Возможны  ли  путешествия  во  времени?

Евгений Бондаренко

 

Оглавление

Введение. 2

1. Возможны ли путешествия во времени?. 2

«Чёрные дыры», «белые дыры» и горловины-тоннели. 3

Машина Пространства – «кротовая нора». 4

Машина Времени (МВ ОТО) 5

2. Возможно ли хронови́дение?. 6

3. Развитие представлений о парадоксах времени. 7

«Парадокс дедушки». 8

Примеры из фантастических произведений. 9

Примеры из фантастических фильмов. 10

Свод логики и ошибок. 12

4. Построение логической схемы Петли Времени. 12

Временны́е границы промежуточных состояний петли. 15

Нестабильные петли времени. 17

Критика Новикова и Торна. 20

11 свойств петли времени. 22

Стабильные петли времени и их прохождение. 25

Суперпозиция петель времени. 27

5. Экзотические петли времени. 28

«За мгновение до смерти». 28

6. Вмешательство в далёкое прошлое. 29

«Эффект бабочки». 31

7. Путешествия в будущее. 32

8. Межвременны́е взаимоотношения. 33

9. Элементы управления временем.. 34

Заключение. 36

Открыто обсуждать путешествия во времени – дело каверзное.

                                                                                                                     Стивен У. Хокинг.

Введение

Основная часть этой статьи была написана в мае 2016-го, как попытка разобраться в вопросе, который периодически вспоминается и всплывает в книгах и фильмах. С той целью, чтобы или детализировать и всё «разложить по полочкам», в пределах своих возможностей, или квалифицировать его, как нерешаемый в принципе, нереальный и фантастический.

Путешествия во времени – старая тема фантастики. Потом она всё чаще стала появляться в фильмах, сегодня она знакома широкой публике, и даже статьи в Википедии появились. Но нигде не построено ясной и логически непротиворечивой картины – везде видны явные парадоксы и нестыковки, либо предлагается нечто замысловатое и туманное.

С 1988 г. эта тема стала предметом рассмотрения некоторых физиков, специалистов по астрофизике и теории относительности. Безусловно, они лучше всех разбираются во всём этом, но мне не встретилось у них подробное разъяснение вопросов, которые меня интересуют. Кроме того, было интересно разобраться самому.

Возможны  ли  путешествия  во  времени?

Прямого теоретического запрета нет. Хотя, по мнению многих, это нарушает причинно-следственные связи событий, а неразрешимость парадоксов таких путешествий как раз и служит неявным запретом. Но есть ли теоретическая возможность?

Как ни странно – да. Эта потрясающая возможность основана на законах современной физики и описана в научно-популярных публикациях Новикова и Торна [1-4].

Игорь Дмитриевич Новиков – физик, 1935 г.р., членкор РАН. Работал с Зельдовичем и Шкловским. Указал способ наблюдения реликтового излучения за год до его открытия. Сформулировал «Принцип самосогласованности», запрещающий парадоксы времени.

С Кипом Торном дружил и сотрудничал с 1965 г., когда советская группа занимала лидирующее положение в релятивистской астрофизике (Зельдович и азербайджанец Гусейнов были пионерами в организации поисков чёрных дыр и нейтронных звёзд).

Кип Стивен Торн – американский физик, 1940 г.р., иностранный член РАН. Один из лауреатов Нобелевской премии 2017 г. за открытие гравитационных волн. Обосновал способ стабилизации внепространственных тоннелей и выдвинул идею Машины Времени.

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».

Способ «Обогнать свет»

В советской научной фантастике был описан частичный способ. Если обогнать свет, то на расстоянии тысячи световых лет от Земли можно увидеть то, что было тысячу лет назад.

Ограничения и трудности способа:

• Разумеется, это будет только вид сверху. События в помещениях, либо скрытые навесами, растениями, облачностью, темнотой, суточным вращением Земли и т.п. – останутся недоступными.

• Надо уметь собрать световой поток с гигантской площади и отсеять помехи, чтобы получить изображение. От этого зависит глубина «проникновения» в прошлое – чем дальше, тем больше рассеивается свет и добавляются помехи.

• Надо уметь обгонять свет («прыжок» через гиперпространство или «кротовую нору», сверхсветовая скорость передвижения и т.п.).

