Всем знакома фраза «Идти в ногу со временем». Профессор Калифорнийского университета Ричард Мюллер задумался о её буквальном значении. Что такое настоящее, прошлое и будущее в физическом понимании, каков он — момент, именуемый словом «сейчас», и вообще, как шагает само время?
Чтобы ответить на эти странные вопросы, ученому пришлось складывать немаленький пазл из мировых научных открытий, собственного опыта и мировоззрения и последних достижений квантовой физики.
Получилась целая эпопея — космически масштабная, «субатомно» доскональная, неожиданная и захватывающая, и даже кое-где философская. Всё как мы любим.С минимумом спойлеров представляем книгу «Сейчас. Физика времени».
Сейчас
Как именно нами воспринимается момент сейчас? Судя по всему это определяется микроскопическим количеством времени, которое требуется для того чтобы мозг заметил и запечатлел сигнал, пришедший от глаза, уха, кончиков пальцев. Для человека это несколько десятых долей секунды. А, к примеру, для мухи — всего несколько тысячных. Поэтому, чтобы поймать муху, нам приходится действовать очень расторопно: человек для этого насекомого движется словно в замедленном кино.
Немудрёное восприятие сейчас как момента, когда вы читаете вот эти слова в тексте (а теперь — вот эти) вполне уживается с четырёхмерным пониманием Большого взрыва, который создает не только пространство, но и время. Непрерывное создание новых сейчас — это и есть течение времени.
Если представить все в упрощенной трёхмерной модели, то можно вообразить себя на поверхности надувающегося шара. Её площадь постоянно увеличивается. Примерно так же 13,8 миллиардов лет «растёт» и движется время. Каждое наше ощущение, мысль, движение в данный конкретный миг увеличивают площадь оболочки раздувающегося с момента Большого взрыва «шара» времени.
Так что даже хлопок газетой по той самой мухе — это движение переднего фронта времени в просторах мироздания.Фух. Кстати, в книге есть еще несколько общепринятых в учёном мире версий течения времени, которые автором обстоятельно разбираются по косточкам и критикуются. Но останавливается он в итоге на кратко описанной выше (вот мы и не удержались от спойлера).
Насыщенный вакуум
Давно известно, что вакуум — не пустое пространство, а гораздо более сложная штука. Ещё в середине ХХ века ученые выяснили, что эта «пустота» содержит энергию, способную влиять на физические объекты (эффект Казимира). Вакуум содержит постоянное поле Хиггса, заполняющее целиком все пространство и отвечающее за придание частицам их массы. Вакуум содержит темную энергию, ответственную за ускорение расширения Вселенной.
Вакуум постоянно порождает вещество и антивещество, которые почти мгновенно аннигилируют. Исключение составляют случаи, когда этот процесс происходит вблизи чёрной дыры. Тут кроется объяснение такого феномена как излучение Хокинга: казалось бы невозможное излучение черных дыр, из которых, как известно, не может вырваться ничего, даже свет. Оказывается, вблизи поверхности этих объектов сильнейшая гравитация разделяет пары рождённых вакуумом частиц и античастиц прежде, чем они аннигилируют: одна частица попадает внутрь черной дыры, вторая излучается в бесконечность.
Герой обратного времени
Лауреат нобелевской премии по физике Ричард Фейнман осветил буквально каждую научную проблему, о которой когда-либо задумывался. Он не только рассмотрел феномен обратного времени, но и превратил его в подробно разработанную теорию. Именно Фейнман предположил, что позитрон — это электрон, который движется во времени вспять. Иллюзию положительного заряда придавало ему как раз это движение во времени назад.
В терминах диаграмм Фейнмана мыслит сегодня большинство ученых. Это уравнения, которые описывают квантово-физическую амплитуду вероятности будущего процесса (обычно — столкновение частиц). Например, электрон и позитрон, сталкиваясь друг с другом в пространстве, исчезают, превращаясь в фотон, который затем вновь распадается на электрон и позитрон.
На одной диаграмме первоначальный электрон исчезает, а справа рождается заново другой электрон. На другой диаграмме входит и уходит электрон. «Физика не может сказать, тот же самый этот исходящий электрон или новый», отмечает Ричард Мюллер.
Мало того, на самом деле он оказывается одновременно и тем, и другим. Эти частицы по-настоящему идентичны и неразличимы.
Однажды Фейнману позвонил возбужденный наставник Джон Уилер, который сказал: «Я знаю, почему все электроны имеют одинаковый заряд и одну и ту же массу!» Фейнман спросил почему. Уилер ответил: «Потому что все они — это один и тот же электрон!». Учёный мгновенно понял идею Уилера. На фейнмановской диаграмме при рассеянии электрон отскакивает обратно в прошлое.
Но предположим, что когда-то, в отдаленном прошлом, движущийся назад во времени электрон вновь рассеется на чём-то, отразится и снова двинется вперёд во времени. Тогда у нас будут уже два электрона, существующие одновременно, но на самом деле они окажутся одной и той же частицей.
Может быть, все электроны связаны таким образом и существует лишь один, который мечется назад и вперёд во времени.
Ричард Мюллер, «Сейчас. Физика Времени»
Больше, чем физика
В конце книги Ричард Мюллер делает нетривиальный шаг, не желая томить идеи в соку чистой науки. Он как бы выходит за рамки физики и смотрит на неё со стороны. Такой взгляд всегда открывает новые вещи. Реальность оказывается неизмеримо шире, чем та модель, которую описывают могущественные казалось бы физика и математика (привет, физикалисты!).
В чём разница между мозгом и сознанием, что из них отличает момент сейчас от момента потом? Какова природа нашей свободы воли, как это — нефизическое — знание влияет на варианты будущего?
Возможно, рассуждает автор книги, в физической науке назревает очередной прорыв, подобно открытиям теории относительности и квантовой механики. И она включит в себя совершенно неожиданные аспекты бытия.
Свежие комментарии