В 1935 году Альберт Эйнштейн и его аспирант Натан Розен открыли гипотетическую математическую структуру пространства-времени, которая соединяет две отдельные области пространства, потенциально позволяя сократить путь между ними. Теоретически, путешествие через это пространство может быть намного быстрее, чем путешествие в привычном внешнем пространстве-времени, которое их соединяет. Это пример общего класса пространственно-временных структур с двумя входами, соединенными горловиной, более известной как “червоточина”.
В 1962 году Роберт Фуллер и Джон Уилер продемонстрировали, что червоточина Эйнштейна-Розена нестабильна и разорвется прежде, чем какая-либо частица сможет пересечь ее. Впоследствии, когда Стивен Хокинг, Кип Торн и их коллеги позже показали, что экзотическая материя с отрицательной плотностью массы (энергии) может стабилизировать червоточину и сделать ее гипотетически проходимой, появилось возможное решение. Известно, что такое вещество существует: “темная энергия”, отталкивающая гравитация, которая вызывает ускоренное расширение Вселенной.
Однако, чтобы построить червоточину, нужно было бы извлечь темную энергию из космического резервуара и преобразовать ее в червоточину. Мы не знаем, возможно ли это, поскольку природа темной энергии также остается неизвестной.
Проходимая червоточина позволила бы развитой цивилизации путешествовать назад во времени. Это связано с тем, что внутри червоточины и за ее пределами время течет по-разному. В результате синхронизированные часы на обоих концах червоточины остаются синхронизированными для наблюдателя, проходящего через червоточину. Представьте себе наблюдателей на одном конце червоточины, которые столкнулись с замедлением времени и постарели меньше, перемещаясь или временно посещая гравитационную потенциальную яму. Такие наблюдатели могли бы одновременно подключаться к более старому концу червоточины, тем самым позволяя более старой версии самих себя встретиться с более молодым "я".
С точки зрения стороннего наблюдателя, это представляет собой то, что научная фантастика назвала бы машиной времени.
В свете таких возможностей изменения времени в 1992 году Стивен Хокинг предложил “гипотезу о защите хронологии”, утверждая, что законы физики предотвращают путешествия во времени, гарантируя, что Вселенная останется безопасной для историков. Мы не знаем, верна ли гипотеза Хокинга, поскольку у нас нет предсказательной теории, объединяющей квантовую механику и гравитацию. Если это так, то проходимые червоточины не могут быть созданы ни нами, ни какими-либо другими развитыми внеземными цивилизациями.
Этот набор аргументов предполагает, что если мы когда-нибудь обнаружим вблизи Земли инопланетных пришельцев, которые воспользовались червоточинами для перемещения со сверхсветовой скоростью, мы будем знать, что гипотеза Хокинга неверна и что путешествия во времени возможны. Их научный подвиг будет иметь большое значение для теории квантовой гравитации, которую мы разрабатываем. Это также поднимет этические вопросы, например, должны ли мы запросить доступ к их машине времени и вернуться в прошлое, чтобы убить Адольфа Гитлера до Холокоста. Такой поступок позволил бы мне вернуть к жизни 65 членов семьи моего отца, погибших в нацистских концентрационных лагерях.
Доступ к машине времени как инструменту для корректировки истории человечества - одно из возможных преимуществ от знакомства с инопланетными устройствами, использующими квантовую гравитацию. Другое - это путешествие в отдаленные уголки космоса в течение человеческой жизни через червоточину. Какой из них нам следует использовать в первую очередь? Моим личным приоритетом было бы исправить историю человечества, прежде чем отправляться в межзвездные путешествия. Это потому, что мы знаем, что нужно исправить в нашем прошлом, но мы не знаем, какое межзвездное путешествие того стоит.
Знакомство с технологическими разработками передовых внеземных ученых может оказаться очень полезным для нашего собственного научного прогресса. Мы открыли квантовую механику и общую теорию относительности всего сто лет назад, и нам еще многому предстоит научиться.
Автор: Ави Леб – руководитель проекта Galileo, директор-основатель Инициативы Гарвардского университета по изучению черных дыр, директор Института теории и вычислений Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики и бывший заведующий кафедрой астрономии Гарвардского университета (2011-2020). Он является бывшим членом Президентского совета консультантов по науке и технологиям и бывшим председателем Совета по физике и астрономии Национальных академий. Он является автором бестселлера “Внеземные цивилизации: первые признаки разумной жизни за пределами Земли” и соавтором учебника “Жизнь в космосе”. Издание его новой книги в мягкой обложке под названием “Интерстеллар” вышло в свет в августе 2024 года.
