Подорожі в часі – це не фантастика? Уже понад півстоліття вчених захоплює теорія так званих “замкнутих кривих часу”. Відповідно до неї існують певні тимчасові потоки, які, описуючи певну траєкторію, повертаються назад в точку старту. Ми поговорили з доктором фізико-математичних наук Йосипом Штейнером про можливу наявність тимчасових течій у нашому Всесвіті і про практичне їх застосування.
Теорія замкнутих кривих часу (СТС) описує, що в умовах загальної релятивістської фізики при русі в єдиному континуумі простору-часу будь-яка частка рано чи пізно повертається в початкову точку руху.
Це правило дотримується тільки при певних умовах, що відрізняються від навколишнього Всесвіту. Тому сама теорія залишається об’єктом емпіричного пізнання. У майбутньому, коли буде доопрацьована і перевірена ідея квантової гравітації, замкнуті криві часу стануть важливою її складовою. Поки ж дослідження в цьому напрямку обмежуються теоретичними розрахунками і припущеннями.
Наприклад, фахівець з квантових обчислень Деббі Лунг з Університету Ватерлоо (Канада) і її колеги з наукових лабораторій IBM вважають, що замкнуті криві часу лише здаються непридатними до сучасної теорії через обмеженість суджень учених.
Зміна квантового стану вважається лінійним процесом, в якому кінцевий результат безпосередньо залежить від початкових даних. Разом з тим, при вивченні квантових станів за допомогою теорії CTC, виявляється, що зміна може бути тільки нелінійним. Тобто кінцевий стан залежить не тільки від первинних даних, але і від того, в якому порядку і як вони були впроваджені в систему.
Один з учасників дослідження, Грем Сміт з IBM, припускає, що більшість помилок і несумісності між теоріями виникають в результаті важливого упущення – фізики описують квантові переходи без урахування сторонніх чинників, намагаючись спростити завдання.
У разі визнання зміни квантового стану нелінійним процесом, теорія CTC приходить у відповідність з класичною квантовою фізикою. Як стверджують самі автори дослідження, подібно квантової теорії щодо класичної моделі світу, теорія замкнутих кривих часу є більш елементарної частиною квантової фізики.
Має пройти якийсь час щоб наукова спільнота прийняло цю гіпотезу і взяла на озброєння – релятивістська теорія також не відразу знайшла своїм місцем в умах вчених. Деббі Лунг і її колеги привели практичний приклад використання теорії CTC в реальному житті.
Вони розрахували, що традиційний комп’ютер, що використовує можливості замкнутих кривих часу, може здійснювати обчислення без помилок, а сама кількість вироблених в ньому математичних операцій скоротиться. При цьому його швидкість обчислень зросте до рівня квантового комп’ютера за рахунок приросту точності.
Коментар доктора фізико-математичних наук Йосип Штейнер, який висловив свою думку про висунуту теорію:
“Для того щоб обговорювати замкнуті криві часу, слід відразу обмовитися – в нашому світі вони не існують і не можуть існувати. Виходячи з цього, виходить, що пророблена робота носить лише якийсь гіпотетичний характер -” що було б, якби … “
З іншого боку, зараз наука більше цікавиться практичними завданнями – пошуком інопланетного життя, створенням квантових комп’ютерів та розшифровкою генома. Адже жодна з них не може бути вирішена без фундаментальних теоретичних знань, які виходять в ході ось таких ось перевірок гіпотез.
Дивно те, що, не обмежуючись теоретичними викладками, автори дослідження відразу переходять до того, як можна використовувати замкнуті криві часу на практиці. Що знову повертає нас до початку – не можна всерйоз розцінювати те, чого не існує.
Крім того, автори намагаються довести, що для розуміння квантового стану інформація про початковому положенні системи практично не грає ніякої ролі. Це дивно, оскільки на здатності прогнозувати ці стани і побудована робота квантового комп’ютера – пристрої, не тільки передбаченого теоретично, а і наближається до своєї практичної реалізації.
Сама по собі теорія замкнутих кривих часу дуже цікава, і, можливо, людство коли-небудь зможе об’єднати її з релятивістської механікою, так само як і з теорією “струн”. Але у квантових процесах – вже добре вивчених і описаних – їй явно не знаходиться місця “.
Яке б місце не займала теорія замкнутих кривих часу у фізиці Всесвіту, вона не може бути застосована до великих об’єктів, що підкоряється законам класичної механіки. Тому науково-фантастична мрія вільно переміщатися в часі поки такою і залишиться, незважаючи на всі сподівання ентузіастів.
