: Так, ну что, а я вам хочу предложить блиц. Мы сейчас не можем время растянуть. Вот. Но вот за три минуты уложиться, постараться максимальное количество вопросов ответить мы можем. Давайте попробуем.
Александр Соколов: Если машина времени невозможна, то может ли человек научиться перепрыгивать временные отрезки, как в романе Ефремова «Час быка»?
Эмиль Ахмедов: Думаю, что нет.
Александр Соколов: Время – деньги?
Эмиль Ахмедов: Да.
Александр Соколов: Можно ли реализовать путешествие во времени для элементарной частицы?
Эмиль Ахмедов: Не исключаю. Возможно, даже это будет реализовано в обозримом будущем.
Александр Соколов: На ваш взгляд, какой из фильмов о перемещении во времени наиболее точно описывает этот процесс?
Эмиль Ахмедов: Не знаю. Не могу назвать.
Александр Соколов: Можно ли построить машину времени, как в фильме Иван Васильевич меняет профессию, чтобы не только во времени, но и стенку поднять, как хотел Милославский?
Эмиль Ахмедов: Не думаю.
Александр Соколов: Как вообще ученые могут утверждать, что в сюжетах о путешествиях во времени научные ляпы? Ведь никто из ученых не путешествовал во времени?
Эмиль Ахмедов: У науки есть предсказательная сила. Вычисляя, ставя эксперименты, ставя одинаковые условия, мы можем предсказать, что будет в результате. Только так. и можем сказать.
Александр Соколов: Я все-таки не понял, дедушку убить нельзя, пистолет даст осечку?
Эмиль Ахмедов: Хороший момент.
Александр Соколов: Или дедушка опередит? Я тебя породил.
Эмиль Ахмедов: Думаю, что так и будет.
Александр Соколов: Можно ли сказать, что теория струн все еще актуальна или канула в лету?
Эмиль Ахмедов: Все еще актуальна, думаю.
Александр Соколов: А как вы относитесь к идее, что Эйнштейн прилетел к нам из будущего?
Эмиль Ахмедов: Плохо.
Александр Соколов: Можно ли объяснить парадокс одновременного нахождения кота в двух или более местах?
Эмиль Ахмедов: Я как раз не считаю, что там есть парадокс по причине того, что кот – классический объект с большим действием и градиентами действия на размерах системы. Применять к нему законы квантовой механики – превышение точности.
Александр Соколов: Может ли змея проползти через кротовую нору и укусить себя за хвост? Обсуждали это?
Эмиль Ахмедов: Может, но при этом будет жива.
Александр Соколов: Теория мультивселенных допускает существование вселенной с обратным временем?
Эмиль Ахмедов: Да. Ну смысле, есть такое решение тоже у уравнения Эйнштейна.
Александр Соколов: Можно ли сказать, что в рамках идеи мультивселенной парадокс убитого деда работает и просто создает новую вселенную?
Эмиль Ахмедов: Я уже отвечал на этот вопрос.
Александр Соколов: Уравнения могут показать предел, на который можно переместиться во времени вперед-назад?
Эмиль Ахмедов: Не знаю.
Александр Соколов: Почему так мало людей обращает внимание на факт, что в фильмах «Назад в будущее» используется три разных концепции времени, противоречащих друг другу?
Эмиль Ахмедов: Я даже не заметил этого.
Александр Соколов: В сериале «Секретные материалы» говорилось, что путешествия во времени возможны, но человек перегреется. Это так?
Эмиль Ахмедов: Мозги перегреются точно.
Александр Соколов: А путешествия вперед во времени более реальны?
Эмиль Ахмедов: Не думаю.
Александр Соколов: Кротовые норы уничтожают информацию, как черные дыры?
Эмиль Ахмедов: Нет.
Александр Соколов: А какая вам теория перемещений во времени ближе? Изменение будущего как фильме «Эффект бабочки» или теория о том, что наша реальность существует с учетом изменений прошлого как в третьем «Гарри Поттере»?
