Теоретическая физика в быту

Бывают в жизни моменты, когда так и тянет поговорить о теоретической физике! Да-да, более актуальных тем на приеме у психотерапевта порой просто нет.

Дверь-то была открыта

Скажем, Анатолий. Ему 46 лет. Женат, двое детей. Сильно переживает за будущее семьи.
Двадцать лет назад на его жизнь обрушилась свадьба. Вскоре стало ясно, что они с супругой «говорят на разных языках». Зато у Анатолия была подруга детства. Вот с ней – они думали и чувствовали в унисон. Анатолий почему-то считал, что унисон бывает со всеми женщинами. Но брак все расставил по местам.
Он повторяет, что если бы тогда хорошенько подумал — сейчас его жизнь была бы совсем другой. Всего-то и надо было: помахать на прощание жене и сделать предложение подруге детства.

Анатолий сокрушается: «Я думал, как же я уйду? Ведь мы теперь женаты! Что скажем родителям? Как в глаза смотреть друзьям, с которыми гуляли на свадьбе?»

По сути, он повторяет слова знаменитого комика Луиса Си Кея: «Пока не было детей — следовало бежать от жены! Всего-то и надо было — встать да уйти. Но то, что это можно было сделать в любой момент, я понял только недавно. Дверь-то была открыта! Вставай и иди! Но я не ушел. А потом появилась первая дочь, за ней вторая… »

Теперь у Анатолия семья – с женой и детьми. А еще любовная связь – с подругой детства. И он постоянно чувствует вину: перед женой, детьми и подругой. Ведь двадцать лет назад мог бы сделать всего шаг… И все было бы иначе.
Собственно, вот и повод поговорить о теоретической физике. Но для пущей наглядности еще пример.

Мама, блин!

Оксане 24 года. Приятная с виду девушка. Но характер как у гоночной машины: заводится за секунды. Начинает спокойно: «У меня такая серая жизнь. Все самое интересное позади.» И внезапно взрывается: «И кто в этом виноват?! Мама, блин!»
Дескать, родительница отвечает за то, что у дочери мало друзей. Надо было еще в девятом классе заставить Оксану общаться с ребятами. Почему мама не настояла на этом тогда? Где теперь прикажете искать друзей?

Еще Оксане нужен парень. Мама упомянула, что каких-то три года назад несколько мальчиков ухаживали за девушкой. Но дочь тогда этого не заметила. А ведь среди них был умненький Максим. И он уже занят!
«Почему? Почему мама тогда не сказала, что парень заинтересован?!» — переходит на ультразвук Оксана. Вот если бы ей вовремя подарили волшебный пендель, судьба девушки сейчас была бы другой. А теперь ни друзей, ни парня. В такой момент мы снова вспоминаем о теоретической физике.

Вдруг получится уже послезавтра?

Разумеется, не только Анатолий с Оксаной думают о том, как бы все исправить в прошлом. Это желание звучит так часто, что невольно хочется уже выяснить: в самом деле, как бы вернуться назад лет на десять, а то и двадцать? И мы настроены серьезно! Нас интересует не какая-нибудь магия, а практическая сторона вопроса.
Увы, прямо сейчас сесть в «машину времени» и вдавить газ в пол не получится. Насколько я знаю, такой машины пока нет. Поэтому мы выясним, можно ли перемещаться во времени хотя бы теоретически? Вдруг это удастся уже послезавтра?

В конце концов, если наука что-то допускает, она рано или поздно найдет способ решить задачу. Пересадка почки когда-то казалась возможной только в теории, а теперь это ни у кого не вызывает удивления.

Чуток науки

Итак, что у нас есть? К настоящему моменту ученые выяснили, что время – довольно занятная штука. Оно может растягиваться и сжиматься словно жгут.
Одним из первых это подметил Альберт Эйнштейн. Он хорошенько напряг мозг и понял, что время способно замедлиться. Очень сильно упрощая, можно сказать, что есть два случая, когда любые часы начинают тикать медленнее. Либо вблизи предмета с огромной массой. Либо рядом с объектом, набравшим очень большую скорость. Эксперименты показали, что Эйнштейн был прав. Игры со временем — вполне реальны.