«Кротовые норы» – тоннели, которые допускает ОТО, для этого могли бы подойти. Но для создания такого тоннеля, помимо прочего, нужно отбуксировать его «выход» в нужную точку с обычной до-световой скоростью. Обогнать свет не получится, и увидеть прошлое это не поможет; хотя и обеспечит такую возможность будущим поколениям.

Тоннели могут помочь, если только они существуют с давних времён, природные или искусственные, но созданные в прошлом, не нами.

Этот способ очень мало реален, но его влияние на прошлое исключено.

Способ «Видеокамера из МВ»

Если возможна Машина Времени, то можно отправить в прошлое и автоматический зонд с видеокамерой. Допустим, что даже удастся создать почти невидимый нано-зонд.

Но любое физическое присутствие в прошлом, одно только поглощение света объективом для создания изображения – это вмешательство, хотя и слабое.

Некоторый намёк на возможность «режима просмотра» даёт эффект индуцированного излучения. Атом, находящийся в возбуждённом состоянии, может испустить фотон того же направления и фазы, что и мимо пролетающий фотон, т.е. его дубликат. Причём на пролетающем фотоне это никак не скажется. Ограничение: атом среагирует только на фотон той же энергии (т.е. частоты, цвета), что и энергия возбуждённого состояния. На этом эффекте работают лазеры.

Но это лишь намёк, и не более. Вновь испущенный фотон надо тут же поглотить. И надо охватить целый спектр частот, а не одну, как в лазере.

Этот способ реален и ограничен настолько же, насколько и Машина Времени. А его вмешательство в прошлое можно только сделать малым, но не исключить совсем.

В то же время, интуитивно создаётся впечатление, что хронови́дение в принципе возможно. События в прошлом происходили, и были не менее реальны, чем настоящее.

Предварительные замечания

Несколько примеров парадоксов и их разрешения.

Камни с неба

В первую французскую Академию крестьяне принесли оплавленные обгорелые камни, и рассказали, что эти камни упали к ним на поля с неба, а падая – светились. Академики подняли крестьян на смех – в небе нет камней, а если были, то давно все упали.

Академики были правы в обычных условиях, которые они могли наблюдать. Но они ошибались, полагая, что вдали от нас природные условия точно такие же.

Только позднее стало известно, что метеориты падают на Землю постоянно, Кеплер сформулировал свои законы, а ещё позднее был открыт закон всемирного тяготения. Стало известно, что «камней в небе» множество, и лишь малая их часть куда-либо падает.

Аппараты тяжелее воздуха

Лорд Кельвин, выдающийся физик и президент Королевского общества, утверждал в 1895-м году, что «летательные аппараты тяжелее воздуха невозможны».

Другого способа полёта, кроме воздухоплавания, учёные мужи тогда не видели. Почему их не озадачил полёт птиц? Может быть, они сочли его «божьим даром» живых созданий.

Но всего через несколько лет заблуждение было вдребезги разбито и свершилось то, что казалось невозможным: в 1903-м году был осуществлён первый полёт братьев Райт.

Несколько простейших правил

– Факты превыше всего;

– Не забывать, что мы всегда чего-то не знаем;

– Рассуждать обстоятельно, ведь «дьявол кроется в деталях»;

– Доводить рассуждения до конца;

– Не путать реальные физические процессы и умозрительные.

Любой парадокс должен быть разрешён в положительном или отрицательном смысле. Все остальные просто ожидают нашего разрешения. Либо в рамках существующих представлений, либо с новыми знаниями о законах природы и её запретах.

Парадоксы несут в себе возможность получения новых знаний, а запретительные законы природы обеспечивают целостность и устойчивость Вселенной.

«Парадокс дедушки»

Известный пример парадокса, относящегося к путешествиям во времени. По данным Википедии, его предложил ещё в 1943 году писатель-фантаст. Внук отправился в прошлое, где убил своего дедушку до его встречи с бабушкой. Это будет означать, что один из родителей и сам внук никогда не рождались. Следовательно, некому отправиться в прошлое и убить дедушку. Значит, внук родится и отправится в прошлое, где… И так далее – рассуждения по замкнутому циклу без определённого результата.

