«Просто простыня искривлена…»
- Артем Валерьянович, первый дурацкий вопрос - машина времени неужто существует?
- Я начну издалека разжевывать. Есть такая наука – общая теория относительности, которую создал Эйнштейн. Так вот, эта наука говорит, что гравитация, то есть сила, которая управляет падением (с этими словам Юров поднял свой портмоне и бросил его на стол), на самом деле не сила, а проявление искривления пространства.
Вообще, то, что мы живём в искривлённом пространстве, известно уже без малого сто лет. Многие люди делают удивлённые глаза, но это совершенно железно доказанный научный факт. Самый яркий пример: если комета пролетает мимо солнца, то её траектория искривляется. Мы думаем, что её солнце притягивает, но на самом деле не в этом дело. Представьте себе простыню, которую натянули и положили на середину гирьку. Простыня прогнулась. Теперь вы пускаете туда шарик. Он скатится к гирьке?
- Конечно.
- Безусловно. И мы не считаем, что гирька притянула шарик, как земля якобы притягивает упавшее яблоко. На самом деле просто простыня искривлена. И вот учёные задались следующим вопросом: если пространство искривлено, то может быть есть причудливые искривления. И тот же Альберт Эйнштейн подумал, не может ли пространство так искривиться, что в нём появится туннельчик, который соединит два удалённых пункта. Представьте себе (с этими словами Артем Юров нарисовал на всю доску большущую букву С), что это искривленное пространство в разрезе. Верхушка – это планета Земля, а нижний край – Луна. На космическом корабле мы можем долететь до Луны только по привычной для нас, длинной траектории. Но если каким-то образом пробить пространство в двух крайних точках, соединив их прямой линией, то получится этакая машина пространства.
- Но это бред фантастов…
- Повторюсь, это изучает официальная наука. И сюрпризы ещё все впереди. Итак, представьте, мы ныряем в кротовую нору, которая располагается, скажем, на острове Канта в Калининграде, выныриваем тут же на Луне, а затем на обычном космическом корабле возвращаемся на Землю. Для внешнего наблюдателя это будет выглядеть как путешествие со сверхсветовой скоростью, а, значит, мы окажемся на земле в будущем. Но это при условии, что «выход» в «кротовую нору» движется ускоренно, скажем, вращается относительно «входа» во внешнем пространстве. Причём вращаться он должен не меньше определённого времени, но это уже детали. Обратный процесс означает попадание в прошлое. На бумаге, чистое волшебство, скажете вы. Но ещё Эйнштейн вывел уравнение, которое описывает искривление пространства, а затем нашёл решения, которые допускают существование таких «кротовых нор». Правда, позднее другие математики выяснили, что эти норы крайне неустойчивые. То есть, если в этот туннель влетит даже фотон, то он моментально разрушится.
Где взять 1050 кг экзотического вещества?
- В 1985 году ситуация в этом плане немного прояснилась. Легендарный американский физик Кип Торн придумал, как стабилизировать «кротовую нору». Для этого, по его данным, нужно заполнить туннель некой странной субстанцией. Торн его назвал «экзотическим веществом».
- А из чего оно?
- Выяснилось, что это вещество сродни так называемому Казимировскому вакууму. Есть в физике такой факт. Вы берёте два электрода, хорошенько зачищаете, ставите в вакууме друг напротив друга, и они неожиданно начинают притягиваться. Никто сначала не мог понять, какая сила их сближает, ведь зарядов никаких нет. Но потом выяснилось, что вакуум между ними меняет свойства, оставаясь прежним по внешним бокам электродов.
После этого открытия сразу встал вопрос, сколько брать этого экзотического вещества. А когда подсчитали – прослезились. Для того, чтобы диаметр «кротовой норы» допускал прохождение человека, необходимо туда запихать 1050 килограммов этого вещества. Представляете себе это количество? Я с трудом. Это число с пятьюдесятью нулями. Это огромный кусок Вселенной. Это гораздо больше энергии, если бы мы сожгли Землю и Солнце вместе взятые. Когда эту оценку получили специалисты по квантовой теории поля, то они единодушно заявили, что на практике мы это никогда не применим.
«Да её девать некуда!»
- Всё изменилось в 1998 году, когда астрономы открыли поразительный факт, что наша Вселенная не только расширяется, но и ускоряется. Причём, этот разгон начался около 3 млрд лет назад, тогда как всей Вселенной, по оценкам, чуть более 13 млрд лет. Какая-то суперсуперсуперсилища начала разгонять всю эту махину, всю видимую и невидимую нами Вселенную.
- Что же её разгоняет?
- Этот источник силы назвали «тёмной энергией». И оказалось, что этой энергии во всей Вселенной – 74%. Для сравнения, все звезды, все, что мы видим – это только 4 %. Четыре! (Всё остальное – ещё одна загадочная штукенция под названием «тёмная материя». – Авт.). Тёмная энергия - не осязаемая, в телескопах её не видно. То есть она, действительно, тёмная. Темнее только, наверное, бюджет России. Далее - ученые обнаружили, что для тёмной энергии справедливо такое соотношение: если давление разделить на плотность, умноженную на квадрат скорости света, то результат становится меньше, чем минус один. Понимаю, что для вас это мало, что значит, но поверьте, если такое соотношение выполняется, то существование такой энергии противоречит всему, что нам – физикам – известно. Ещё двадцать лет назад вам предложили бы проспаться, нежели поверили в существование такого объекта.
