Брайан Грин - Ткань космоса. Пространство, время и текстура реальности

Никто не знает, существуют ли в действительности кротовые норы, но несколько десятилетий тому назад физики установили, что их существование допускается уравнениями общей теории относительности, так что они вполне могут быть объектами теоретического исследования. В 1950-х гг. Джон Уиллер вместе со своими сотрудниками одними из первых исследовали кротовые норы и открыли множество их фундаментальных математических свойств. Позже Торн с сотрудниками вскрыли всё богатство кротовых нор, осознав, что они могут давать короткие пути не только в пространстве, но и во времени.

Идея состоит вот в чём. Представим, что Барт и Лиза стоят на противоположных концах кротовой норы Спрингфилда — Барт на атомной электростанции, а Лиза в супермаркете «На скорую руку», — непринуждённо болтая друг с другом о том, что подарить Гомеру на его день рожденья, и затем Барт решает совершить короткое трансгалактическое путешествие (чтобы достать Гомеру его любимые рыбные палочки, изготавливаемые в галактике Андромеды). Лизе не очень-то нравится эта затея, но поскольку она всегда хотела посмотреть на галактику Андромеды, она уговаривает Барта погрузить на его корабль его вход кротовой норы, так чтобы затем она смогла взглянуть через кротовую нору на далёкую галактику. Возможно, вы думаете, что во время своего путешествия Барт растянет кротовую нору, но такая мысль предполагает, что кротовая нора соединяет супермаркет с космическим кораблём через обычное пространство. Но это не так. И, как проиллюстрировано на рис. 15.4, благодаря чудесам геометрии общей теории относительности протяжённость кротовой норы может оставаться неизменной в ходе всего путешествия. Это самое главное. Даже если Барт находится в галактике Андромеды, расстояние между ним и Лизой по кротовой норе не меняется. Таково свойство кротовой норы как короткого пути сквозь пространство.

Рис. 15.4.( а ) Кротовая нора, соединяющая супермаркет «На скорую руку» с атомной электростанцией. ( б ) Нижний вход кротовой норы перенесён (с атомной электростанции) в космическое пространство (на космическом корабле, не показанном на этом рисунке). Протяжённость кротовой норы остаётся неизменной. ( в ) Вход кротовой норы достигает галактики Андромеды; другой её вход всё ещё находится в супермаркете. Протяжённость кротовой норы не меняется в ходе всего путешествия

Для определённости предположим, что Барт развивает скорость, составляющую 99,999999999999999999% от скорости света, и на путешествие до галактики Андромеды у него уходит четыре часа. Во время путешествия Барт продолжает болтать с Лизой как и раньше, через кротовую нору. Когда корабль достигает галактики Андромеды, Лиза просит Барта замолчать, чтобы спокойно насладиться разворачивающейся панорамой далёкой галактики. Но Барту не терпится поскорее взять рыбные палочки и вернуться домой. Лиза возмущена эгоизмом Барта, но соглашается поддерживать с ним связь до его возвращения. Четыре часа спустя корабль Барта благополучно садится на лужайке перед школой Спрингфилда.

Выглянув в иллюминатор своего корабля, Барт несколько шокирован. Здание школы выглядит совсем по-другому, а табло над футбольным стадионом показывает дату 6 млн лет спустя после его отлёта. «Что за чёрт!?!» — говорит он самому себе, но мгновение спустя всё становится ясно. Из недавней задушевной беседы с Шестёркой Бобом [100]он вспоминает, что специальная теория относительности утверждает, что чем быстрее вы двигаетесь, тем медленнее идут ваши часы. Если вы на высокой скорости понесётесь в открытый космос, а затем вернётесь, то по вашим часам может пройти всего лишь несколько часов, тогда как по часам неподвижного наблюдателя пройдут тысячи или миллионы лет, если не больше. Быстро подсчитав, Барт убеждается, что за восемь часов его путешествия на корабле на Земле прошло 6 млн лет. Дата на табло верная; Барт понимает, что перенёсся далеко в будущее Земли.

«...Барт, отзовись! Барт! — кричит Лиза через кротовую нору. — Ты слышишь меня? Иди сюда. Я хочу успеть вернуться домой к обеду». Барт смотрит в жерло кротовой норы и говорит Лизе, что уже приземлился на лужайке возле школы. Вглядываясь через кротовую нору, Лиза видит, что Барт говорит правду, но, бросая взгляд из супермаркета на школу, она не видит его корабля на лужайке. «Я не вижу твоего корабля», — говорит она.