По случайному совпадению, почти одновременно с обнаружением престарелого квазара ученые Гарвардского университета установили, что и масса Вселенной гораздо больше, чем предполагалось до сих пор. Это открытие тоже ставит под сомнение нынешнюю вселенскую теорию.
Астрономам остается надеяться, что некоторую ясность в эту путаницу сумеет внести новая научная лаборатория, запущенная недавно на орбиту вокруг Земли.
А теоретики между тем не спят — они изобретают новые теории. Так, скажем, профессор Стивен Хокинг, с которым мы познакомимся поближе чуть позднее, в одной из своих работ, написанной совместно с Джимом Хартлом из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, утверждает, что вполне возможна и модель Вселенной без каких-либо границ в пространстве или во времени.
Теория Большого Взрыва предполагает, что когда-то, в самом начале Вселенной, был момент, когда вся космическая материя концентрировалась в одной точке. Существование такой точки подразумевается общей теорией относительности. Однако безграничная Вселенная, полагает С. Хокинг, не обязательно должна возникнуть из одной точки…
Как философ, профессор Хокинг является детерменистом и полагает, что основополагающие законы Вселенной сравнительно просты и что скоро мы их откроем. В одной из своих последних лекций ученый заявил, что должен, существовать свод законов, определяющих эволюцию Вселенной с самого начала. «Эти законы могли быть предопределены и богом, — говорит Хокинг, — но во всяком случае он не вмешивается, чтобы изменить их…»
Но значит ли это, что все предопределено заранее и нам остается лишь уповать на судьбу? Отнюдь… Профессор понимает свободную волю каждого субъекта, как эквивалент теорий, применяемых в науке для изучения систем, содержащих слишком много частиц, чтобы каждую из них можно было рассмотреть отдельно. Примером того может послужить механика сплошных сред, в которой движения индивидуальных частиц в жидкости или газе рассматриваются на основе постоянного усредненного показателя. Такие теории не относятся к числу фундаментальных, но они весьма эффективны на практике.
Ну а чтобы сделать свою мысль доходчивее, профессор прибег к наглядному примеру:
«Я думаю, что концепция свободной воли и моральной ответственности за наши действия является эффективной теорией в том же смысле, что и механика сплошных сред. Возможно, что все, нами проделываемое, предопределено некоей Всеобщей теорией. Если эта теория предопределила, что мы умрем через повешение, мы не утонем. Но нужно быть чертовски уверенным, что вам предназначена виселица, чтобы отправиться в открытое море на утлом суденышке, когда ожидается сумасшедший шторм. Я заметил: даже люди совершенно убежденные, что все предопределено свыше, тем не менее, смотрят по сторонам, прежде чем перейти дорогу…»
Так что, как видите, и в самых заумных, теоретических рассуждениях можно при желании найти определенный практический прок. И мы вполне можем согласиться с хорошо известными словами: «На свете нет ничего практичнее хорошей теории».
Так что, как видите, определенный прок этакие теоретические «машины времени» уже приносят. Ну а если вас подобные «машины» не устраивают и вам хочется чего-то поконкретнее, пожелезнее, что ли… — давайте продолжим наше путешествие по теории. Глядишь, там обнаружатся предпосылки и к построению этаких персональных машин времени.
Итак, снова в путь, читатель! Нас ждет еще длинная дорога.
Большие маятники Вселенной
Мировая линия
Время не существует само по себе, оно неразрывно связано с другими понятиями окружающего нас мира. И осознание этого факта позволило ученым развить немало интересных теорий.
В прошлой главе мы довольно долго пытались разобраться в сущности времени, даже придумали, как можно использовать в качестве своеобразных машин телескопы астрономов. Однако при всем этом ухитрились тик и не ответить на вопрос, вынесенный в начало главы: «Так как же все-таки распространяется время — по прямой, по кругу, по спирали?..» И это получилось вовсе не случайно. Понятие времени оказалось много сложнее, чем предполагали древние.
«Отныне понятия пространства самого по себе и времени самого по себе осуждены на отмирание и превращение в бледные тени, и только своего рода объединение этих двух понятий сохранит независимую реальность». Так заявил в 1908 году немецкий математик и физик Герман Минковский, человек, очень много сделавший для разработки математического аппарата теории относительности. И Эйнштейн, который, как мы уже говорили, вообще-то относился с некоторой иронией к упражнениям математиков над его теорией, на сей раз не имел ничего против.
Оказалось, что и математикам и физикам очень удобно оперировать понятиями четырехмерного пространства, три координаты которого являются геометрическими — длина, ширина и высота, а четвертая — временной. «Когда не математик слышит о „четырехмерном“ пространстве, его охватывает мистическое чувство, подобное чувству, возбужденному театральными привидениями», — сострил по этому поводу Эйнштейн. Но добавил, что нет тем не менее более банального утверждения, чем сообщение о четырехмерности окружающего нас мира.
В самом деле, мы довольно часто пользуемся его четырехмерностыо в обыденной практике. Вот только один пример. Вы переходите дорогу, по которой мчится автомобиль. И тем не менее вы благополучно довершаете свой путь к противоположному тротуару. Да, три геометрические координаты совпали — автомобиль только что проехал по тому месту, где были вы, а вот четвертая, временная, нет — человек и машина разминулись во времени на несколько секунд, и катастрофы не произошло.
Из этого примера следует интересное следствие. Если вдуматься, то получается, что уже классическая физика «объединяет» время пространство — она связывает их через движение..
В простейшем случае движение тела можно изобразить на плоскостной диаграмме, откладывая по одной координате значения времени, а по другой — пройденного пути. Если тело движется, скажем, со скоростью 4 м/с, то через секунду после начала движения оно сместится от начала своего пути на 4 м, через две — на 8 м и т. д. На нашей диаграмме эти события отобразятся точками, через которые можно провести линию.
Эта линия, образуемая из множества событий-точек, в истории тела называется мировой линией.
Давайте поразмышляем над ее поведением на нашей мысленной диаграмме, попробуем подобрать геометрическому, образу физический эквивалент.
В первой четверти координатной плоскости, где и время и значения пути положительны, мировая линия ведет себя вполне логично. Машина движется: за каждый отрезок времени она проходит определенный отрезок пути, начав с нулевой отметки, откуда мы стартовали по данному маршруту.
В какой-то мере можно представить себе физически и движение вдоль мировой линии во второй четверти, где время положительно, а путь — отрицателен. В нашем обыденном мире это, к примеру, может означать, что наша машина через некоторое время вернулась в исходную точку. В этом смысле путь может показаться величиной отрицательной: двигаясь по нему, мы удаляемся от нужного нам пункта, вместо того чтобы приближаться к нему.
Но уж совсем необъяснимы с позиций обыденного мира случаи с отрицательным временем (левая полуплоскость на нашей диаграмме). Что это означает? Принципиальную возможность движения в прошлое? Но ведь время, насколько нам всем известно, не может течь вспять… Если бы это было возможно, то мы с вами сейчас бы не обсуждали возможность создания машины времени на страницах этой книжки, а попросту ездили, куда нам вздумается, не только в понятиях географических, но и временных.
