Amžinos svajonės apie laiko mašiną

Laikas - viena didžiausių Visatos mįslių. Jau 400 metais šventasis Augustinas daug rašė apie paradoksalią laiko prigimtį: „O kaip gali egzistuoti tie du laikai, praeitis ir ateitis, kai praeities jau nėra, o ateities dar nėra? O jeigu dabartis visada liktų dabartimi ir nenueitų į praeitį, tai būtų jau ne laikas, o amžinybė.“ Tęsiant Augustino mintį išeina, kad laiko išvis negali būti, nes praeitis jau dingo, ateities nėra, o dabartis egzistuoja tik akimirką...

Mokslo fantastikos tema

Tikriausiai ir dauguma mūsų yra kada nors susimąstę apie keistą ir paslaptingą laiko prigimtį ir apie tai, kaip stipriai laikas skiriasi nuo erdvės. Erdvėje galime nesunkiai judėti bet kuria kryptimi, o laike - viskas kitaip. Kiekvienas esame pamąstę ir apie tai, kas žmonijos laukia po mūsų. Atskiro žmogaus amžius yra ribotas, bet visiems juk nepaprastai įdomu, kas vyks ateityje, kai mūsų nebebus. Žmogaus troškimas keliauti laike tikriausiai gimė kartu su pačiu žmogumi, bet pirmąją istoriją apie kelionę laike - „Memuarai apie dvidešimtąjį amžių“ - 1733 m. parašė Semiuelis Medenas (Samuel Madden). Vėliau tokių istorijų atsirado daugybė, jų galima aptikti netikėčiausiuose kūriniuose, pavyzdžiui, Č.Dikenso (Ch.Dickens) romane „Kalėdų istorija“, parašytame 1843 m. Bet pirmasis rimtas bandymas ištyrinėti kelionę laike grožinėje literatūroje - klasikinis Herberto Velso (Herbert Wells) romanas „Laiko mašina“, kurio herojus išvyksta šimtus tūkstančių metų į ateitį. Pasirodo, toje tolimoje ateityje žmonija genetiškai padalinta į dvi rases - karingus morlokus, kurie prižiūri požemines mašinas, ir nerūpestingus, į vaikus panašius elojus, kurie džiaugiasi ir šoka saulėtose pievelėse, negalvodami apie jų laukiančią baisią lemtį (būti suvalgytiems morlokų). Po H.Velso kelionės laike tapo įprasta mokslo fantastikos kūrinių tema.

Mokslo požiūriu I.Niutono (I.Newton) visatoje, kurioje laikas slenka tolygiai ir tiesiai, kelionės laike yra visiškai neįmanomos. Tai, kas kartą įvyko, negali pasikeisti jokiomis aplinkybėmis. Viena sekundė Žemėje prilygsta vienai sekundei bet kuriame kitame Visatos taške. A.Einšteinas (A.Einstein) paneigė šią koncepciją ir parodė, kad laikas labiau panėšėja į vingiuotą upę, kuri teka per visatą; vingiuodama tarp žvaigždžių ir galaktikų, ji greitėja ir lėtėja. Taigi viena Žemės sekundė nėra absoliuti; laikas įvairiuose Visatos taškuose slenka skirtingai. Pagal A.Einšteino specialiąją reliatyvumo teoriją, laikas raketoje sulėtėja, ir tuo stipriau, kuo greičiau ji skrieja. Rašytojai fantastai mėgsta samprotauti apie tai, kad išmokus įveikti šviesos barjerą bus galima laike grįžti atgal. Iš tiesų tai nėra įmanoma - norint pasiekti šviesos greitį, tektų įgyti ir begalinę masę.

