Физики: Время похоже на кинопленку

Большинству из нас время представляется непрерывной рекой, текущей из прошлого в будущее. Однако специалисты в области квантовой физики с этим не соглашаются. Течение времени - это лишь иллюзия, говорят они. На самом деле оно измеряется в дискретных единицах. И события разворачиваются перед нами как страницы в книге или кадры в кинофильме.

Теория "ряби"

Еще великий Альберт Эйнштейн 100 лет назад предположил существование гравитационных волн, создающих "рябь" в системе пространства-времени. Именно гравитационными колебаниями он объяснял эффект изменения орбиты Меркурия, обнаруженный в 1859 году французским астрономом Урбеном Леверье.

Эйнштейн же заявил, что масса Солнца искривляет пространство-время, а поскольку Меркурий — самая близкая к Солнцу планета, то его орбита и колеблется, оказавшись в зоне "искривления". Также великий ученый считал, что искривляющееся пространство-время представляет собой линзу, способную "изгибать" звездный свет.

Позднее это подтвердил британский астроном Артур Эддингтон, который, делая снимки солнечного затмения, обнаружил, что световое излучение отдельных звезд из скопления Гиады под влиянием Солнца сдвинулось примерно на одну двухтысячную долю градуса.

Не так давно специалистами из Калтеха и MIT была обнаружена гравитационная волна, порожденная столкновением двух черных дыр. Это стало сенсацией в научном мире и подтверждением высказываний Эйнштейна.

Еще одним теоретическим открытием Эйнштейна стало то, что пространство-время может не только искривляться, но и закручиваться. Происходит это благодаря вращению больших масс, например, планетных. Существует эффект Лензе-Тирринга, связанный с изменением орбит спутников планет. Он был подтвержден в 2004 году, когда оказалось, что вращение Земли сместило с орбит два спутника. В 2011 году были получены более точные данные с помощью зонда НАСА Gravity Probe.

Но самое главное — если принять уравнения, выведенные Эйнштейном за истину, то материя, из которой состоят все окружающие нас объекты, способна ускорять или замедлять время! И этот эффект можно даже проверить на практике. Если бы не использовались релятивистские поправки, то часы на спутниках GPS с каждым днем "убегали" бы вперед на 38 микросекунд, что постепенно привело бы к массе ошибок в навигационных показаниях…

Время Планковское и "непланковское"

Выходит, что время… ну очень уж относительно! В 1990 году была выдвинута теория постоянной Планка, описывающая поведение частиц и волн на атомном уровне. Согласно ей, время можно разбить на минимально возможные единицы, каждая из которых приблизительно равна 10-43 секундам. Так что не может быть двух событий, отделенных друг от друга на меньшее время, чем этот предел.

Однако недавние исследования, проводившиеся в канадских университетах Уотерлу и Летбридж, показали, что дискретная единица времени имеет гораздо большую максимальную величину. Если это так, то все уравнения квантовой механики придется пересмотреть.

"Это возможно в том случае, если минимальный масштаб времени во Вселенной гораздо больше, чем Планковское время, и это может быть проверено экспериментально", — считает Мир Фейзаль из Университета Уотерлу. Но поскольку Планковское время ничтожно мало, сложно провести эксперимент, который доказал бы эту гипотезу.

Тем не менее, по словам того же Фейзаля, такие тесты есть. Это, к примеру, измерение скорости спонтанного излучения атома водорода, которая в рамках нового уравнения будет различаться.

Машина времени — реальность?

Почему же мы воспринимаем время как непрерывную цепь событий? Потому что оно обладает кристаллической структурой, состоящей из дискретных, регулярно повторяющихся сегментов.

"Физическая Вселенная на самом деле похожа на кинофильм, в котором череда неподвижных изображений, создает иллюзию движения, — утверждает Мир Фейзаль. — Если всерьез относиться к такой точке зрения, то наше сознательное ощущение физической реальности, основанной на непрерывном движении, становится иллюзией, порожденной дискретной базовой математической структурой".

Следовательно, мы можем легко "перескочить" в любой момент прошлого или будущего, если сможем точно определить его "местоположение". И машина времени — вовсе не такая уж утопия. Проблема только в том, как фиксировать моменты времени и как технически туда "попадать"…