Аннотация: Особенности реального движения во времени и распространенная ошибка фантастов
Часть 1. Только вперёд!
Многие фантасты, описывающие движение во времени, пренебрегают очень важными побочными эффектами.
Первое известное художественное произведение Герберта Уэллса о путешествиях во времени появилось незадолго до теорий относительности Эйнштейна.
В экранизациях мы видим как путешественник наблюдает вокруг себя ускорившиеся события, удивительно быстро растут цветы, все быстрее сменяется время дня и ночи...
Наивные представления ранних фантастов не учитывают термодинамику.
Ведь увеличение скорости времени означает, что к путешественнику из окружающего пространства идет во столько же раз увеличенное количество тепловой энергии, а от него во столько же раз меньше. Достаточно ускорить время всего раза в два-три, и человек перегреется за считанные минуты.
А еще разница во времени означает, что весь электромагнитный спектр соответственно сместится. Путешественник не просто видел бы как всё вокруг убыстряется, но и становится все более синим, а затем и фиолетовым. Уже при удвоенной скорости времени большинство видимого света уйдет в жгучий ультрафиолет.
А вот сам путешественик будет виден окружающим все более смещающимся в красную полосу спектра, он становился бы всё темнее.
Понятно, что никакие открытые модели машины времени не совместимы с жизнью, поскольку путешественник будет сожжен. Но даже если позаботиться о защите, то его погубит другая причина.
Разумеется, что для многих авторов перемещение во времени только литературный прием для раскрытия других преимуществ сюжета. Было бы глупым придираться, например, к "Ивану Васильевичу" Булгакова. Но вот пишущие научную фантастику, как я думаю, теряют возможность сделать свое произведение действительно эпичным, поскольку не учитывают все грандиозные трудности связанные с путешествиями во времени.
Путешествия во времени не фантастика, а повседневная реальность.
Самый простой способ отправиться в будущеее, это посидеть некоторое время в гравитационной яме, то есть в поле тяготения. Пока вы ждете там, для вселенной за пределами пройдет больше времени, и когды вы вылезете, то окажетесь в будущем.
На Солнце время идет медленнее на две миллионные доли, на на Земле время замедляется на 7 десятимиллиардных долей по сравнению с дальним космосом.
Есть разница хода времени на самой Земле. Если вы залезете на гору высотой три километра и проживете 100 тысяч лет, там пройдет одна лишняя секунда по сравнению с низиной.
На поверхности планеты разница в силе тяготения измеряется в миллигалах, она зависит от особенностей геологического строения коры и того, что под ней находится.
В среднем сила тяготения на Земле 979,7 гал. Аномалии из-за внутреннего строения планеты могут достигать 100-1000 миллигал. За время геологической истории некоторые области отстали во времени уже на минуты.
А Солнце за время своего существования отстало во времени на десяток тысяч лет по сравнению со своими планетами.
Есть попытки объяснить время только с помощью энтропии, статистически. Даже заявляется, что времени не существует. Но, на мой взгляд, это не правильно.
Время существует. Как мне кажется, это доказывает гравитационое красное смещение, ведь все линии спектра сдвигаются одинаково. Гравитация - это разница скорости времени.
Уже давно физики научились измерять (с помощью изомеров) разницу в скорости течения времени на высотах различающихся всего на несколько метров над поверхностью земли.
Казалось бы, что речь идет о совсем ничтожных величинах, но всё познаётся в сравнении.
Возраст Вселенной всего на восемь порядков превышает человеческую жизнь, а минимальный возможный отрезок времени, который позволяет квантовая физика (планковское время) ниже этого на 53 порядка. Шкала времени вниз простирается гораздо, гораздо дальше чем вверх. В этих масштабах даже мизерные гравитационные аномалии имеют значение. Даже в масштабах комнаты разница хода времени может составлять миллионы сроков жизни какой-нибудь виртуальной частицы вакуума.
Путешествия во времени вперёд не противоречат законам физики. Для этого нужны сильные гравитационные поля.
Проблема в том, что если мы захотим попасть в будущее с помощью гравитации, она должна быть действительно сильна.
Только что я упоминал, что на Солнце время идет медленнее на две миллионные доли, чем в окружающем космосе, но учтите насколько сильнее там тяготение.
Такая сила тяжести губительна для нежного человеческого тела, даже для путешествия во времени с небольшими скоростями больше бы подошел стальной Терминатор как в соответствующем фильме.