А вот теперь самое главное – если такой минусовой энергией заполнить «кротовую нору», то она не будет разваливаться. И этой энергии 74%! Да её девать некуда! В том числе и на Земле.
- Так, может, эти норы уже существуют и создавать их не надо?
- Вполне возможно. Более того, «кротовые норы», если они есть, должны создавать специальные оптические эффекты. Раньше просто не искали ничего подобного ни на земле, ни в космосе. Мой коллега из Испании Педро Ганзалес-Диаз вообще развил интересную мысль, что во время расширения Вселенной, должны растягиваться и сами «кротовые норы».
Коллайдер и машинки времени
- Теперь мы подошли к нашему совместному с Педро Ганзалесом и вторым испанским коллегой Прадо Мартин-Моруно открытию, которое вы назвали сенсационным, хотя мне это слово не нравится. Математическим путём мы доказали, что для стабилизации «кротовых нор» не надо столь умопомрачительного количества тёмной энергии. По нашим расчётам, для одной машины времени вполне будет достаточно энергии, выработанной в земных условиях несколькими специальными станциями. Правда, мы пока не знаем, сколько именно надо энергии.
Вкратце я поясню суть нашего открытия. 1050 килограммов было получено в результате сложных вычисления в рамках квантовой теории поля. Однако сейчас начало бурно развиваться направление в физике под названием «Теория струн». Сегодня это самый авангард физической науки – совершенно увлекательная вещь. Теория струн говорит, что помимо трёх макроскопических измерений существует четвёртое, а также ещё четыре микроскопических. Не спрашивайте у меня, как оно выглядит. И вот сейчас запускаемый в Женеве большой адронный коллайдер, помимо всего прочего, должен проверить, есть это дополнительное измерение. Так вот, мы доказали, что если это измерение существует, то 1050 кг не понадобятся.
- С вашим открытием согласилась мировая физика?
- Хороший вопрос. В науке принято публиковать значимые, прорывные работы в специализированных журналах. Например, «Physical Review», «Physics Letters», в России это «ТМФ» (Теоретическая и математическая физика. - Авт.). Это ужасно престижные журналы, рецензируют их очень крупные эксперты в области физики. И попасть туда, да ещё со своим именем и названием нашего университета – это бренд. Мы опубликовались в одном из самых престижных журналов по этой тематике – «Nuclear and Hadronic Physics». Причём, нашу работу взяли сразу, без правок. Все рецензенты однозначно восхитились, а обычно надо год переругиваться с рецензентами. Работа называется «New "Bigs" in cosmology». Прилагательное Bigs в космологии используется для обозначения большого взрыва, большого схлопа.
- Так можно ли в лабораторных условиях создать машину времени?
- Я отвечу словами профессора, доктора физико-математических наук Ирины Арефьевой и её коллеги, член-корреспондента РАН Игоря Воловича о том, что уже на женевском коллайдере протонные столкновения могут породить машины времени. Только это будут маленькие машинки, с микроскопическими кротовыми норками диаметром всего с электрон. Отмечу сразу, что Ирина Ярославовна подвергается жёсткой критике, я сам отношусь скептически к её расчётам, хотя она намного опытнее меня и если встанет вопрос – кому больше доверять, я сам отвечу, что ей. Если это произойдёт, то нашим потомкам останется решить только один вопрос – как накачать тёмной энергией эти машинки времени, то есть раздуть нору? Сначала до размера молекул, а в перспективе до человека.
- Пофантазируйте вашим учёным умом, что произойдёт дальше?
- Во-первых, я думаю, что никакого железа для создания машины времени не понадобится. Во-вторых, не будет мощных полей, которые человек станет преодолевать и его будет корежить. Голливуд здесь огород нагородил. Возможно, это будет некое поле, область, шириной, допустим, несколько сантиметров. Человек пересекает её и уже в другом месте и в другое время.
- А если я себя увижу в прошлом?
- Это самый главный вопрос и на него пока нет ответа. Что будет, если я – из будущего – во имя науки застрелю себя из прошлого? Или хотя бы просто хлопну себя по плечу. Ведь в прошлом «вчерашний я» не помню, чтобы меня хлопал мой двойник. Фантастических парадоксов масса. Одно радует, что такими вопросами физики мира тоже занимаются.
Назад к 5-летней будущей жене
- А вы сами куда бы отправились в прошлое?
- Вас сейчас ждёт самое большое разочарование в жизни. Когда машина времени будет создана, то на ней не слетаешь к динозаврам и даже в довоённом Кёнигсберге не побываешь.
- ???
- Допустим, человечество создаст машину времени 28 августа 2020 года. Так вот, на следующий день путешествовать в прошлое можно будет только во вчера. Побывать в 27-м августе уже не получится, поскольку в тот день машины времени ещё не было. То есть попасть можно будет только в то время, с которого машина времени существует. Такая беда. Существует даже гипотеза, что как только мы создадим машину времени, из неё сразу же вылезут наши потомки и скажут: «Ну, привет, наконец-то вы сделали машину, а то все не могли попасть к вам».
- Ну а всё же, если бы можно было проникнуть в далекое прошлое, куда бы физик Юров слетал?
- Лет на 30 назад, чтобы понаблюдать за моей супругой Аллой, когда она была маленькой девочкой. По воспоминаниям родителей, она была таким шкодным ребёнком, что на это стоит посмотреть.