Такой драматический сюжет взят для простоты и наглядности. Можно привести и массу безобидных примеров. Все «парадоксы времени» сводятся к одному, их суть в том, что воздействие путешественника на прошлое может предотвратить его путешествие в будущем, которое им уже предпринято.

Парадокс очень трудный, позитивно он «в лоб» не разрешается. Негативное его разрешение очень простое: путешествия во времени невозможны.

Примеры из фантастических произведений

В ранней фантастике не столько задумывались о парадоксах путешествий во времени, сколько описывали удивительные возможности управления временем («Хроноклазм» Уиндема, «Фантастическая сага» Гаррисона, …). Возникали забавные заблуждения.

Часы и время. Считалось, что часы всегда показывают «истинное» время. В старой советской повести поздний посетитель ресторана делает заказ, а хозяин отказывается, т.к. времени до закрытия мало. Посетитель заключает пари, что времени хватит. И вот, другие посетители устали ждать, но стрелки часов никак не подходят ко времени закрытия, и даже солнце всё никак не всходит. Как ни тянул хозяин время, заказ был готов. Затем часы стремительно прошли вперёд, а солнце скачком выпрыгнуло в небо.

Нелогично. Часы привязаны к ходу времени не больше, чем биение нашего пульса; у них лишь не меняется частота хода и есть циферблат. Должны были уйти вперёд (но не солнце).

Замедление времени. Авторы всё вокруг героя просто «замедляли». Но ни с освещением, ни с дыханием, ни с движением – проблем не возникало.

Нелогично. Авторы не учитывали, что замедление внешнего времени эквивалентно ускорению темпов жизнедеятельности героя. Его легкие прикосновения для окружающих предметов – стремительные удары, воздух вязок, а воду тяжело пить; света от солнца или ламп в «короткую» секунду героя приходит меньше, чем обычно, вокруг должно потемнеть. Сила тяжести как бы ослабляется, при ходьбе нужен сильный наклон. В старом советском рассказе и в повести Колупаева «Качели Отшельника» всё это описано гораздо правильнее, чем в значительно более позднем фильме «Останавливающие время»; разница между научной фантастикой и Голливудом изрядная.

Параллельные реальности. Во многих произведениях любое изменение в прошлом вызывает расщепление реальности, появляется её новый вариант. Чтобы уйти от недоверия к появлению целой новой Вселенной из-за каждого путешествия, создаётся модель одновременного существования бесконечного множества вариантов одной реальности, или даже различных параллельных миров, которые существуют и без путешествий во времени.

Альтернативно. Своя логика в этом есть, но на практике – признаков не наблюдается.

«Конец Вечности» Азимова. Одно из лучших произведений. Описывает проблемы, которые может вызвать для человечества управление историей со стороны узкой группы людей, пусть даже благонамеренной. Роман описывает понятия различных Реальностей, их Изменений, Аналогов людей, живущих в них, циклы изменений в петле времени:

«– Разве циклы повторяются бесконечно? – не удержался от вопроса Харлан …

– А ты думал – только дважды? По-твоему, двойка – магическое число? За конечный промежуток биовремени может осуществиться бесчисленное множество циклов. Точно так же, как можно, например, бесконечно водить карандашом по одной и той же окружности, но, тем не менее, описывать конечную площадь».

Встреча героя с самим собой вызвала у него ужас, хотя осознал её лишь поздний его Аналог. Парадоксы разрешаются фантастическим способом – «времянепроницаемый сейф», «поле биовремени», защищающее героев от изменений реальности. Есть там и информация, переданная создателем петли времени её участникам – «мемуар Маллансона». В петле явно видна зацикленность. Появление «мемуара» необъяснимо, возможно, это результат множества предшествующих циклов. Обитатели петли пытаются замкнуть её, но она разрушается вмешательством из пострадавшего от неё будущего.

«Понедельник начинается в субботу» Стругацких, «История третья». Описана идея дискретной контрамоции, т.е. движения против хода времени. Один из Янусов, со своим любимым попугаем, каждую полночь перемещается в предыдущие сутки (поэтому Янусов и двое). Он постоянно расспрашивает окружающих о вчерашнем дне, ссылаясь на плохую память, но знает о событиях дня завтрашнего. Молодые маги-учёные по странностям в его поведении и по деталям смерти старого попугая «вычисляют» это.

Логично и оригинально, больше нигде не встречается. Но парадоксы лишь обозначены.

