Тайны квантового мира. О парадоксальности пространства и времени - Олег Фейгин

Внепространственный прыжок

В научной фантастике межпространственные переходы выглядят так: «Ходовую рубку корабля заполнила сиреневая мгла, дробящая и искажающая контуры навигационных приборов. Ярко вспыхнули и тут же погасли все мониторы, а экраны дальнего обзора наполнились блуждающими разноцветными искрами… Космонавты на мгновение почувствовали, что теряют сознание и проваливаются в звенящую черноту, перед глазами у них поплыли яркие радужные круги… Неожиданно окружающее пространство взорвалось сполохами радужного света, одновременно включились приборы и начал выдавать команды бортовой компьютер… Подпространственный переход состоялся!»

Здесь стоит вспомнить об очень любопытном факте, что кажущееся нам пустым пространство физического вакуума только кажется таковым. При очень большом увеличении оно похоже на шевелящуюся мягкую губку или кипящую мыльную пену, где вспыхивают и мгновенно гаснут всплески полей, а окружающее пространство-время под действием их тяготения искривляется и скручивается в микроскопические пузырьки и подобия раковин, в которых возникают многочисленные воронки и «ручки» сверхмикроскопических червоточин. Правда, размеры их невообразимо малы — песчинка для них так же велика, как для нас сама Метагалактика. Естественно, что ни один современный прибор не может зафиксировать следы таких объектов. Исследовать их математики и физики-теоретики могут лишь умозрительно, строя компьютерные модели. Но именно с существованием подобных удивительнейших объектов ученые связывают возможность еще одного типа подпространственных переходов, впрочем, более подробно об этом будет рассказано в следующем разделе.

Данные вопросы — на грани научной фантастики, однако сегодня их серьезно обсуждают и сами ученые, поскольку это помогает лучше понять особенности современной теории и представить себе гипотетические возможности космических цивилизаций.

Серьезный анализ возможностей подпространственных переходов пока доступен только математике, поскольку ее формулы — единственный способ, позволяющий обрисовать контуры воображаемых миров и сложные пространственно-временные структуры. Посвященные этим вопросам научные работы напоминают лес формул, но если не претендовать на большую строгость и пользоваться наглядными образами, то общая постановка вопросов и результаты исследований могут быть доступны и далеким от теоретической физики читателям.

Разумеется, и писатели, и журналисты, рассказывающие о подпространственных перемещениях, зачастую просто создают образ чего-то таинственного и непонятного. И тем не менее фантасты часто бывают не так уж далеки от истины. Представим себе двухмерный мир — что-то вроде бесконечно тонкого листа бумаги, у которого две стороны слились в одну. В таком мире, так же как и в нашем, любые две отстоящие друг от друга точки соединяет множество тропинок, но среди них всегда есть самая короткая, и если мы хотим попасть в другую точку как можно скорее, нам следует воспользоваться именно этой дорожкой.

Если же в начале и в конце пути изогнуть, продавить пространство, образовав воронки и соединив их трубкой-каналом, то мы получим мгновенный переход между двумя удаленными точками двухмерного мира. Вот такой канал мы вправе назвать проколом пространства, нуль-транспортировкой и другими терминами, придуманными писателями-фантастами. При этом подобные подпространственные переходы нигде не будут выходить за пределы своей двухмерной вселенной, поскольку все точки — и на листе, и в канале, и на склонах воронок — принадлежат одной и той же двухмерной поверхности. Если свернуть такой лист в цилиндр, то канал перехода будет напоминать ручку у чашки. В трехмерном пространстве он существует сам по себе, независимо от того, есть обнимающее его трехмерное пространство или же его вообще нет в природе.

Мы только что говорили о подобных кротовых норах, или, как их еще называют, червячных ходах в нашем, трехмерном пространстве. И вот что еще особенно важно: такой плоский двухмерный мир может иметь одну пространственную, а вторую временную координату. Тогда проколы из пространственных превратятся в пространственно-временные, соединяя точки с разными временами и служа туннелями для путешествий в иную историческую реальность. Несмотря на кажущуюся мистичность, многие физики уверены в осуществимости таких проектов, поскольку они основываются на принципах квантовой теории. Трудно пока еще говорить о конкретных деталях строения «подпространственного метро» будущего, но реальность его осуществления в том или ином варианте практически не вызывает сомнений.

Картина, конечно, фантастическая, но у нее есть один неожиданный аспект. Некоторые пространственные пузырьки только извне, для внешнего наблюдателя, выглядят как ультрамалые объекты, а изнутри, измеренные с помощью их собственных эталонов длины и времени, представляют собой огромные космические миры — вселенные. В принципе, хотя с первого взгляда это кажется совершенно невероятным, может выйти так, что наш мир — один из таких пузырьков. Во всяком случае, современная физика вполне допускает подобную возможность.

Когда речь идет о поиске подпространственных червоточин, первое, что обращает на себя внимание, — это бездонные провалы сколлапсировавших «застывших звезд». Об этих удивительнейших космических объектах мы уже много рассказывали и сейчас не будем подробно останавливаться на их свойствах.

Астрофизики считают, что многие свойства коллапсаров говорят о том, что воронки замерзших звезд вполне могут быть входными порталами червоточин пространства-времени. Если это так, то можно (пока еще чисто умозрительно) попытаться приспособить их для путешествий в пространстве и времени, ведь время в их окрестностях останавливается лишь для внешнего наблюдателя, а для космонавтов, устремившихся в жерло черной дыры, все будет идти своим чередом, и никакого замирания процессов они не заметят.

Эта гипотеза особенно интересна тем, что астрономические теории предсказывают существование удивительных объектов с прямо противоположными коллапсарам свойствами. Такие «белые дыры» еще более загадочны, чем их черные сестры, и должны неудержимо извергать вещество. Нырнув в зев черной дыры, звездолет мог бы вынырнуть из диска ее белой сестры в какую-нибудь пространственно-временную область нашего мира или совсем в другую вселенную, связанную с нашей лишь тонкой горловиной червячного лаза.

К сожалению, есть большие сомнения в реальности подобных путешествий. Дело в том, что гравитационные поля вблизи гравитационных радиусов черных и белых дыр неимоверно велики и быстро растут по мере того, как звездолет втягивается внутрь подпространственного канала. Они сначала закрутят и вытянут корабль в длинные нити, а затем разорвут их на мельчайшие частички. Даже в земных условиях, где тяготение сравнительно невелико, силы притяжения на поверхности планеты и на орбите спутника значительно отличаются. На поверхности Земли они вызывают многометровой высоты приливы и отливы, ну а в недрах застывших звезд — коллапсаров перепады гравитационных сил просто чудовищны. Им не могут противостоять, распадаясь на части, не только атомные ядра, но и элементарные частицы. И спастись никак нельзя, обратного пути нет, ведь черная дыра не выпускает даже лучей света.