Готовый перевод String Theory for Dummies / Теория струн для «чайников»: Time Travel Paradoxes

Парадоксы путешествий во времени

Путешествие во времени по своей природе создаёт ряд логических противоречий, называемых парадоксами.

Эти проблемы породили на свет некоторые из лучших научно-фантастических историй и фильмов (см. ближайшую вставку) и беспокоили философов и учёных с тех пор, как были впервые сформулированы.

Ещё остаётся увидеть, значат ли эти противоречия, что путешествия во времени физически невозможны, хотя они числятся среди причин, почему большинство физиков имеет склонность полагать, что перемещения во времени невозможны.

Парадокс близнецов

Парадокс близнецов - один из классических примеров теории относительности Эйнштейна в действии, возникший примерно в то же время, что и сама теория.

Это мысленный эксперимент, демонстрирующий странные следствия замедления времени.

(Технически, парадокс близнецов - не столько парадокс, сколько проблема несогласованности измерений, однако такое название утвердилось.)

Представьте нашу пару близнецов, Мэгги и Эмили, ещё раз.

В 20 лет Эмили решает стать астронавтом и получает работу в первой межзвёздной миссии.

Её корабль направляется к звезде, находящейся на расстоянии в 10 световых лет, но судно будет перемещаться приблизительно со скоростью света, так что будет действовать замедление времени.

Корабль по-настоящему удивителен, и, благодаря замедлению времени, вся поездка занимает всего лишь пару месяцев с точки зрения Эмили.

Она исследует отдалённый регион в течение восьми месяцев, собирая большое количество изумительных знаний.

Затем она возвращается, что также занимает пару месяцев.

Путешествие целиком занимает у Эмили один год.

Мэгги, с другой стороны, остаётся на Земле.

Так как Эмили двигалась к звезде, находящейся за 10 световых лет от Земли, приблизительно со скоростью света, Эмили достигает звезды, когда Мэгги примерно 30 лет.

Через восемь месяцев она пускается в обратную поездку, и эта часть путешествия также занимает 10 лет.

Происходит полное слёз воссоединение близнецов, и внезапно парадокс близнецов становится очевидным для каждой из них, когда 41-летняя Мэгги обнимает свою сестру-близнеца Эмили, которой, по-видимому, 21 год.

Вот и "парадокс":

Каков настоящий возраст Эмили?

В конце концов, Эмили родилась 41 год назад, в то же самое время, что и Мэгги.

Есть логический смысл в утверждении, что Эмили 41 год.

С другой стороны, по её "биологическим часам" прошёл всего лишь 21 год, и она определённо не выглядит на 41.

Не существует единого решения парадокса близнецов, так как течение времени зависит от того, как предпочесть его измерять.

Время, извините за выражение, относительно.

Несомненно, если космические путешествия когда-либо станут осуществимыми, необходимо будет принять соглашения об измерении времени.

К примеру, если с точки зрения права алкоголь разрешается употреблять с 21 года, может ли 18-летний парень, который провёл четыре года, двигаясь почти со скоростью света, покупать алкоголь законно?

Парадокс дедушки

Ещё один парадокс называется парадоксом дедушки и возникает в тех случаях, когда можно путешествовать в прошлое.

Если вы перемещаетесь в прошлое, то должна существовать возможность это прошлое изменять.

Парадокс дедушки вопрошает:

Что случится, если вы таким образом измените прошлое, что будете не способны из-за этого отправиться в прошлое изначально?

Рассмотрим классический пример (который даёт парадоксу своё название):

1. Вы отправляетесь в прошлое и случайно становитесь причиной смерти своего собственного дедушки.

2. Вы прекращаете существовать, и, следовательно, не отправляетесь в прошлое.

3. Вы не вызываете смерть своего дедушки.

4. Теперь вы существуете, так что можете продолжить, вернувшись к первому шагу.

Есть два логических разрешения парадокса.

(См. во вставке "Научная фантастика о времени" примеры для обоих случаев таких разрешений: "Назад в будущее" и "Где-то во времени".)

Первый вариант основан на многомировой интерпретации (ММИ) квантовой физики.

С этой точки зрения, существует множество возможных временных линий, и мы находимся в одной из них.

Если вы переместитесь в прошлое и измените время, то впредь продолжите существовать во временной линии, отличной от той, в которой начинали.

Второе возможное разрешение парадокса дедушки заключается в том, что на самом деле невозможно изменить прошлое.

Прошлое высечено в камне, и если вы отправитесь в прошлое, то обнаружите, что не способны изменить события, которые имели место быть, независимо от того, как сильно стараетесь.

К несчастью, вторая возможность создаёт некоторые философские проблемы свободы воли, так как если вы уже часть прошлого, то это значит, что ваше собственное будущее определено - вы непременно отправитесь в прошлое в какой-то момент.

Как прошлое, так и будущее становится неизменным.