Vis dėlto kelionės į ateitį yra įmanomos, ir tai eksperimentiškai patvirtinta daugybę kartų. Jei astronautas skries greičiu, artimu šviesos, kelią į vieną iš artimiausių žvaigždžių jis galės įveikti, tarkime, per minutę. Žemėje tuo metu praeis ketveri metai, bet jam asmeniškai laikas pasislinks tik minutę, nes laikas kosminiame laive labai sulėtės. Vadinasi, astronautas persikels į ateitį Žemėje po ketverių metų. Apskritai kosmonautai atlieka trumpą kelionę į ateitį kas kartą, kai skrenda į kosmosą. Kol jie skraido aplink Žemę 8 km/sek. greičiu, jų laikrodžiai eina truputį lėčiau negu laikrodžiai Žemėje. Galima paskaičiuoti, kad po metų trukmės ekspedicijos kosminėje stotyje grįžę į Žemę jie sekundės dalimi patenka į ateitį. Kelionių laike pasaulinis rekordas šiuo metu priklauso Rusijos kosmonautui Sergejui Avdejevui, kuris per 748 paras, praleistas orbitoje, persikėlė į ateitį 0,02 sek.

Taigi kelionės į ateitį laiko mašina neprieštarauja A.Einšteino specialiajai reliatyvumo teorijai. O kaip dėl kelionių į praeitį? Jei galėtume keliauti į praeitį, tyrinėti istorijos būtų neįmanoma. Vos istorikas parašytų apie praeities įvykius, kas nors galėtų grįžti į praeitį ir ją pakeisti. Jei kas nors, pavyzdžiui, nukeliautų į praeitį dinozaurų eroje ir atsitiktinai sunaikintų pirmąjį mūsų bendrą protėvį, jis galėtų nušluoti visą žmonių giminę. Geriausiu atveju istorija virstų nesibaigiančiu beprotišku atrakcionu: visur šmižinėtų turistai iš ateities ir stengtųsi įamžinti istorinius įvykius.

Fizikų žaidimai

1990 m. kosmologas Stivenas Hokingas (Stephen Hawking) susipažino su kolegų darbais, kuriuose buvo siūlomi įvairiausi laiko mašinos variantai, ir įvertino juos labai kritiškai. Intuicija jam kuždėjo, kad kelionės laike yra neįmanomos. Priešingu atveju kodėl nesutinkame turistų iš ateities? Ir S.Hokingas metė iššūkį fizikos pasauliui. Jis pareiškė: turi egzistuoti dėsnis, draudžiantis keliones laike. Kitaip tariant, pasiūlė „chronologinės apsaugos hipotezę“, kuri gamtos dėsnių pagrindu paneigtų keliones laike ir „išsaugotų istoriją istorikams“. Bet atsitiko kai kas netikėta. Kad ir kiek stengėsi, fizikai tokio dėsnio nepajėgė atrasti. Matyt, kelionės laike nė kiek neprieštarauja žinomiems gamtos dėsniams. Pats S.Hokingas ne per seniausiai pakeitė nuomonę. Jis vėl pateko į laikraščių puslapius pareiškęs: „Jeigu kelionės laike ir įmanomos, jos yra neįgyvendinamos.“

Šiaip ar taip, ši tema netikėtai tapo mėgstamu fizikų teoretikų žaisliuku. Kaip rašo Kipas Tornas (Kip Thorne) iš Kalifornijos technologijų instituto, „kadaise kelionės laike buvo išskirtinė rašytojų fantastų prerogatyva. Rimti mokslininkai jos vengė lyg maro. Kaip pasikeitė laikai! Dabar rimtuose mokslo žurnaluose galima rasti kelionių laike mokslinę analizę, paskelbtą garsių fizikų teoretikų... Iš kur tokios permainos? Tiesiog mes, fizikai, supratome, kad laiko prigimtis - pernelyg svarbi tema, kad būtų galima ją perleisti rašytojams fantastams.“

Trys laiko mašinos tipai

Visos šios maišaties ir sambrūzdžio priežastis yra ta, kad pagal A.Einšteino lygtis yra įmanomos ne vieno tipo laiko mašinos. Pirmojo tipo mašinos galėtų naudotis „laiko tuneliais“ (dar vadinamais urvais, kirmgraužomis). Kadangi laikas ir erdvė pagal A.Einšteino teoriją yra glaudžiai persipynę, tas urvas gali jungti du laiko taškus. Įkritus į tokį tunelį galima persikelti (bent matematiškai) į praeitį. Urvas juodosios skylės centre - tai kelias į vieną pusę. „Nemanau, kad reikia kelti klausimą, ar žmogus, būdamas juodojoje skylėje, gali patekti į praeitį, - sako fizikas Ričardas Gotas (Richard Gott). - Klausimas tas, ar jis galės iš ten išlįsti, kad pasigirtų.“

