Книга: Механика машины времени

Глава 10. Кипящая пустота

Глава 10. Кипящая пустота

Рождение нашей Вселенной, по мнению большинства ученых, началось со сверхплотного вакуумподобного состояния «ложного вакуума» при гигантской температуре. Вопрос о том, что было до возникновения космологической сингулярности Большого взрыва, решается различными физическими школами по-разному. Ясно лишь одно, что именно космологическая сингулярность является истоком реки времени. Согласно современным принципам квантовой физики, время в космологической сингулярности должно распадаться на кванты, так что сам по себе вопрос о досингулярном состоянии (чего?) теряет часть своего смыслового содержания.

Здесь у исследователей хроноквантов еще достаточно неясных моментов. Например, один из ведущих космологов современности академик Игорь Новиков считает, что вблизи сингулярного начала начал существует своеобразная квантовая пена или, иначе говоря, «квантовые флуктуации пространства – времени». В этом удивительном состоянии возникают и мгновенно исчезают виртуальные (мнимые) черные и белые дыры и целые коконы замкнутых миров. Это сверхмикроскопическое бурное кипение пространства – времени напоминает непрерывную генерацию-аннигиляцию виртуальных частиц в физическом вакууме. Ситуацию сильно осложняет и неоднозначная структура пространства, которое в столь малых масштабах и при столь высоких энергиях, вполне возможно, является многомерным. И вот эти дополнительные измерения, которых мы не замечаем из-за того, что они скручены (компактифицированы) в окружающей нас реальности, вблизи сингулярности могут во многом определять течение физических процессов.

Возможно, когда-нибудь наша цивилизация научится подводить к микродырам вакуума мощные потоки энергии, увеличивая их до нормальных размеров. Тогда из них можно будет конструировать разнообразные транспортные системы для телепортаций (мгновенных перемещений) во времени и пространстве.

Картина, конечно, фантастическая, но у нее есть один неожиданный аспект. Некоторые пространственные пузырьки только снаружи, для внешнего наблюдателя, выглядят как ультрамалые объекты, а изнутри, измеренные с помощью их собственных эталонов длины и времени, представляют собой огромные космические миры – вселенные. В принципе, хотя на первый взгляд это кажется совершенно невероятным, может оказаться так, что наш мир – один из таких пузырьков. Во всяком случае современная физика вполне допускает такую возможность. А раз так, то в нашем мире могут быть скрытые червоточины для космических путешествий. Поэтому, возможно, нам не придется вытягивать их из вакуума, вместо этого нужно поискать их в окружающем пространстве.

Когда речь идет о поиске подпространственных червоточин, первое, что обращает на себя внимание, – это бездонные провалы сколлапсировавших «замерзших звезд».

Свойства коллапсаров просто удивительны, например, наброшенную на черную дыру петлю нельзя стянуть в точку. Дело в том, что поле тяготения «замерзшей звезды» настолько велико, что время вблизи нее не просто замедляется, как около любого массивного тела, а практически останавливается. Естественно, что и все процессы, в том числе и стягивание петли, замирают, становясь бесконечно долгими. А это и является первым признаком входа в подпространственный туннель.

Астрофизики считают, что многие свойства коллапсаров говорят о том, что воронки «замерзших звезд» вполне могут быть входными порталами червоточин пространства – времени. Если это так, то можно (пока еще чисто умозрительно) попытаться приспособить их для путешествий в пространстве и времени, ведь время в их окрестностях останавливается лишь для внешнего наблюдателя, а для космонавтов, устремившихся в жерло черной дыры, все будет идти своим чередом, никакого замирания процессов они не заметят.

К сожалению, есть большие сомнения в реальности подобных путешествий. Дело в том, что гравитационные поля вблизи условных поверхностей сфер гравитационных радиусов черных и белых дыр неимоверно велики, и их сила быстро растет по мере того, как звездолет втягивается внутрь подпространственного канала. Они сначала закрутят и вытянут корабль в длинные нити, а затем разорвут их на мельчайшие частички. Даже в земных условиях, где тяготение сравнительно невелико, силы притяжения на поверхности планеты и на орбите ее спутника значительно отличаются. На поверхности Земли они вызывают многометровой высоты морские приливы и отливы, ну а в недрах застывших звезд – коллапсаров – перепады гравитационных сил просто чудовищны. Им не могут противостоять и распадаются на части не только атомные ядра, но и элементарные частички. И спастись никак нельзя, возврат невозможен, ведь даже лучи света черная дыра не выпускает за свои пределы.