Конечно, никто не знает, какой из вариантов разрешения парадокса верен, и если гипотеза защиты хронологии Хокинга является правдой, очень вероятно, что такая ситуация никогда не возникнет.

Тем не менее, предположения об этом делать весело.

Где путешественники во времени?

Один из самых практичных парадоксов, затрагивающих перемещения во времени, говорит об отсутствии в настоящий момент каких-либо путешественников во времени.

Если перемещения в прошлое были бы возможны, то, казалось бы, люди из будущего объявились бы в нашем настоящем.

Научная фантастика о времени

Говорить о путешествиях во времени без упоминания научной фантастики значило бы не приметить слона в этой главе, так сказать.

Здесь перечислены некоторые ключевые романы и фильмы в жанре научной фантастики, связанные с концепциями путешествий во времени, которые обсуждались в этой главе, хотя данный список ни в коем случае не полный.

Предупреждение о спойлерах: некоторые детали сюжета раскрываются в описаниях ниже.

Романы:

✓ Герберт Уэллс, "Машина Времени" (1895): Первая история о рукотворном устройстве для путешествий во времени, где перемещения контролируются путешественником (в отличие от предшествующих историй, таких как "Рип ван Винкль", "Янки из Коннектикута при дворе короля Артура" или "Рождественская песнь", в которых путешественник во времени не имеет управления).

✓ Пол Андерсон, "Тау Ноль" (1967): Космический корабль находится в ловушке, ускоряясь всё ближе и ближе к скорости света, не способный затормозить.

Роман исследует воздействия замедления времени и возможный конец вселенной.

✓ Фредерик Пол, "Врата" (1977): Единственный выжившей в космической катастрофе должен прийти к соглашению с сильной виной уцелевшего перед экипажем, оставшимся позади.

Мощная кульминация сюжета (которую я могу теперь разрушить, рассказав о ней) связана с идеей того, что при падении в чёрную дыру время замедляется.

Фильмы:

✓ "Где-то во времени" (1980): Ричард Коллиер (Кристофер Рив) - драматург, попадающий в 1912 год из 1980.

В фильме говорится о том, что прошлое уже свершилось, и Коллиер уже является частью событий прошлого (или это были галлюцинации, и в этом случае фильм не имеет ничего общего с путешествиями во времени, что намного менее интересно).

К примеру, "до" того, как он переместился во времени, он обнаружил свою собственную подпись в гостевой книге отеля 1912 года.

Основан на романе Ричарда Мэтисона.

✓ "Назад в будущее" (1985): Марти МакФлай (Майкл Дж. Фокс) перемещается из 1985 года в 1955 и вмешивается в первое свидание своих родителей.

Фильм исследует концепции временных парадоксов и потенциальных множественных временных линий.

Есть две части продолжения, однако оригинальный фильм был намного лучше.

✓ "Радиоволна" (2000): Нью-Йоркский детектив Джон Салливэн (Джэймс Кэвизел) начинает общаться со своим отцом (Дэннисом Куэйдом) 30 лет назад через любительскую радиостанцию, которая отражает сигналы странной солнечной активности.

В этом фильме никакие материальные объекты не перемещаются во времени - только информация в форме радиоволн.

Приверженец теории струн и писатель Брайан Грин выступил в качестве консультанта-физика и сыграл в фильме самого себя.

Не только авторы научной фантастики учатся у учёных разрабатывать свои системы путешествий во времени, вдохновение может приходить и другим образом.

Доктор Рональд Маллет, пытающийся построить машину времени, на протяжении своей жизни вдохновлялся научной фантастикой о путешествиях во времени.

Кип Торн создал теории перемещений во времени, помогая своим друзьям в разработке деталей их научно-фантастических романов.

Его первая работа над путешествиями во времени основывалась на работе, выполненной для того, чтобы помочь Карлу Сагану представить реалистичную кротовую нору в своём романе "Контакт" в 1980-х, а позднее он глубже разобрался в этом вопросе вместе с автором научной фантастики Робертом Форвардом.

Решение этого вопроса во вселенной "Стар Трека" содержится в "первой временной директиве", которая, по существу, гласит, что путешественникам во времени запрещено вмешиваться в прошлое.

Таким образом, любые путешественники во времени среди нас должны были бы держаться скрытно.

Более научное решение заключается в том, что перемещения во времени допускаются только после того момента, как устройство для перемещения во времени было сооружено.

Когда такое приспособление запущено, его можно использовать для путешествий во времени, однако, по-видимому, вы никогда не сможете отправиться во временной период, предшествующий его созданию.

Фактически, каждая машина времени, которая, как обнаружили учёные, могла бы существовать в нашей вселенной, обладает именно такой особенностью - вы никогда не сможете переместиться в прошлое до изобретения (и активации) машины времени.

Внимание! Этот перевод, возможно, ещё не готов.
Его статус: перевод редактируется

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/38781/145444

Переводчики: ilves_ArtO