Kita laiko mašina gali „veikti“ besisukančioje Visatoje. Jei Visata sukasi, tai aplenkę ją pakankamai greitai galite atsidurti praeityje ir pataikyti į starto tašką anksčiau, negu iš ten išvykote. Vadinasi, kelionė aplink Visatą tuo pačiu metu yra kelionė atgal laike. Deja, neaptikta jokių požymių, kad Visata kaip visuma suktųsi.

Dar vieną kelionių laike variantą 1991 m. atrado Ričardas Gotas iš Prinstono. Jo sprendimas remiasi milžiniškų kosminių stygų buvimo erdvėje teorija. Tarkime, dvi tokios kosminės stygos ketina susidurti. Tai štai, greitai aplenkus tas stygas susidūrimo akimirką, galima patekti į praeitį. Tačiau problema yra ta, kad iš pradžių teks erdvėje surasti tas gigantiškas kosmines stygas, o paskui priversti jas susidurti. Be to, ir „kelias“ į praeitį atsivers labai trumpą laiko tarpsnį.

Bet perspektyviausia laiko mašinos schema - vadinamosios grįžtamosios kirmgraužos. Tai tuneliai erdvėje ir laike, kuriais žmogus gali laisvai judėti laike pirmyn ir atgal. Raktas į grįžtamąsias kirmgraužas - neigiamoji energija.

Laiko paradoksai ir mįslės

Kelionės laike sukelia daugybę ne tik techninių, bet ir socialinių problemų. Pavyzdžiui, ar reikia pateikti kaltinimus keliautojui laike, jei jis sumušė patį save, tik jaunesnį? Jei toks keliautojas įvykdys žmogžudystę ir pasislėps praeityje, ar ten reikia jį teisti už nusikaltimą, kurį jis padarys ateityje? Jei praeityje jis ves, ar galima jį smerkti už dvipatystę, jei kita žmona gims, tarkime, po 5 tūkstančių metų? Bet, ko gera, sunkiausiai sprendžiamos problemos - loginiai paradoksai, kurių atsiranda keliaujant laike. Kas atsitiks, jei nužudysime savo tėvus dar prieš mums gimstant? Logiškai tai neįmanoma, taigi atsiranda paradoksas, kai kada vadinamas „senelio paradoksu“.

Yra trys būdai tuos paradoksus išspręsti. Pirma, gali būti, kad grįžus į praeitį teks tiesiog dar kartą išgyventi tą patį, pakartojant ankstesnę istoriją. Šiuo atveju jūs neturite pasirinkimo laisvės ir esate priversti kartoti praeitį tokią, kokia kartą jau buvo realizuota. Antrasis variantas: turite pasirinkimo laisvę ir atitinkamai galite keisti praeitį, bet tam tikrose ribose. Jūsų pasirinkimo laisvė galios tol, kol nesukursite laiko paradoksų. Vos jums pabandžius nužudyti tėvus prieš savo gimimą, paslaptinga jėga neleis nuspausti šautuvo gaiduko. Juk yra gamtos dėsnis, neleidžiantis mums vaikščioti lubomis, kad ir kaip to norėtume. Tai kodėl negalėtų egzistuoti jėga, neleidžianti nužudyti tėvų? Šis variantas yra panaudotas filmo „Terminatorius 3“ siužete. Ir trečiasis variantas: Visata skyla į dvi. Žmonės, kuriuos nužudėte, yra jūsų tėvų kopijos, bet iš tiesų tai ne jie, nes jūs esate paralelinėje visatoje. Būtent šis variantas, paralelinių visatų buvimas, atitinka kvantų teoriją. Jos pagrindu buvo sukurtas filmas „Atgal į ateitį“.

Parengta pagal dienraštį „Vakaro žinios"