Вращающаяся и микроскопическая черные дыры

Некоторые астрофизики считают, что есть определенные надежды на вращающиеся коллапсары. В этом случае связанные с вращением центробежные эффекты отчасти компенсируют притяжение, и это может сделать входной портал проходимым. Однако расчеты других физиков-теоретиков показывают, что при этом подпространственная червоточина становится крайне неустойчива и под действием стягивающих гравитационных сил может мгновенно схлопнуться. Сквозь нее нельзя проскочить, даже со скоростью света! К тому же происходящие внутри процессы перестройки вакуума порождают мощные потоки смертоносной радиации.

Как видно, естественные коллапсары – не очень-то подходящие элементы для создания машин времени. Но если нельзя воспользоваться свойствами «замерзших звезд» в пространстве, может быть, удастся сконструировать искусственный подпространственный портал?

Сразу же после того, как Эйнштейн создал общую теорию относительности, австрийский физик Л. Фламм нашел математические решения, описывающие два мира, соединенные подпространственным каналом. Позднее такие решения изучал сам Эйнштейн и особенно подробно – американский физик Дж. Уилер в связи с теорией элементарных частиц и пенообразного микропространства. Все эти работы завершились неутешительным выводом о том, что, образовавшись естественным или искусственным путем, соединяющий миры канал будет сначала расширяться до некоторого максимального размера, а затем сожмется в тончайшую нить.

Затем, как мы уже знаем, к расчетам приступил Торн. Результат вычислений получился именно такой, какой и предсказывали герои романа, – изготовленный из антигравитирующего вещества переходной канал был устойчив, а действующие в нем силы лишь незначительно отличались от земного тяготения. Правда, для этого конструкция канала должна удовлетворять определенным условиям, но это уже дело техники.

Существует много проектов организации «мобильных» подпространственных переходов. Так, предлагается выпускать по курсу звездолета торпеды со сверхмикроскопическими коллапсарами, затем обстреливать торпеды излучением сверхмощных лазеров, накачивающих энергию в растущие черные дыры.

Важно, что физические законы не запрещают создание таких конструкций, остальное – задача космических зодчих будущего, если, конечно, в их распоряжении найдется экзотический антигравитирующий материал с отрицательной энергией.

А можно ли создать такое вещество, которое будет обладать свойством антигравитации и иметь отрицательную энергию? Энергия вещества складывается из энергии, связанной с массой составляющих его частиц, и энергии давления и натяжений, связанной с внутренними взаимодействиями. В одних случаях – скажем, в баллоне сжатого газа – она положительна, в других, например в ядре атома железа, отрицательна; как известно, для расщепления ядра на части необходимо совершить определенную работу. Однако во всех обычных веществах – твердых, жидких, газообразных – энергия, связанная с массой, больше энергии взаимодействий, и суммарная энергия вещества всегда положительна. В экзотическом же веществе, которое нужно для сооружения червоточин, первое место занимает отрицательная энергия внутренних натяжений.

Впрочем, если мы не можем создать подобные условия на нашей планете, надо поискать их где-то во Вселенной. Так, многие исследователи самым настоятельным образом советуют внимательно присмотреться к физическому вакууму, то есть к космической пустоте, которая окружает все небесные тела. Судя по всему эта пустота может оказаться вовсе не так пуста, как казалось еще недавно. На сегодняшний день под вакуумом понимают такое состояние физической системы, когда в ней нет ни полей, ни частиц. Это состояние возможной наименьшей энергии, но в вакууме все время протекают самые различные превращения. Разобравшись в них, мы сможем более детально разобраться в сути окружающего нас мира, особенно в таком загадочном физическом понятии, как время.

Еще совсем недавно физики были убеждены в том, что подобных веществ не бывает. И это, по-видимому, так, если оставаться в рамках классической физики. Однако в области квантовых явлений ситуация иная. Благодаря всплескам случайных полей, рождению пар частица – античастица энергия на очень короткое время может стать несколько большей или меньшей ее среднего, классического значения. Расчеты Торна и его коллег показали, что если вход и выход подпространственного канала окружить шарообразным металлическим экраном, то соответствующего снижения энергии вакуума внутри канала будет вполне достаточно для того, чтобы удержать его от схлопывания и сделать проходимым для путешественников.

Конечно, проблемы этим не исчерпаны. Нужно еще придумать сам способ построения кротовых нор.