Лемма Петрова
Материал для этого раздела написан Ричардом. Литературную обработку, несмотря на занятость, сделала Наташа, за что ей огромное спасибо. Они с Ричардом сидели рядышком, Ричард диктовал компьютеру, а Наташа начинала его расспрашивать, что значат его слова. В конце концов получилось что-то более-менее понятное.
Алиса
Этот мир устроен одновременно и проще, и сложнее, чем думали двести лет назад. Оказалось, что сложные математические модели реальности - Вселенной, биосферы, экономики, климата - лишь потому столь сложны, что вы не знали, как их построить правильно, и заменяли простые вещи сложными. Так Птолемей придумал эпициклы вместо того, чтобы допустить вращение планет вокруг Солнца. Кстати, это ещё тоже смотря как посмотреть. Ведь начало координат можно поместить и на Земле - только уравнения движения окажутся сложнее. А так всё правильно.
Как можно, например, предсказывать погоду, если не знаешь, что, в отличие от слоистых и перистых, кучевые облака подчиняются биологическим законам? Что информация, необходимая для их размножения, хранится в водородных связях между молекулами воды? Что зимой большинство кучевых облаков, даже самых маленьких, гибнет от холода, но стойкие и закалённые мигрируют на юг? Удивительно, что ваши прогнозы погоды вообще могли сбываться.
Время тоже устроено не так, как вы о нём думаете. Вы никогда не замечали, что будущее и далёкое прошлое похожи тем, что мы о них не знаем? Но о прошлом, если о нём не знаешь, узнать можно - например, обнаружив древние летописи, - а о будущем - гораздо труднее. Наверное, это так. Только никто не знает, можно ли вообще что-то узнать о прошлом. Верны ли те сведения о нём, которые мы получили. Мы склонны доверять своей памяти и считать, что сведения о прошлом верны. И мы склонны не доверять своим фантазиям и считаем, что сведения о будущем лживы.
Объясняю почему. Когда будущее настаёт, мы обнаруживаем, что оно не соответствует нашим фантазиям. И мы им больше не верим!
Но если бы для вас настало прошлое, вы бы обнаружили, что и оно не соответствует памяти! И вы бы перестали верить и памяти тоже!
Так устроено человеческое сознание. Оно плохо сохраняет информацию. А то, что забыло, дополняет вымыслом.
Итак, разницы между прошлым и будущим нет. Она только кажется. У этой кажущейся разницы есть глубокая физическая причина - второй закон термодинамики, которому подчинены наш метаболизм и наше мышление. Я не буду пояснять, что это такое, а то никогда не закончу. Спросите у старших. А если не ответят - сходите в библиотеку. И старших заодно сводите.
Поскольку эта причина есть, будущее для нас обязательно настаёт, а прошлое не настаёт никогда. Можно ли это изменить? Да, конечно. Для этого нужно создать условия, при которых термодинамика теряет смысл, поскольку исчезают сами понятия, которыми она оперирует. Например, гравитационное или любое другое силовое поле бесконечной напряжённости. Вам таких полей пока известно четыре, на самом же деле их бесконечно много.
Основной элемент машины времени - генератор массы. На Земле устройство изобрели в 2170 году. Без него машина времени была бы невозможна. Энергию для него мы брали из абсолютного топлива, способ получения которого в нашей Галактике тогда ещё не знали. Но были обнаружены его большие запасы на базах странников - таинственной цивилизации, предположительно из галактики в созвездии Треугольника, принадлежащей к нашей Местной группе галактик.
Замечу, что межзвёздные полёты со скоростью, превышающей скорость света, также невозможны без генератора масс. У нас, землян, до его открытия не было своей технологии межзвёздных полётов, и на наших сверхсветовых кораблях стояли двигатели, подаренные землянам дружественной цивилизацией Альдебарана.
Генератору масс для работы необходима затравка в виде материального тела с массой хотя бы несколько граммов и с плотностью, сопоставимой с плотностью нейтронной звезды. Он черпает из абсолютного топлива энергию межкварковых связей и создаёт гравитационное поле бесконечной напряжённости - небольшую чёрную дыру. Находясь рядом с ней, вы в неё не провалитесь и даже ничего не заметите, поскольку чёрная дыра находится как бы в коконе виртуальных частиц с отрицательной массой. Ведь закон сохранения материи никто не отменял, а генератор масс работает и создаёт массу, которая раньше не существовала.
Кабина времени пролетает сквозь чёрную дыру и выскакивает в расчётной точке (x, y, z, t, s, p1), где первые три буквы означают обычные пространственные координаты, t - четвёртое измерение, в котором мы перемещаемся с потоком материи, обусловленным действием второго начала термодинамики, s - координата Шклярского, p1 - координата Петрова первого порядка. [На самом деле кабина времени стоит на месте: это чёрная дыра движется к ней - Ричард]
При обыкновенных путешествиях во времени последние две переменные должны оставаться постоянными. Проблема, над которой сейчас бьётся наш институт, в том, что у нас нет полной уверенности, что наша техника обеспечивает выполнение этого условия. Поэтому мы не можем со стопроцентной уверенностью утверждать, что мы именно ваши потомки, хотя скорее всего дело именно так и обстоит.