Эмиль Ахмедов: Я ничего не понял.
Александр Соколов: 19. Хороший результат.
Эмиль Ахмедов: Я надеюсь, мои ответы были шуткой. Это некоторые из моих ответов противоречили тому, что я на лекции говорил.
Александр Соколов: В какой-то вселенной, наверное, это не шутка. Мы переходим к вопросам из зала и давайте дадим микрофон девушке, мальчику. Вот, пожалуйста.
Григорий, Москва: Здравствуйте, Как я понял, ваше мнение такое, что червоточины – это сверхмассивные объекты, так?
Эмиль Ахмедов: Ну, можно так сказать. По крайней мере, энергию они несут колоссальную.
Григорий, Москва: Так смотрите, например: как мы можем утверждать, если, например, та же самая черная дыра, Тон 618, не уменьшает свою массу, если бы... То есть она в себя набирает. Но если бы она куда-то отдавала, то она бы уменьшала свою массу. Она никуда не уменьшает. Так...
Эмиль Ахмедов: Я не очень понял вопрос. При чем здесь черная дыра и кротовая нора. Ну, конечно, бывают такие кротовые норы, которые снаружи выглядят как черные дыры. Но, в общем, я обсуждал такие кротовые норы, которые не выглядят как черные дыры. То есть туда можно туда обратно путешествовать. У них нет горизонта.
Здравствуйте, Максим Москва. Я ничего не понял. В принципе актуально. Ладно, вопрос у меня такой. Вот вы показывали слайды с этими бильярдными шарами, и получается у нас в какой-то момент времени существует два бильярдных шара. То есть проходя через кротовую нору, создается дубликат. То есть удваивается материя. Откуда?
Эмиль Ахмедов: На самом деле это хороший момент. В удвоении материи ничего удивительного нет. Бывает, что там частицы распадаются и так далее. Вы даже предполагаете, что сохраняется не масса, энергия, но вот в присутствии гравитационного поля даже закон сохранения энергии нет, как это ни странно. Вообще, самом деле, любой естественный научный закон имеет пределы применимости. Даже закон сохранения энергии, как это ни удивительно.
Этот принцип применим только тогда, когда существует инвариантность по времени. Однако в расширяющейся вселенной такой инвариантности нет, поэтому не действуют законы сохранения энергии. Это допустимо с физической точки зрения. Считаю, что нельзя утверждать невозможность такого явления — возможно, со временем появится новый принцип, который это запретит. Пока же подобного принципа не существует, я не могу быть уверен в будущем. В этом смысле мой подход можно назвать позитивистским.
Александр Соколов: Артём из Еревана спрашивает, в пространстве с положительной кривизной можно идти прямо и через некоторое время вернуться в ту же точку. Пространство и время в определенной степени связаны? Возможно ли аналогичная ситуация и со временем, когда просто двигаясь по определенным траекториям в искривленном пространстве-времени, мы могли бы вернуться в прошлое?
Эмиль Ахмедов: В пространстве с положительной кривизной вы можете вернуться в ту же точку пространства, но в другой момент времени, а не в то же самое. Это не та же точка пространства-времени будет. Кстати, пространство с темной энергией пространства-времени и есть пространство с положительной постоянной кривизной. Если все галактики вычесть и темную материю оставить, только темной энергией будет такое пространство.
Дмитрий, Ярославль: Как рассмотреть с точки зрения физики, в частном случае путешествий во времени, как застрять во времени фильм «День сурка», «Гарнь будущего» и другие?
