Куда течет река времени
Шрифт:
Итак, пока распад протона не обнаружен экспериментально и продолжаются упорные поиски этого процесса, требующие, помимо всего прочего, огромных материальных затрат для строительства гигантских подземных лабораторий. Физики надеются на успех таких экспериментов.
Несмотря на отсутствие пока прямых экспериментальных данных, вся совокупность наших физических знаний указывает на то, что вещество Вселенной нестабильно и хотя очень медленно, но распадается.
Мы помним также, что медленно происходит и процесс квантового испарения черных дыр, которые остаются после смерти некоторых массивных звезд и существуют в ядрах галактик.
Таким образом, и остывшие звезды, и разреженный
Звезды могут исчезать, растворяясь
постепенно
И теряясь безвозвратно в черном хаосе
Вселенной.
П. Шелли
Наконец, в столь отдаленном будущем, что не хочется даже называть цифры, во Вселенной останутся только редкие электроны и позитроны, разбросанные в пространстве на гигантские расстояния друг от друга. Какие-либо процессы во Вселенной будут невероятно медленны, но зато и пространственные масштабы будут невообразимо большими. Так закончится взрыв Вселенной в далеком будущем, так необъятно разольется река времени, исчезая в бесконечности, насколько нам удается проследить за ней мысленным взором.
Но давайте вспомним, что есть и другая возможность, которую специалисты считают более вероятной. Средняя плотность всех видов материи может оказаться, хоть ненамного, но больше критического значения. Тогда расширение в отдаленном будущем сменится сжатием. Плотность материи будет нарастать, температура повышаться, пока мы не придем к новой сингулярности.
И тогда мы опять приходим к бурным процессам в сингулярности, рассмотренным в предыдущем разделе.
И все, и вся Материя живет,
Смерть — это лишь существованья вид.
Как пузыри средь водного покрова,
Мы лопаемся, став водою снова.
А. Поуп
ПОЧЕМУ ВРЕМЯ ТЕЧЕТ И ПОЧЕМУ В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ?
Современная наука раскрыла связь времени с физическими процессами, позволила «прощупать» первые звенья цепи времени в прошлом и проследить за ее свойствами в далеком будущем.
А что же говорит современная наука о том, почему, собственно, время течет, и течет только от прошлого к будущему? Надо сказать сразу, что полного, ясного и признанного всеми (специалистами) ответа на этот вопрос не существует. Однако и здесь сделано немало, и с некоторыми фрагментами достижений науки о времени мы сейчас познакомимся.
В посленьютоновскую эпоху физики неоднократно подчеркивали удивительную особенность законов природы: они никак не выделяют направление течения времени от прошлого к будущему.
Мы хорошо знакомы с этим обстоятельством на примере простейших механических задач. Так, например, пусть шарик катится по поверхности, ударяется о стенку под некоторым углом и, отскочив от нее, продолжает свое движение. Мы можем мысленно обратить направление течения времени и представить шарик, катящийся в обратном направлении, последовательно проходящий точки своей траектории в обратном порядке. Мы как бы засняли опыт на кинопленку и прокрутили ее в обратном направлении. При этом будут выполняться
Чуть более сложный пример. Вот планета, вращающаяся вокруг Солнца по законам, открытым Кеплером. Если изменим направление течения времени (как говорят физики, изменим знак у времени, поменяем «плюс» на «минус»), то получим планету, движущуюся по той же орбите, но в обратном направлении. Законы Кеплера будут в точности выполняться.
Таким образом, законы физики Ньютона одинаково описывают и прямое и обратное движение, совсем их не различая. Они, эти законы, не определяют направление течения времени от прошлого к будущему. Такое свойство физики называют Т-симметрией или Т-инвариантностью. Этим свойством обладают не только законы Ньютона, но и законы электродинамики, и законы специальной и общей теории относительности.
Т-инвариантность позволяет одинаковым методом рассчитывать события и в направлении к будущему, и в направлении к прошлому. Так, например, по законам небесной механики можно рассчитать будущее движение, а значит, и будущие появления на нашем небе кометы Галлея; но с тем же успехом можно рассчитать и когда комета приближалась к Солнцу и Земле в далеком прошлом. Наблюдения подтверждают точность этих вычислений.
В XVIII и первой половине XIX века существовала уверенность, что все процессы в природе сводятся в конце концов к механическому движению и взаимодействию частиц, их притяжению и отталкиванию. В таком случае, зная законы, управляющие этими движениями, можно в принципе любое явление рассчитать и вперед по времени, и назад сколь угодно далеко.
И прошлое, и будущее Вселенной в равной степени могут быть точно вычислены. Они полностью определяются положением и скоростями всех частиц во Вселенной, заданными в какой-то момент, — так считал основоположник небесной механики, французский астроном и математик П. Лаплас (1749–1827). Он писал: «…мы должны рассматривать настоящее состояние Вселенной как следствие ее предыдущего состояния и как причину последующего. Ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все силы, обусловливающие природу, и относительные положения всех ее составных частей, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить эти данные анализу, обнял бы в одной формуле движение величайших тел Вселенной наравне с движением легчайших атомов — не оставалось бы ничего, что было бы для него недостоверно, и будущее, так же, как и прошлое, предстало бы перед его взором».
Справедливо заметил по поводу этого высказывания ленинградский физик А. Чернин: «Современный сторонник Лапласа мог бы, наверное, сказать, что будущее уже как бы снято на киноленту, которая — вся уже целиком готовая — просто разматывается перед нашим взором. Ее можно просматривать и вперед — к будущему, и назад — к прошлому».
Так что же получается — все законы природы не различают прошлое и будущее? Они позволяют с одинаковой свободой двигаться по времени в обоих направлениях — и к будущему, и к прошлому? Почему же время движется только в одном направлении? То, что это так, известно точно! Мы помним события прошлого. Даже отдаленные события в прошлом оставляют следы. Но мы совсем не помним будущее! Прошлое уже было, его изменить никак нельзя, а на будущее можно влиять. Мы знаем все это и из опыта науки, и из нашей повседневной жизни. Никакой симметрии в течении времени в природе нет, оно, как говорят физики, полностью анизотропно. Но в законах движения материи это никак не отражается!