Влияние Массы: время притормаживает

Берем очень-очень точные часы. Одни кладем на Землю. Вторые отправляем на орбиту. Сравним показания. Оказывается, время в космосе бежит быстрее. Разница, казалось бы, небольшая: всего 38 микросекунд в день. Но это настолько важная погрешность, что ее учитывают при запуске спутников.
Часы на Земле идут медленнее, поскольку на них влияет масса планеты. Часы на орбите спешат: на них гравитация Земли сказывается меньше.

 Влияние Cкорости: время летит быстрее

Берем двух близнецов. Одного оставляем на Земле. Второго отправляем в космос к одной из дальних планет. Он летит на корабле почти со скоростью света. Задача космонавта — слетать туда и обратно. Он укладывается в каких-то два дня. По крайней мере, такое время показывают его часы… Но, приземлившись, застает брата постаревшим на 20 лет. Из-за огромной скорости – масса корабля в какой-то момент выросла и сильно искривила (замедлила) время в нем. Один день на корабле стал равен десяти годам на Земле.

Этот эффект физики называют «релятивистским замедлением времени». И он делает скачки в будущее — возможными. Сели в аппарат, серьезно ускорились, вышли. Мы в будущем. Ура!

Почём билетик в прошлое?

Ну, а теперь поговорим собственно о скачках в прошлое. Один из главных экспертов в этом вопросе — британский физик-теоретик Стивен Хокинг. Он парализован на протяжении многих лет. Зато голова работает как надо.
И консерватором его не назовешь. Он эдакий ученый-хулиган. Выдвигает такие гипотезы, что многие коллеги воспринимают их как пощечины. Настолько они непривычны и новы.

Нам он интересен сразу по нескольким причинам. Во-первых, Хокинг посвятил всю жизнь исследованиям времени (и, кстати, написал по этому поводу несколько шикарных книг). Во-вторых, это действительно авторитетный физик-теоретик: его мнение в научной среде очень много значит. И, в третьих, он не ограничивает себя ничем, кроме законов физики. Если есть хотя бы малая вероятность какого-то явления, этот бунтарь не станет его отрицать.

Путешествие в будущее Хокинг считает возможным. И мы уже знаем, как примерно это можно организовать. А вот о том, как двинуться на несколько лет назад, ученому пришлось хорошенько подумать. Вместе с коллегами Хокинг рассмотрел массу самых экзотических способов, даже полеты в черные дыры.

Вечеринка-шутка

Итогом всех этих поисков стал забавный «троллинг» над путешественниками во времени. Хокинг организовал вечеринку, на которую пригласил людей из будущего. Мол, если ты научился ходить в прошлое — ждем тебя такого-то числа. Торт, закуски и напитки – за наш счет. Вся соль в том, что объявил он о вечеринке — на день позже, чем она состоялась. Несмотря на шикарный пир и возможность сфотографироваться со знаменитым физиком, на этот праздник так никто и не пришел.

Такое ироничное отношение к путешествиям в прошлое связано вот с чем. Исследовав вопрос со всех сторон, Хокинг столкнулся с неразрешимой проблемой. Проще всего ее объяснить «парадоксом безумного ученого».

Представим себе, что некий физик изобрел машину времени. Он заряжает пистолет и отправляется на 5 минут назад. И там видит себя. Прибывший из будущего ученый достает пистолет, стреляет в того себя, который еще готовится к полету. Нас не интересует, зачем. Ну, просто хотел посмотреть, что из этого выйдет. А вышла гигантская проблема.

Появилась путаница, в которой вещи сами себя исключают. Если ученый застрелит себя в прошлом — некому будет отправиться на 5 минут назад, чтобы застрелить себя.