«Вторжение», неизвестного автора (нашлась в сети, полемика с произведениями Стругацких «Туча», «Гадкие лебеди»). Фрагменты из повести:

«При путешествиях во времени, помимо естественных волн из прошлого в будущее, возникают обратные – из будущего в прошлое. Кстати, это решает известный "парадокс дедушки": предположим, что некий маньяк проникает в прошлое и убивает собственного деда до зачатия своего отца. В этом случае, очевидно, маньяк не может появиться на свет, но тогда никто не убьет дедушку, и маньяк появится на свет. На самом деле просто две встречные хроноволны погасят друг друга. На практике это может принять разные формы, но, скорее всего, оба источника противостояния будут просто выброшены из истории, исчезнут: скажем, дедушка действительно погибнет, но не от руки своего внука, а от современной ему, деду, причины».

«Вообще, волны вероятности, как и другие волны, имеют свои пучности и узлы» (здесь «узлы» – это ключевые моменты истории, в которых её легче изменить).

Отчасти логично. К сожалению, даже наброска схемы такого «гашения хроноволн» нет. Примечание: на этом солидном фоне просто смешны рассуждения о том, что в узле хроноволн «женщина может быть и другая» (возможная жена главного героя, оба – предки некоего великого потомка). Нелепо и отношение к социализму.

«Пристань жёлтых кораблей» Лукьяненко. При угрозе анахронизмов спонтанно возникают пространственно-временны́е разрывы, таков закон природы. Людей отбрасывает в прошлое и будущее, чтобы анахронизмов не возникло. Катаклизмы множатся.

Логично. Но чересчур замысловато; в природе на такие мудрёные законы нет и намёка. Кроме того, зная из воспоминаний людей, попадавших в разломы, о их месте и времени, можно ими воспользоваться, как «коридорами времени». Возникают наслоения событий.

Примеры из фантастических фильмов

С появлением темы путешествий во времени в фильмах, она стала знакомой и привычной для широкой публики. Путешествия и заблуждения получили визуализацию.

Встреча во времени с собой. Почему-то многие сценаристы считают, что прямой контакт путешественника во времени с более молодым собой вызовет их обоюдное исчезновение, как бы аннигиляцию. То же и с предметами. В фильме «Коридоры времени» они даже раскаляются при сближении, а вокруг – нечто вроде грома и молнии.

«Назад в будущее», 3 части. Очень живо и увлекательно. В качестве «индикатора» будущих последствий изменения прошлого, герой берёт с собой фотографию, газету или визитку. Изображение и текст на них меняются на глазах, т.е. изменения «догоняют» героя через время и «по следу» путешествия в прошлое. Но его воспоминаний это не касается. Промежуточные реальности несут множество проблем, но путешествия позволяют героям исправить ошибки прошлого, дать отпор злу, и изменить к лучшему жизнь своих семей.

«Радиоволна» («Частота»). Собственно путешествия нет, есть диалог во времени. Полицейский по рации говорит со своим отцом-пожарником, погибшим много лет назад, и даже слышит свой собственный детский голос. Связь стала возможной из-за необычного полярного сияния над городом. Сидя за тем же столом, беседуя по той же рации, отец нечаянно поджигает стол сигаретой; сын тут же видит появление горелого пятна на столе, даже вьётся небольшой дымок. Аналогичные эффекты видны и дальше. Своей информацией сын помогает отцу спастись, и у него появляется второй набор воспоминаний. В промежуточной реальности гибнет мать, но и это поправимо. В конце концов, герой встречает своих постаревших, но живых и счастливых родителей.

«Терминатор». Первые 2 фильма очень интересны и известны. Но петля времени мало реальна – герой рождается от отца, посланного им самим из будущего для спасения матери. Скорее всего, первоначальный отец первоначального героя был из того же времени, что и мать. Логика героев 2-го фильма явно слаба – они лишь устранили последствия 1-й части, от которой остались рука и компьютерный чип робота. По сути, из-за этого и не удалось избежать восстания машин. Терминатора следовало не уничтожать, а вести к президенту.

«Исходный код». Прямого путешествия в прошлое нет. Но некая система виртуально воссоздаёт короткий отрезок жизни людей в поезде перед катастрофой. В итоге катастрофа предотвращается и возникает альтернативная реальность. Фильм интересный.