Чтобы человек попал в прошлое или в будущее, надо, чтобы масса, создающая бесконечно сильную гравитацию, исчезла как раз в момент, когда кабина времени проходит сферу Шварцшильда - воображаемую поверхность, на которой напряжённость гравитационного поля бесконечна. Но это невозможно, поскольку кабина времени имеет, конечно же, определённый размер и не может вся сразу пересечь сферу Шварцшильда. И вот тут возникает остроумное решение, сообщить о котором мне запрещают законы хронобезопасности.
Пока кабина времени и покинувший её пассажир находятся в вашей эпохе, у нас здесь продолжает расходоваться энергия. Ведь когда масса, создавшая гравитационное поле, перебросившее вас в прошлое, исчезла, вы должны тут же вернуться в своё время. Правда, уже в форме гамма-излучения и гравитационных волн :( При этом выделившаяся энергия уничтожит Солнечную систему, а через несколько лет, когда гамма-лучи туда долетят, - ещё и близлежащие звёзды. Снять массу, однако, необходимо. Иначе получится, что вы оказываетесь во всех эпохах одновременно и поэтому ни одну из них не можете наблюдать. Отсюда ещё одна техническая трудность - отключить генератор массы, удержав перемещаемый объект в прошлом. Для этого используются законы квантовой асимметрии для виртуальных частиц отрицательной массы, вследствие которых эффект снятия массы также может быть асимметричным.
В эпохе, куда прилетел путешественник во времени, генератор масс не нужен. Обратная переброска кабины времени с пассажиром происходит при повторном включении генератора масс в институте. Это более сложная процедура, чем поездка "туда", поскольку сквозь шварцшильдовскую сферу проталкивают что-то вроде спасательной капсулы, которая должна заключить кабину времени вместе с пассажиром в себя и при отключении генератора массы вернуться в своё время.
Можно вернуть путешественника во времени, просто отключив подачу энергии. Но только в форме гамма-лучей, как об этом говорилось выше. А с такой идеей не согласится ни путешественник во времени, ни сотрудники института, ни остальные жители Земли, ни даже обитатели соседних звёзд. Поэтому приходится идти на некоторые ухищрения.
Ещё одна техническая трудность - что делать с веществом, место которого занимает ваше тело в прошлом. Это вещество отжимается в ещё более далёкое прошлое. При этом наблюдатель из той эпохи, в которую вы отправитесь, может обнаружить небольшое нарушение закона сохранения материи. В его эпохе это так и есть, а в целом для Вселенной этот закон всё равно действует. Просто материя перемещается во времени.
Ну, и немаловажно не промахнуться мимо того места, в котором находилась поверхность нашей планеты в прошлом. Увы, были печальные случаи. Правда, людей удавалось спасти: кабина времени герметична.
Хорошо, положим, я вас убедил и вы уже почти поверили, что путешествие во времени - дело самое обычное.
Увы, это не так.
Генератор масс известен в Галактике многие столетия. Огромные запасы абсолютного топлива для него оставлены цивилизацией странников. Мы сами только недавно научились выпускать такое топливо. Но машину времени цивилизации нашей Галактики знают всего 11 лет, и только девять лет назад первые люди побывали в прошлом. Дело в том, что есть такая лемма Петрова. Она гласит: замкнутых траекторий материальных объектов не существует.
Чтобы меня посрамить, вы сейчас нарисуете круг. И скажете, что кончик карандаша описал замкнутую траекторию.
Извините. Пока вы рисовали круг, менялась координата t. Вот так.
Поэтому тебе никогда нельзя оказаться в том месте пространства-времени, где ты уже был. И даже рядом с ним. Есть минимальное расстояние, обусловленное квантовыми законами. И оно достаточно большое. Для объекта вроде человека это сотни километров. Но даже при приближении на тысячи километров резко возрастают затраты энергии в нашем институте, которые удерживают тебя в другом времени. Из-за этого, кстати, на путешествие к динозаврам расходуется меньше абсолютного топлива, чем на путешествие на неделю назад.
Поскольку точная информация переносится только материальными носителями - пусть даже самыми необыкновенными, вроде квантов торсионных полей или виртуальных гравитонов, - вы никогда не сможете прочесть то, что сами написали в будущем, пока вы это на самом деле это не напишете. Другие смогут прочесть, но не смогут вам сообщить. В конечном счёте эта информация всё же может вас достичь при посредстве квантово-статистических эффектов, но с большими помехами. Так что я точно знаю, что этот сайт не дойдёт до наших дней и не будет прочитан мною самим, пока я учусь в школе. Он просто не может попасть туда, где есть я, пока я не написал содержащийся на нём текст. Если об этом не позаботится природа - позаботятся спасатели нашего института.