На поверхности более плотных звезд время еще замедляется, там уже тысячные доли, а если захотите замедлить его на 30% то понадобится нейтронная звезда. Да, замедление времени уже будет заметно, но проблема в том, что такое гравитационное поле превратит путешественника в тонкую плёнку ядерной плотности. Такое не выдержал бы никакой Терминатор.
Есть космические объекты, которые еще сильнее влияют на время; разумеется, это черные дыры. Черные дыры звездной массы не подходят, поскольку они небольшие, всего несколько километров, там очень сильный перепад гравитационного поля.
Есть еще черные дыры средней массы, образовавшиеся от обычных откормленных черных дыр. Их масса тысячи и сотни тысяч солнечных, а диаметром они от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч километров. То есть размером как планеты или обычные звезды.
Ну и сверхмассивные дырищи в центрах галактик. Там масса идет уже на милллионы и миллиарды солнц, а размер гравитационной бездны может доходить до десятков миллиардов километров.
Недавно появилась информация о существование ульрамассивных черных дыр, массой в десятки миллиардов солнечных масс.
Но там свои проблемы, о которых я упоминал в очерке "Погружение в гравитационную яму".
Видно, что путешествие во времени вперед даже с минимальной скоростью сопряжено с неимоверными трудностями -требуются давящие материю гравитационные поля или космические скорости, уносящие при этом так далеко, что отуда непонятно как вернуться. Но зачем такие затраты?
Некоторые биологи обещают другой способ попасть в будущее. Если бы удалось просто заморозить организм, остановив в нем биологические процессы, то можно проснуться в будущем. Не тратя при этом космические количества энергии.
У крионики свои сложности, но она в триллионы раз экономичнее чем способы пробиться в будущее с помощью релятивистской физики.
Однако, есть вопрос: будущее в которое нас медленно несёт естественным ходом жизни, и будущее в которое внес разогнанный звездолет, являются одним и тем же будущим? Или это разное будущее?
Казалось бы, какая разница, движетесь вы в будущее медленно или быстро?
Вроде бы странный вопрос, но он возникнет вновь, когда мы коснемся путешествий в прошлое. И может оказаться, что не так всё просто.
Вообще-то, машины времени были построены не раз, и успешно работают. По сути дела ускорители отправляют частицы в будущее, поскольку разгоняют их до релятивистских скоростей.
То, что время для разогнанных частиц идет иначе, видно на примере мюонов. Они очень быстро распадаются, и не должны были бы долетать до поверхности земли. Но поскольку в момент образования их скорость часто достигает 98% скорости света, то их существование уходит в будущее в 5 раз дальше, чем для медленных. Таким образом они не только успевают долететь, но и способны проникнуть вглубь планеты на пару километров.
В наше время удается разгонять протоны до скорости настолько близкой к предельной, что время для частиц идет в 7500 раз медленнее, а значит они движутся в будущее в 7500 раз быстрее.
Но это еще далеко не предел. Нередко регистрируются космические частицы, в тысячи и миллионы раз превосходящие то, что возможно в нынешних ускорителях. Среди них бывают настолько разогнанные, что если эта частица пролетела миллиарды световых лет, то для нее прошла всего пара часов!! Для нас она откуда-то из глубокого прошлого.
Впрочем, с этими частицами еще многое не ясно, поэтому нет возможности судить о длине их пути сквозь пространство и время.
Складывается впечатление, что речь идет о каких-то ничтожных величинах или о дальнем космосе. Однако даже в теле человека не всё так просто со временем.
Дело в том, что чем больше заряд ядра атома, тем с большей скоростью должны вращаться вокруг него электроны на самых близких орбитах, точнее орбиталях. Разумеется, что вращение там квантовано, орбиталь представляет собой замкнутую стоячую волну, но релятивистские эффекты быть должны.
В быту мы все имеем дело только с проявлениями свойств внешних оболочек атомов. Для переходов на внутренних энергетических оболочках энергии видимого света и тепла не достаточно. Это диапазон жесткого рентгеновского излучения, его еще называют характеристическим, поскольку с помощью таких рентгеновских спектров можно анализировать состав вещества.
Если учесть, что возраст большинства окружающих нас атомов где-то 5-6 миллардов лет, а иногда и больше, то в куске какого-нибудь тяжелого металла вроде свинца или золота внутренние оболочки атомов могли отстать от нашего времени на сотни миллионов лет. Но это предположение спорное. Считать ли электронную оболочку или отдельный электрон непрерывно существующим объектом, зависит от квантовой интерпретации, которой вы придерживаетесь. Ни одна из квантовых интерпретаций еще окончательно не победила.