«День сурка». В некоторый день герой отходит ко сну, но просыпается не утром следующего дня, а утром этого же, и проживает его снова. Что бы он ни делал, он снова возвращается в то же утро, даже если совершает самоубийство. Ему удалось перейти в следующий день, только когда он отказался от себялюбия и эгоизма, и помог в этот день всем, кому только смог помочь. По-видимому, это первый пример циклов времени в фильме. В старом советском фантастическом рассказе предотвращение авиакатастрофы в таких циклах было описано гораздо раньше.

«Грань будущего». Как и в «Дне сурка», герой многократно проживает один и тот же период свой жизни, каждый раз изменяя его. Почему он помнит всё, а также причины возникновения цикличности и выхода из неё – на совести фантаста. Но верно то, что другие люди предыдущих циклов не помнят. Даже те двое, кто знал о самом явлении раньше, получают информацию о предыдущих циклах только от главного героя.

«Иван Васильевич меняет профессию». Фильм не так прост, как может показаться. МВ позволяла перемещаться и во времени, и в пространстве, как МВ ОТО. Начало фильма напоминает фразу из одного фантастического рассказа: «темпоральные поля изменяют реальность ещё до включения машины времени». А в конце фильма, после возвращения Ивана Грозного в своё время, реальность настоящего изменилась. У героя появились «ложные» воспоминания, которые можно посчитать плодом воображения или сном, но они настолько яркие, что он всерьёз расспрашивал о них свою жену.

«Мы из будущего». Способ перемещения мистический. Военные документы героев взялись ниоткуда, они физически в замкнутом кольце. Как они возникли?

«Тариф Новогодний». Красивая «святочная» история, диалог во времени по мобильному телефону с неким чудесным тарифом. Звонить и посылать фото может только парень из будущего; фотокарточку девушки он получает как «посылку из прошлого», спрятанную в кафе год назад. Выясняется, что в его дни девушка гибнет в аварии бензовоза и автобуса, со всеми пассажирами. Они предотвращают катастрофу при участии друзей, причём его друзья в прошлом берутся за это, впечатлённые видеозаписью своих же обсуждений, полученной из будущего. Едва ли не единственный фильм без излишней фантастичности и явных ошибок логики.

«Чернобыль. Зона отчуждения». Обычный киноэффект – когда постаревший персонаж бьёт по лицу себя молодого, у бьющего на скуле тут же появляется след старого удара. Потом он убивает себя молодого, и тут же растворяется в воздухе, но больше ничего вокруг не меняется. Особенность фильма: главный герой возвращается в новое настоящее, где из-за предотвращения аварии в Чернобыле устоял СССР, а там есть его второй экземпляр, который родился и прожил в благополучном настоящем, не отправляясь в прошлое.

Свод логики и ошибок

Примитивные ошибки логики:

• абсолютизация функций часов;

• представление о взаимном разрушении («аннигиляции») при встречах существ и предметов со своими Аналогами из прошлого;

• элементарные «ошибки троечника» в физических явлениях.

Типичные ошибки логики:

• путешественники помнят о предыдущей реальности, хотя вместе с изменением обстоятельств должны были измениться и их воспоминания;

• при получении травмы у более молодого Аналога, у путешественника немедленно появляются её застарелые следы, хотя для этого нет никаких физических причин; то же самое касается и предметов;

• комбинация того и другого: предметы, взятые в прошлое из будущего, изменяются на глазах без видимых физических причин, но воспоминания путешественника не меняются, либо появляется несколько вариантов их.

Возможно, что сценаристы и режиссёры сознают эти ошибки, но оставляют их ради зрелищности, наглядности и доступности логики событий в фильмах.

Альтернативная логика:

• Континуум параллельных миров или ветвящихся реальностей. Даёт полную свободу воображению, но не позволяет изменить собственное прошлое или настоящее. Все катастрофы и трагедии остаются такими, как и были. А в реальности не наблюдается никаких признаков таких сущностей.