Эмиль Ахмедов: Застрять в смысле находиться в той же точке? Как я отношусь к этому? Плохо. Я не знаю, что ответить. Ещё раз. На самом деле вы меня спрашиваете вопросы, которые я реально плохо понимаю ответ. Я пользуюсь здравым смыслом, и что я понимаю из уравнения Эйнштейна? Что я понимаю из уравнения Эйнштейна, что есть решение в виде кротовых нор. Если я забил эти кротовые норы гвоздём, то есть задал её, то я на её фоне могу что-то там обсуждать, что будет происходить с дедушкой, с бабушкой и так далее. И там, по крайней мере, на простейших примерах видно, что парадокса дедушки не будет. Как он не будет реализован в случае с пистолетом и дедушкой, я не знаю, как он конкретно. Это то же самое, что вы по этой кротовой норе вот туда-сюда колбаситесь и все. Дедушка бронежилет наденет заранее. Зная, что внучок-то... Прилетит. Гадкий, да. Или там терминатора пришлют, чтобы защитить его, как классика.
Александр Соколов: Юрий Аванесов спрашивает, имеет ли смысл вообще прыгать во времени, если Земля крутится вокруг себя и Солнце, при этом еще наша система на месте не стоит, не будет ли это означать, кстати говоря, о чем мы уже и говорили, что путешественник окажется не на Земле, а в космосе выскочит где-то вообще?
Эмиль Ахмедов: Мы это обсуждали, что надо задавать не только точку во времени, но и в пространстве конкретное положение. Кротовая, наверное, именно так устроена. Она соединяет две точки пространства времени.
Добрый день, спасибо за лекцию. Антон Игустов, город Химки. Если вдруг многомировая интерпретация все-таки работает, то тогда очень сложно попасть в свою ветку реальности. Может быть, машина времени – это уже прошлый день, будущее за машинами вероятности?
Эмиль Ахмедов: Красивый вопрос. Я не могу себе позволить абстрагироваться настолько, что поверю в то, что многомировая интерпретация будет реализована на уровне макроскопических объектов. Для описания микроскопических объектов, пожалуйста, можете макроскопическую интерпретацию использовать. Для макроскопических не верю. Причины я назвал, но они, возможно, малопонятны и непрофессиональны.
Аким, город Москва: Не нарушает ли принцип квантовой запутанности то, что информация не может передаваться быстрее скорости света?
Эмиль Ахмедов: Спасибо. Не нарушает. Не, в смысле, действительно не нарушает. И этому есть простое объяснение. Именно в вероятностной интерпретации событий в квантовой механике. То есть вы не можете заставить. Это придется мне описывать этот мысленный эксперимент из Энштейна-Подольского-Розена. И там нельзя переключать заранее. Вы померите, увидите частицу с какой-то вероятностью в противоположном состоянии. Но, во-первых, это произойдет с какой-то вероятностью, во-вторых, кто получит вторую частицу, должен померить ее состояние, чтобы узнать, какое оно. Либо получить сигнал от этого, что я вот померил и знаю какое состояние у твоей частицы. По-другому никак.
Александр Соколов: Александр из Новосибирска спрашивает, рассказе «Полет в вечность» главный герой обнаруживает, что путешествие в прошлое невозможно. Вместо этого путешествует на триллионы лет в будущее, и все возвращается на свои места, потому что время циклично. Как вы думаете, такое возможно?
Эмиль Ахмедов: Ну если время циклично сейчас. Дело в том, что среди решений уравнения Эйнштейна есть такие, которые имеют цикличное время. Вот просто кротовая нора – это частный пример такой. Есть более простые решения, придуманные, например, Гёделем. В логике. есть такое решение с замкнутыми петлями во времени, но слушайте, у дифференциальных уравнений есть много разных решений. Например, у уравнений Максвела есть решение с постоянным электрическим полем везде, всегда, и вовсю, и всюду. Реализуется ли такое решение в природе? Нет. Соответственно, у уравнения Эйнштейна есть куча решений. Какие из них реализуются, какие нет – это отдельный разговор. С замкнутыми петлями считается, что не существует, не реализуется в природе. Но это требует еще рассмотрения отдельного.
Александр Соколов: Скетч Юлии Родиной на тему выступления Эмиля. Давайте посмотрим. Эффект бабочки!
===================================================================