Машина Пространства – «кротовая нора»

Забавно, что на мысль попытаться как-то стабилизировать тоннель, соединяющий две дыры, Торна навёл астроном и фантаст Саган, попросивший в 1985 г. совета, как наиболее правдоподобно использовать чёрные дыры для мгновенных путешествий к далёким звёздам в своём фантастическом романе «Контакт».

Несколько советов для романа Кип Торн дал, но сам этой идеи не оставил. Собственно чёрные дыры для путешествий не годятся – из них нет выхода. Но статическая конструкция из двух дыр и соединяющего их тоннеля может быть для этого пригодна. Со своим учеником Моррисом он в 1987 г. написал статью об использовании стабилизированных тоннелей для быстрых путешествий, а с Юртсевером описал их «устройство» и стабилизацию.

Стабилизировать тоннель любого типа может «экзотическая материя» с отрицательной плотностью энергии, порождающей гравитационное отталкивание.

Возможна ли такая материя? Она похожа на тёмную энергию, но должна быть плотнее. Ясного представления о ней нет, но небольшое её количество можно получить в лаборатории. Между двумя очень гладкими и чистыми пластинами, проводящими ток, близко расположенными, возникает специфическое состояние – электромагнитный «казимировский вакуум», который был предсказан нидерландцем Казимиром, и экспериментально обнаружен в Эйндховене; проявляется, как слабое притяжение пластин.

По Хокингу, вакуумные флуктуации возле горизонта событий чёрной дыры тоже являются экзотическими. Не исключено также, что кривизна червоточины Фламма сделает флуктуации в ней экзотическими.

Как сформировать червоточину?

Одна возможная стратегия – захват микроскопической червоточины из т.н. квантовой пены, её стабилизация и расширение до классического размера. Как всё это реализовать, пока неясно, нет даже 100%-й уверенности в существовании квантовой пены.

Вторая стратегия чисто классическая. В 1966 г. Роберт Герох (студент Уилера в Принстоне) использовал глобальные (топологические) методы и показал, что можно построить червоточину с помощью гладкой деформации и скручивания пространства-времени, избежав при этом сингулярности.

Затем одно устье червоточины нужно отбуксировать к далёким звёздам. При этом длина тоннеля НЕ ИЗМЕНИТСЯ. Он расположен не в нашем пространстве, а ВНЕ его. Геометрическая иллюстрация: плоский лист можно изогнуть, а затем соединить его противоположные концы короткой перемычкой; внутренняя геометрия листа при этом не меняется. Разумеется, «лист» Вселенной никто не изгибает, но тоннель вовсе не должен быть таким же протяжённым, как прямой путь в нашем пространстве.

Теперь можно за очень короткое время перемещаться от отверстия «А» к далёкому «Б» и наоборот. От момента входа в одно отверстие, до момента выхода из другого путешественник в нашем пространстве нигде не появляется.

Параметры отверстий и тоннеля можно подобрать так, что гравитационное воздействие на живые существа будет вполне переносимо. Машина Пространства готова.

Это ещё не Машина Времени, но она уже поражает воображение, делая ранее недоступные звёзды доступными, пока хотя бы теоретически. Это грандиозная возможность вырваться из нашей «звёздной тюрьмы», о которой с восторгом отзывался известный русский физик, академик РАН Л.Б.Окунь.

Машина Времени (МВ ОТО)

Теперь отверстие «Б» вернём обратно. Или с самого начала заставим «Б» с большой скоростью вращаться вокруг «А», а потом остановим. Согласно СТО, часы на «Б» при быстром движении будут идти медленнее, чем на «А». Такой же эффект возникнет, уже согласно ОТО, если отверстие «Б» разместить на низкой орбите чёрной дыры, где время идёт медленнее, а потом вернуть обратно. После окончания движения накопится отставание, например, в 5 лет – если часы сверяются во внешнем пространстве, через телескоп.