Я вам объясню, что может произойти, если с леммой Петрова не считаться, на примере. У Петрова была кошка. Она сейчас уже состарилась и умерла. Кошка эта родила Петрову трёх котят. Один из них поныне живёт на даче у Алисы, он уже совсем старый кот. Второй - у меня. А третий погиб.
Случилось это вот как. Когда лемма Петрова была ещё только научной гипотезой, Петров решил посмотреть, а как же она действует. Он отправил своего котёнка в окрестность своей дачи на неделю назад. Котёнок был успешно передан на дачу, на которой он сам в это же время мирно играл клубочком шерсти. Некоторое время котёнок из будущего бегал в саду, даже, вероятно, видел свою маму, пытался поймать воробья. Всё это мы узнали потому, что он случайно потерял один из прикреплённых к нему датчиков и датчик остался цел. Потом котёнок, вероятно, проголодался и побежал домой, к своей миске, как это и было задумано Петровым. У миски, если бы лемма не действовала, он мог бы встретиться с самим собой. И даже подраться.
И тут расход энергии в институте стал стремительно нарастать. Раздались сигналы тревоги, но никто ничего не мог предпринять, поскольку котёнок ни о чём не знал и спокойно шёл к кормушке. Мои коллеги (я сам тогда не работал в институте, поскольку был студентом и писал диплом) поняли, что запасов абсолютного топлива едва хватит на прекращение эксперимента. Хватило бы... если бы котёнок не оказался таким шустрым. Не успели специалисты дать команду на его срочное возвращение, как автоматика, сообразив, что топливо может кончиться, а гамма-лучи, в которые обратится котёнок, превратят нашу планету в облако нейтронов и протонов, сократила подачу энергии до уровня, недостаточного для удержания котёнка в том времени, в котором он находился. Его отбросило в окрестности Земли начала XIX века (по-нашему), - подальше от того же самого котёнка на даче, - где он взорвался. Об этом упоминается в одном из детских рассказов Булычёва.
К счастью, при этом высвободилась лишь ничтожная доля энергии, затраченной на переброску. В нашем времени всё обошлось. Правда, на целый год опыты с передачей в прошлое живых существ свернули. Пока не научились просчитывать последствия действий путешественника, находящегося в другом времени. Этим занимается новая наука, которая называется хронобезопасностью.
Требования хронобезопасности ограничивают возможности путешественников во времени. Мы можем попасть не в любую эпоху прошлого и не в любое место. Например, путешествия в будущее (относительно того момента, в котором работает генератор масс) вообще очень трудно просчитать, поэтому они чрезвычайно опасны и обычно не предпринимаются. Каждое путешествие приходится тщательно готовить. Переброска Коли Герасимова (Наумова) в наше время состоялась лишь потому, что была запланирована и подготовлена транспортировка к нам Николая Николаевича, у которого было безнадежно больное сердце и которому требовалось срочное лечение. Вместо Николая Николаевича к нам попал другой Николай Николаевич, помладше возрастом, поскольку с переброской нашего дежурного мы, увы, опоздали. Как вы поняли, дежурный по станции времени родился, жил и, к счастью, сейчас, когда эта страница появится на сайте в вашем времени, живёт в вашей эпохе и пребывает в добром здравии. Чего и вам желаю.
Вот поэтому, хотя у нас и есть машина времени и мы бываем в ваших эпохах, лишь немногие из вас встречались с нами. Правда, даже те, кто встречались, обычно не верят - но это уже другая история. Теперь для вас неудивительно, что в наше время по Земле не ходят толпами любопытные туристы из будущих эпох. А вот учёные, конечно, появляются. Но очень редко.
Хронобезопасность не ограничивается учётом эффектов леммы Петрова. Она также заботится о том, как обеспечить выживание в прошлом наших специалистов, как сохранить безопасность, достоинство и репутацию людей, вступивших с ними в контакт, как не повредить живому миру в вашей эпохе и не нарушить социальную стабильность.
Дочитали? А я расскажу вам, как мне удалось
очень удивить Ричарда. В том фрагменте миелофоновской
гостевой книжки, который мне прислал один
из моих друзей, вдруг обнаружилось
упоминание об утверждении, очень близком по
смыслу к лемме Петрова. Оказывается, о
фундаментальном законе хронофизики
догадывались уже в вашу эпоху.
Нам известно о том, что подобное утверждение было опубликовано в 2038 году, но доказательство его было неверное. Автор догадывался, как обстоит дело, но ещё не имел достаточных экспериментальных данных для проверки. В его опытах скоро нашли ошибку, и затем ещё долгие годы, пока практическая возможность перемещения во времени не потребовала решить эту проблему немедленно, утверждения, близкие по смыслу к лемме Петрова, оставались всего лишь гипотезами.
Алиса
Дизайн и вёрстка - Д.р. Поля
Последнее обновление - 21 августа 2184 г.