• Путешественник в прошлое считается пришельцем ниоткуда. Он изменяет прошлое, а тем самым и будущее, откуда прибыл, но это никак не влияет на него самого. Он помнит свой вариант будущего, но того больше нет. А в новом будущем рождается и живёт новый вариант его самого, с которым он может даже увидеться (похоже на азимовскую Вечность, в которой хранятся предметы ниоткуда, т.е. из исчезнувших Реальностей, стёртых Изменениями). Своя логика в этом есть – раз человек уже существует, за счёт чего ему исчезать? Но временно́й поток человека отсекается, как ножом. В новом варианте истории его появление необъяснимо. Разве что из параллельного мира. Если нет, то из будущего может прибыть его изменённый второй вариант, Аналог, а потом и другие.

Логика циклов (различных вариантов истории) в Петле Времени. При всей своей элементарности и одновременно фантастичности, это логическое построение, по всей видимости, является самым серьёзным и ценным, что оставил нам «фольклорный период» развития представлений о свойствах путешествий во времени.

Реалистичная логика, в рамках современной физики, требует последовательного и полного анализа свойств путешествий во времени, в т.ч. разрешения парадоксов времени («парадокса дедушки»).

Петля Времени

Обозначим следующие величины в основном потоке времени:

T₀ – начало отсчёта (момент Большого Взрыва, день рождения вояжёра, что угодно);

T₁ – момент вмешательства в прошлое из будущего;

T₂ – время старта путешествия в прошлое из будущего;

T₃ – любой момент времени после старта путешествия;

S(t) – состояние (конфигурация) мира в момент времени t.

Начальное состояние мира S(T₀) переходит в состояние S(T₁) в результате движения всех частиц в соответствии с законами природы. В терминах математического аппарата физики – в результате интегрирования уравнений движения на отрезке времени от T₀ до T₁.

Это относится к любому промежутку времени, малому или большому, если на нём нет никаких пертурбаций общего временного потока. Если «контрамоции» не будет никогда, всю историю мира опишет одна-единственная многомерная функция S(t), которую, образно выражаясь, один раз вычислит «компьютер природы».

Если же развитие событий привело к тому, что в момент времени T₂ стартует перемещение (кого-то или чего-то) в момент времени T₁, нужно следовать по причинно-следственной цепочке и полностью проанализировать интервал от T₁ до T₂. И только потом можно двигаться дальше, от T₂ к T₃.

Интегрирование от T₁ и далее нужно проводить, казалось бы, с учётом воздействия из будущего. Но это невозможно: такого воздействия ЕЩЁ НЕТ, «компьютер природы» на данном «шаге вычислений» ещё не сформировал его. Следовательно, события будут развиваться обычным образом. Затем, в момент T₂, воздействие будет сформировано, и интегрирование от T₁ необходимо провести снова, уже с учётом воздействия из будущего. Никакого другого пути просто нет.

Таким образом, на интервале от T₁ до T₂ возникают различные функции состояния, и их нужно снабдить индексом.

Итак, законы природы формируют из состояния S₀(T₀) состояние S₀(T₁), и далее S₀(T₂). Затем вмешательство в прошлое изменит состояние S₀(T₁). В последующие за T₁ моменты времени всё будет происходить уже иначе, чем в S₀. Возникает совершенно необычный процесс: история, уже сложившаяся однажды, формируется законами природы повторно. «Компьютер природы» пересчитывает её заново, и она описывается уже новой функцией – S₁. Старт перемещения в прошлое, если он состоится, произойдёт теперь из состояния S₁(T₂), и после изменения в момент времени T₁ сформируется следующее новое состояние – S₂, и так далее. Возникает целое семейство функций состояния: {S₀, S₁, S₂, … S_N, …}.

Это те самые циклы, которые описывает роман «Конец Вечности» Азимова.

На отрезке времени от T₁ до T₂ возникла Петля Времени.

Чисто «технический» термин для неё – «замкнутая времениподобная линия» («кривая»). Времениподобный и пространственноподобный интервалы – понятия, относящиеся к четырёхмерному пространству-времени ОТО. Означают, что в некоторой системе отсчёта интервал между двумя событиями будет либо промежутком времени (одна и та же точка), либо расстоянием (один и тот же момент времени).

Разумеется, это не изолированная от мира петля, а «встроенная» в основной поток времени всей Вселенной. Причинно-следственные цепочки, входящие в неё, влияют на многие «соседствующие», хотя и не затрагивают бóльшую часть мироздания.

