Машина времени — гипотетическое устройство для путешествий во времени. Машина времени является одним из наиболее популярных устройств, описываемых в научной фантастике.
Машиной времени в физике часто называют пространство-время с замкнутыми непространственноподобными кривыми (то есть пространство-время, в котором наблюдатель в принципе может встретиться сам с собою).

 

В 1948 г. Курт Гёдель (Kurt Goedel) нашел решение для составленных Эйнштейном уравнений гравитационного поля, описывающих вращающуюся Вселенную. Путешествуя в пространстве такой Вселенной, космонавт может достичь своего прошлого. ... В такой Вселенной свет (и, соответственно, причинно-следственная связь между объектами) будет вовлечен во вращательное движение, что позволит материальным объектам описывать траектории, замкнутые не только в пространстве, но и во времени. Пожав плечами, решение Геделя отложили в сторону как математический парадокс — в конце концов, нет свидетельств того, что вся наша Вселенная вращается. Тем не менее полученный Геделем результат показал, что теория относительности не исключает перемещения назад во времени. Более того, сам Эйнштейн был озадачен этим фактом.

 

 

Считается, что при нынешнем технологическом уровне машину времени построить невозможно. Однако, время от времени в печати появляются сообщения о секретных экспериментах по перемещению во времени, якобы проводимых военными.
Наиболее известны два таких «эксперимента»: Филадельфийский эксперимент (проект «Радуга», Philadelphia Experiment). Якобы в 1943 году на базе ВМС США в Филадельфии изучали проблему невидимости военных кораблей для радаров. Руководил проектом Джон фон Нейман. В ходе этих исследований был создан «электромагнитный пузырь» — экран, который отводил излучение радаров мимо корабля. Однажды в ходе этих экспериментов «электромагнитным пузырём» был окружён военный корабль «Элдридж», который вдруг исчез у всех на глазах, а потом возник[источник не указан 364 дня] на удалении в сотни миль в Норфолке (штат Виргиния). Команда корабля уверяла[источник не указан 364 дня], что они побывали в будущем. Комиссия признала всех членов команды сумасшедшими, а проект был закрыт. (Подробнее см. ст. Что случилось с эсминцем «Элдридж»?). Проект Montauk (проект «Феникс»). Исследования, которые якобы проводились с 1943 года по 1983 год на военной базе США рядом с городом Монтаук (штат Нью-Йорк). В ходе этих экспериментов испытуемым облучали мозг высокочастотными радиоимпульсами, что приводило к возникновению у них различных галлюцинаций. Многие испытуемые сообщали, что они побывали в будущем. После того, как несколько испытуемых сошли с ума, проект был закрыт (см. ст. «Монтаук: Эксперименты со временем».).
Высока вероятность, что сообщения о подобных экспериментах являются лишь выдумками журналистов и/или людей с неуравновешенной психикой, см. см. ст. Тайна корабля-невидимки «Элдридж» разгадана. Но некоторые люди верят, что реальные события были приукрашены выдумками, чтобы они не привлекли внимания военных Советского Союза.
По мнению некоторых сторонников существования паранормальных явлений, сам человек является природной машиной времени и может совершать путешествия во времени. В рамках данных представлений составляются каталоги геологических и палеонтологических находок, в частности, отпечатков якобы человеческих ступней или обуви, а также металлические болты и гвозди в слоях пород возрастом несколько сотен миллионов лет. Например, экспедицией «Космопоиск» из Московского авиационного института (руководитель — В. А. Чернобров) на юге Калужской области был найден такой болт в булыжнике, возраст которого сторонники аномальных находок оценивают в 200 миллионов лет. Уфологи пытаются объяснить подобные артефакты прилётом инопланетян, креационисты разных религий — либо (как индуисты М. Кремо и Р. Томпсон) глубокой древностью (сотни миллионов или даже миллиарды лет) человечества, либо (как некоторые протестанты или православные) малым (несколько тысяч лет) возрастом Земли. С точки зрения общепринятых в геологии и палеонтологии представлений, такие «аномальные» находки либо вообще не являются следами присутствия человека (отпечатки якобы человеческих ног являются разломами в породе), либо представляют из себя включение артефактов (болты, гайки, молотки и т. д.) в современные конкреции.