Но совсем другую картину увидят наблюдатели, глядя друг на друга через тоннель. Он очень короткий, силы тяготения и инерции не создают больших перепадов условий. Часы будут показывать практически одинаковое время.

Например, мы на часах «А» видим 2015-й год, а на часах «Б» видим в телескоп 2010-й. Но, глядя через тоннель, мы видим на часах «Б» тот же 2015-й. Путешественник, который отправится через тоннель от часов «А», не появится во внешнем пространстве сегодня – ведь в нём на «Б» 2010-й. Он появится у часов «Б» тогда, когда во внешнем пространстве на них будет 2015-й год, т.е. отправится в будущее на 5 лет вперёд. Аналогично, тот, кто отправится от часов «Б» к часам «А» через тоннель, появится во внешнем пространстве в 2010-м году, т.е. отправится в прошлое на 5 лет назад. Таковы свойства нового потока времени!

После путешествия по тоннелю и выхода во внешнее пространство, путешественник переместится во времени на 5 лет – в будущее или прошлое, в зависимости от направления прохождения тоннеля. Если вернуться к исходной точке во внешнем пространстве и повторить путешествия по тоннелю – перемещение будет на 10 лет. Чтобы вернуться в своё время, надо повторить 2 путешествия в обратном направлении.

Машина Времени готова. Разумеется, на ней нельзя попасть в прошлое, более раннее, чем время её создания.

Очень важная особенность – в ней нельзя перемещаться во времени, сидя на месте; для этого обязательно нужно двигаться и в пространстве. Она построена на принципах теории относительности, в которой пространство и время взаимосвязаны.

В книге [1] («Куда течёт река времени?» 1990 г.) детали и парадоксы перемещений во времени не рассматриваются. Это очень сложно, пишет Новиков, физики только начали эту работу. Но он привёл очень хорошую аналогию, которая помогает не запутаться между понятиями прошлого и будущего.

При существовании «петли времени» нельзя строго разделить события в ней на прошлые и будущие. Пример: в цепочке людей, шагающих вдаль, можно сказать определённо, кто впереди, а кто позади; если же люди идут по кругу, это можно сказать только о ближайших соседях, но не о всей цепочке.

Новиков подчёркивает, что некоторые физики, в т.ч. и известные, «резко отрицательно относятся ко всей этой деятельности». Как пишет Торн в [2] («Чёрные дыры и складки времени» 1994 г. (М. 2007 г.)), Стивен Хокинг сформулировал «гипотезу защиты хронологии», считая, что законы физики всегда будут препятствовать путешествию назад во времени. По его (и не только его) мнению, в момент своего создания Машина Времени будет разрушена взрывообразным ростом квантовых флуктуаций.

Возможность существования стабильных «червоточин» (Машин Пространства) вызывает у физиков куда меньше возражений, чем возможность создания Машины Времени. Но в том-то и дело, что первое неизбежно влечёт за собой второе. Как только появляется «червоточина» и два потока времени, сходящихся в её устьях, появляется и возможность их рассогласования. А запрет МВ вряд ли возможен без запрета МП.

Многие физики старались найти доказательство или опровержение гипотезы Хокинга, пишет Торн, но итог сегодня остаётся тем же, что и в начале 90-х: окончательно решить вопрос смогут лишь законы квантовой гравитации, которая только начинает развиваться.

Любопытные цитаты авторов

Торн: «Без телефонного звонка Карла Сагана и стремления сделать его книгу корректной в научном плане я бы никогда не предпринял исследования червоточин и машин времени. Без письма Дона Пейджа мы с Майком Моррисом не узнали бы, что все червоточины, независимо от их формы, требуют экзотического вещества для поддержания их открытыми. И без замечания Тома Романа мы с Моррисом могли бы до сих пор пребывать в беспечном неведении того, что развитая цивилизация может легко сделать машину времени из червоточин».

Новиков: «… я все же без должного внимания и серьёзности отнёсся к изучению возможности существования «петель времени». Отчасти это объясняется скептицизмом Я. Зельдовича, имевшего на меня огромное влияние».