Сколько различных функций состояния возникнет? Насколько сильно они могут отличаться друг от друга? Чем закончится весь процесс? Это зависит от того, как задумано, и как выполнено перемещение в прошлое и все последующие действия.

● Возможен вариант «0-1», когда функций только две, S₀ и S₁. Пример: взрослый человек решил упростить для себя молодого решение каких-то проблем, отправив в прошлое электронное текстовое сообщение. Составил описание и рекомендации, а в конце добавил следующее: «Для получения нужного будущего обязательно сохранить это сообщение, и потом отправить его же, в момент времени T₂, в прошлое, в момент T₁». Молодой человек выполнить рекомендации может и на свой лад. Но последнее указание выполнит в точности, хорошо понимая, как это важно для сохранения результата. Новой функции S₂ не возникнет, точнее – она и все последующие будут совпадать с S₁.

● Возможен вариант «0- N», когда функций некое конечное число, {S₀, … S_N}. Пример тот же, но молодой человек, после выполнения рекомендаций и взросления, остался не вполне довольным. Он составил новый текст и, возможно, изменил моменты отправки-получения. Чтобы видеть результаты последовательности попыток улучшения, для самоконтроля, присовокупил и оригинал полученного текста. Через несколько попыток будет получен вариант событий, близкий к идеалу, а в сообщении – история его получения, со всеми достижениями и проблемами. По пустякам такие вещи менять уже нежелательно. Изменение произойдёт два раза или несколько, но на какой-то функции S_N улучшения завершатся. Функция S_N+1 и все последующие будут совпадать с S_N.

● Возможен вариант «0-∞», когда различных  функций S_k бесконечно много. Это может произойти и в случае информационного сообщения, и в случае личного прибытия путешественника в своё прошлое. Но последовательность функций S_k может быть сходящейся, когда каждая следующая всё меньше и меньше отличается от предыдущей. В пределе, когда k стремится к бесконечности (k® ∞), возникнет результирующая функция S_R.

В любом случае, циклический процесс вариаций прошлого выходит на какую-то результирующую функцию S_R, либо через N циклов, либо в пределе, и петля времени стабилизируется – обстоятельства в ней перестают изменяться от цикла к циклу.

Этим промежуточные состояния петли напоминают затухающие колебания натянутой струны, на которую повесили груз или наложили стяжку; процесс релаксации приводит к успокоению в новом положении равновесия.

Только после этого возможно формирование будущего. В момент T₁ – «сшивка», состояния S₀(T₁) и S_R(T₁) совпадают. Далее, из состояния S_R(T₂) обычным образом формируется состояние мира S_R(T₃). Петля Времени пройдена.

Промежуточные состояния в фазе нестабильности петли времени принципиально отличаются от результирующего состояния тем, что в них причины и следствия могут находиться в соседних циклах: некое следствие в S_k обусловлено причиной из S_k-1, а в текущем цикле эта причина уже не воспроизводится.

В состоянии же S_R присутствует полный набор причин и следствий, т.к. в фазе стабильности функции состояния физически неотличимы. Причинно-следственная цепь замкнута, стала круговой. Каждое событие в цепи является следствием всех остальных, и в то же время, одной из причин для всех остальных событий – все события в Петле Времени самосогласованы в результате её сильнейшего самодействия.

Но и промежуточные состояния очень интересны – тем, что только в них содержится история формирования результирующего состояния. Само по себе результирующее состояние её не содержит, если об этом не позаботится путешественник во времени.

▪ Дополнение к «0-1» и «0- N». Для получения желаемого результата в точности, важно обеспечить максимально точное совпадение воздействий на прошлое из состояний S₀ и S₁ (во втором случае – из состояний S_N-1 и S_N).

Сообщение можно отправить и на бумаге. Но документ в S₁ придётся создать заново. Отправлять полученную из S₀ бумагу нельзя – ведь бумага стареет, и при дальнейшем использовании в цикле вообще рассыплется. А при воспроизведении возможны ошибки.

В случае электронного документа обеспечить полное совпадение текста или видео просто. Соблюдать точность времени до микросекунд необязательно, атрибуты файлов и сообщений в электронных системах не настолько точны. Отправить сообщение можно и с расчётом его «прибытия на место» ночью, чтобы прочтено было утром, после пробуждения – это решает вопрос точности воспроизведения времени <