 

Есть несколько часто упоминаемых аргументов против путешествий в прошлое: Нарушение причинно-следственных связей. «Парадоксы». Допустим, некто в 11 утра заряжает пистолет, в 11.30 создаёт машину времени и в полдень (12.00) входит в неё. Затем, пользуясь свойствами машины времени, он возвращается к моменту 11.50, поджидает, пока его более молодая версия приблизится ко входу, и пытается её убить. Он, конечно, не может в этом преуспеть — человек способен выстрелить только при условии, что он пережил состоявшееся час назад (по его часам) покушение. Возникает, однако, вопрос: что именно помешает ему (и всем его последователям)? Не приходим ли мы в некоторое противоречие с привычными представлениями о свободе воли?
Иногда парадоксом называют и другую ситуацию, которая формулируется, например, так («парадокс убитого дедушки»): если внук вернётся в прошлое и убьёт собственного деда, его рождение окажется невозможным; но если он не родится, то деда никто не убьёт, и его рождение окажется возможно. Что же произойдёт в действительности? Здесь, однако, никакого парадокса нет, также как и никакой неопределенности. Слова «человек» (или «внук») и «человек, чей дедушка не был убит в колыбели» суть синонимы. Отсутствие в нашем времени пришельцев из будущего.
В науке первая проблема не рассматривается (машина времени и нарушение причинно-следственных связей — это просто синонимы, здесь нет темы для обсуждения). Решение второй было найдено лишь недавно, см. S. Krasnikov, Phys. Rev. D 62 (2000) 084028. Суть идеи в том, что при создании машины времени возникает крайне нетипичная для классической физики неопределённость: как бы хорошо мы ни знали начальные данные, мы не можем однозначно предсказать эволюцию пространства-времени. Причём среди бесконечно большого числа возможных вариантов всегда есть такой, в котором машина времени не появляется. Таким образом, если мы видим человека, пытающегося построить машину времени, то тот факт, что он вооружён и полон решимости через час выстрелить, не означает, что свободная воля этого человека будет вскоре чем-то ограничена. В лучшем случае он означает лишь, что одна возможность (из бесконечного количества) исключена — в течение часа машина времени в этом месте не появится.
В фантастике первые две проблемы решаются огромным числом способов. Вот некоторые (подробнейшее исследование на эту тему с сотнями ссылок можно найти в P. Nahin «Time machines»): Последовательность событий неизменна. Путешествия в прошлое управляемы, но никакими действиями изменить ход истории невозможно. Примером такого подхода является «Ошибка Риллена Ли» Юрия Нестеренко. «Если некоторый факт существует во времени, то как бы вы ни старались его изменить, результатом всех ваших усилий оказывается именно этот факт.» Такое явление фантаст Джон Уиндем назвал «хроноклазм». Например, в романе Л. Лагина «Голубой человек» (1964) на интересы, воспитание, судьбу главного героя — воспитанника советского детского дома — в 1959 году оказывает влияние старая большевичка-преподавательница; герой попадает в Москву 1894 года и сам, в свою очередь, воспитывает и определяет судьбу девятилетней девочки в революционных интересах; она становится революционеркой и потом воспитывает его самого в детском доме. Аналогичным «хроноклазмом» можно считать «Парадокс Фрая», в котором человек, отправившись в прошлое, становится биологическим дедом самому себе. Также в книге Гарри Гаррисона «Фантастическая сага» викинги в XI веке открывают Америку только потому, что в XX веке находящаяся на грани банкротства киностудия решает срочно снять «с натуры» фильм про открытие Америки викингами. Еще одним показательным примером, с использованием данного подхода, может служить фильм «Двенадцать обезьян» режиссера Терри Гиллиама. Путешествия в прошлое неуправляемы. Например, в цикле «Конец Времени» Майкла Муркока при попытке нарушить причинно-следственную связь путешественник возвращается в свое время. В повести Сергея Лукьяненко «Пристань жёлтых кораблей» результатом путешествий во времени становятся временные разломы, внезапно и непредсказуемо перебрасывающие область пространства в прошлое или будущее. При перемещении во времени путешественник ещё и перемещается в пространстве. Например, при перемещении на 1 год назад он перемещается на 1 световой год (ровно то расстояние, с которого он не сможет повлиять