Именно этот тупик — главное препятствие к путешествиям во времени назад. Когда вещи делают себя невозможными — это уже перебор. Так считает даже физик-бунтарь Стивен Хокинг. В нашем мире сперва идет причина — и только потом следствие. А потому ситуации, когда следствие уничтожает причину – просто не может быть.

И вдогонку

Есть, конечно, еще ряд преград. Некоторые из них не требуют формул и чрезвычайно забавны.

Вот одна из таких. Если мы сидим неподвижно — нам только кажется, что находимся в состоянии покоя. На самом же деле — носимся на нашей планете вокруг Солнца со скоростью 30 км\с. Само Солнце — тоже двигается внутри нашей галактики. Да и вообще Вселенная непрерывно расширяется.  И попытаться переместить человека назад во времени так, чтобы он оказался в нужном месте — весьма нетривиальная задача.

При попытке наш путешественник скорее всего окажется в космосе, за несколько миллионов километров от Земли. Правильно его переместить — в тысячи раз сложнее, чем попробовать посадить на летящую пулю муравья. Разумеется, мы помним, что насекомое при этом должно выжить.

Кстати, не надо забывать:  там, куда мы перемещаем человека, когда-то могло расти дерево. И мы запросто можем материализовать его прямо внутрь старого дуба. Хотя… даже  это будет хорошим результатом. Потому что еще следует учитывать, что слои почвы на нашей планете — постоянно двигаются. И лет сто-двести назад уровень грунта мог быть на несколько метров выше, чем сейчас. Так что при отправке человека в прошлое — он запросто может оказаться и под землей.

Есть еще, конечно, ряд более фундаментальных причин. Но ударяться в тонкости квантовой физики мы уже не будем. Потому что и так все ясно.

Крепче за баранку держись…

Итак, даже самые смелые ученые допускают путешествие только в будущее. Прокатиться в прошлое никак нельзя. Даже теоретически. Поэтому как бы ни хотели Анатолий и Оксана съездить на десять-двадцать лет назад – сделать этого им не удастся. Так устроена Вселенная.

Но не спешите огорчаться. Мы не зря потратили время на эту занимательную беседу. Она приводит нас еще к одному интересному выводу. Видите ли, в будущее мы уже путешествуем. Ежедневно, ежечасно. С каждой прожитой минутой мы перемещаемся во времени на ту самую минуту! Ложимся спать еще сегодня, но понимаем, что проснемся уже завтра. То есть в будущем.

Это, конечно, не то же самое, что сесть в космический корабль, провести в нем два дня — и встретить постаревших на двадцать лет друзей.
Мы словно едем в машине, у которой нет ни газа, ни тормоза. Вот какая скорость дана – с такой и будем двигаться всегда. Ни ускорить, ни замедлить. Единственное, что у нас есть — руль! Именно с его помощью мы и можем что-то поменять.

Здесь и сейчас мы поворачиваем руль — и будущее меняется. Перестанем объедаться — начнем стройнеть. Привыкнем улыбаться — заведем друзей.  Нельзя изменить прошлое, зато можно — будущее.

Мы едем в этой странной машине и видим, что где-то впереди много разных интересностей. И вот один из объектов вдали – нравится нам больше других. Чтобы добраться до него на нашем транспорте – следует просто повернуть руль в нужную сторону. И спокойно придерживаться курса, пока не доберемся до объекта.

Крепкая семья? Богатство? Красивая фигура? Цели достижимы. Надо просто правильно держать руль. И не переживать, что мы не домчались до них прямо сейчас. Машина доедет, в свое время.

Кстати, если кому-то интересно подробней узнать о том, как работает время, очень рекомендую книги Стивена Хокинга — «Краткая история времени» (1988 г.)  и «Высший замысел» (2010 г.)

Автор: Доктор Таисия Кибардина