на события точки отправления). Из этих рассуждений следует, что путешествовать можно только через искривления пространства-времени, то есть через червоточины. Последовательность событий изменяема. Каждое путешествие в прошлое создает новую реальность, так что парадоксы не имеют места. В старой реальности ничего не меняется, кроме того, что путешественник во времени бесследно исчезает. Так, убийство дедушки приведёт к тому, что возникнет новая реальность, где путешественник во времени не рождался, а его дед был убит; параллельно ей останется старая реальность, где с дедом ничего не случилось. Вариант предыдущего: новая реальность появляется при изменении, но через какое-то время события естественным образом приводят измененную реальность в соответствие с неизмененной. Таким образом, в истории появляется не «стрелка», а «параллельный отрезок», который в какой-то момент снова стыкуется с основным путём. Наглядный пример — смерть героини в фильме «Машина времени» («Time machine»). Впрочем, с точки зрения современной физики наличие возможности соединить несколько прошлых в одно будущее весьма сомнительно. Каждое путешествие в прошлое мгновенно переписывает старую реальность в новую. Люди и предметы из старой реальности бесследно исчезают (если они не существуют в новой реальности) или изменяются (если они в ней существуют). Сам путешественник во времени не меняется. Примером такого подхода является «Конец вечности» Айзека Азимова или серия «Южного парка» «Вперёд, Бог, вперёд XII». Фантаст [1] Ларри Нивен высказал идею, что в этом случае реальность будет изменяться до тех пор, пока не достигнет состояния, при котором путешествия во времени никогда не будут открыты. Такое состояние является стабильным. Так и произошло в «Конце вечности». Перезапись может действовать и на самих путешественников во времени, как это происходит в рассказе Юрия Нестеренко «Клятва Гиппократа» [2]. Поскольку меняются и их воспоминания, сами они не замечают ни изменения внешнего мира, ни собственные изменения. Перезапись может быть не мгновенна, а занимать некоторое время. Такой вариант показан в фильме «Назад в будущее» и игре «Chrono Trigger». В данной теории человек, отправившийся в прошлое и сделавший свое рождение невозможным, через некоторое время исчезнет, причем не его двойник, а именно он сам. Последовательность событий ограниченно изменяема: лишь до тех пор, пока события не влияют на самого путешественника во времени. Так, путешественник во времени не может убить своего деда, либо окажется, что в действительности его дедом был другой человек. Он также не может изменить те события, которые, как ему известно, произошли. Роберт Хайнлайн в романе «Дверь в лето» развил эту идею: у него путешественник в прошлое свободен в своих действиях, но его ограничивают своеобразные «отрицательные обратные связи» — с ним в принципе не может произойти ничего такого, что сделает невозможной уже состоявшуюся последовательность событий, независимо от того, происходили эти события в прошлом или будущем относительно текущего момента. В результате из прошлого возможно изменить будущее, но только то, которое для путешественника ещё не наступило.
Вот некоторые способы решить третью проблему (впрочем, на этот «парадокс» всегда можно возразить тем, что мы не можем знать наверняка о несуществовании чего-либо). Предполагается, что в будущем путешествия в прошлое запрещены, а те люди, кто всё-таки попадает в наше время, стараются ничем не выдавать своего присутствия (Асс, Бегемотов «Вперёд в прошлое»). Согласно ещё одной гипотезе, путешествовать в прошлое можно лишь до времени изобретения машины времени, но не раньше. И то, что наше время не заполнено пришельцами из будущего, свидетельствует лишь о том, что машина времени пока еще не изобретена, а не о том, что путешествия в прошлое невозможны. Путешествия в прошлое не запрещены и путешественников из будущего в нашем времени много, но они не могут или скорее не хотят изменять прошлое, поскольку единственным следствием этого будет размножение реальностей, что не позволит путешественникам вернуться в свою исходную реальность в будущем. Таким образом, внесение изменений в прошлое просто бессмысленно, за исключением случаев специального проектирования нужной реальности. Этот вариант рассматривается, например, в фантастическом романе А. Махрова «В вихре времён».