Античастицы — ключ к загадке времени и хронопортёры

Также и времени нет самого по себе, но предметы

Сами ведут к ощущенью того, что в веках совершилось,

Что происходит теперь и что воспоследует позже.

И неизбежно признать, что никем ощущаться не может

Время само по себе, вне движения тел и покоя.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей", I в. до н. э. [77]

Как верно отметил Лукреций, последователь атомистического учения Демокрита, — понятие "время" неотделимо от тел, материи, массы и их движения. Выше уже неоднократно упоминалось о связи массы и времени, этих двух великих загадок мира (§ 1.6, § 1.15, § 1.18, § 3.11). Одним из удивительных свойств массы оказалась возможность существования антимассы у антиматерии — массы со знаком минус. А из связи массы и времени, имеющей вполне классическую, а не релятивистскую природу, следует, что, быть может, для минус-массы (скажем для позитрона, — электрона-навыворот, § 1.6) и направление течения времени обратное — время течёт назад. И действительно, нередко античастицы считают теми же частицами, только движущимися назад во времени, отчего все процессы для них текут в обратном направлении. Вот и ведут они себя наоборот, словно в кино, пущенном задом-наперёд. О предположениях учёных в отношении антимассы и античастиц можно прочесть в книге Р. Подольного "Чем мир держится?" (М., 1978, с. 172).

Таким образом, не исключено, что не только природу материи, но и природу антиматерии позволит раскрыть геометрия, но не пространственная, а временная [35, 54, 160]. В самом деле, позитрон был предсказан Дираком не как положительный электрон, а как электрон с минусовой массой. Именно минусовая масса позволяет объяснить аннигиляцию и притяжение разноимённых зарядов (§ 1.6). Частица с минусовой массой M под действием силы F должна двигаться с ускорением a=F/M в сторону обратную движению обычной частицы. Это и дало повод допустить, что античастицы тем и отличны от частиц, что движутся назад во времени (кино-наоборот) [150, с. 207]. Пусть, например, позитрон испускает поток ареонов. Поскольку каждый ареон, как и позитрон, движется назад во времени, то ареоны, ударяющие в электрон со стороны позитрона, подобны реонам, летящим в обратном направлении и ударяющим в электрон сзади. Тем самым ареоны будут подталкивать электрон навстречу позитрону. В силу симметрии материи и антиматерии так же и позитрон под ударами реонов пойдёт навстречу электрону.

Создатель капельной модели ядра, физик Дж. Уилер, совместно с Р. Фейнманом переоткрывший ритцеву обменную модель взаимодействия зарядов, предполагал даже, что многочисленные электроны и позитроны — это один и тот же электрон, имеющий смятую мировую линию [150]. Движение тел часто изображают на графике, где по одной оси отложено время, а по другой — координата. Этот график движения и есть мировая линия тела, электрона — его летопись, своего рода историческая кинолента всех его событий (Рис. 193.а). Каждое временное сечение (вертикальная прямая) даёт одну точку пересечения: в каждый момент электрон находится в заданном месте — это как один кадр с изображением электрона в последовательности кадров на непрерывной киноленте времени. Но если линия перекошена, как в случае графиков движения звёзд (Рис. 81, Рис. 83 в § 2.14), её петли заходят друг за друга, придавая графику многозначность (Рис. 193.б). Тогда каждое временное сечение даст много точек: в каждый момент видно много идентичных частиц, как на смятой киноленте от наложения кадров просвечивает сразу много изображений одного и того же прыгающего мяча. Так и от эффекта Ритца на звёздной орбите наблюдалось вместо одной несколько одинаковых звёзд. Раз все сечения линии равноценны, то все частицы обладают одинаковой массой, зарядом и т. д. В этом, по Уилеру, и состоит причина идентичности всех электронов.

Рис. 193. Смятие мировой линии электрона рождает его копии, видимые одновременно. Аналогия с умножением числа изображений звезды от перекоса кривой лучевых скоростей.

Эквивалентность, однако, не полная. При смещении секущей на одних ветвях точки пересечения движутся вдоль исходного направления кривой, а на других — против нормального хода времени, показанного стрелкой. Эти точки пересечения, движущиеся вспять, назад во времени, соответствуют позитронам, подобным электронам, но движущимся задом-наперёд (для них мировая линия электрона, его историческая кинолента, мотается назад). Точно так же при размножении изображений звёзд от перекоса кривой лучевых скоростей (§ 2.15) часть изображений движется против естественного хода звезды по орбите — задом-наперёд, словно назад во времени, исчезая при слиянии с изображениями, движущимися в естественном направлении (как точки 1 и 2 на Рис. 81.в). Поскольку пересечение каждой петли даёт по электрону и позитрону, то частиц обоих типов (с прямым и попятным движением) будет поровну, как и положено в приводимой модели строения частиц и мира, содержащего поровну электронов и позитронов. Не зря и сам Уилер считал, что в атоме поровну электронов и позитронов, поскольку каждому электрону соответствует позитрон, сидящий в протоне (искал позитроны в протонах и открывший антиматерию Дирак) [150].

С приближением секущей к краям петель точки, отвечающие позитрону и электрону, всё быстрее сходятся, словно притягиваемые, а при слиянии исчезают (аннигиляция). И наоборот, едва секущая встретит новую петлю, возникает пара точек, как при рождении электрон-позитронных пар (Рис. 193). Так Уилер объяснил природу электронов и позитронов, единство их свойств, притяжение и аннигиляцию. То, что частицы движутся по естественному ходу времени, а античастицы — против него, вносит некую асимметрию. Вот почему в ядрах находятся избыточные позитроны, а в атомных оболочках — электроны (§ 3.11).

Впрочем, такие искажения пространства и времени невозможны в классической механике, где пространство и время евклидовы, однородны и абсолютны в смысле независимости от внешних влияний. Поэтому к таким идеям, равно как к теории относительности, всё же стоит относиться скептически. Зато сама гипотеза о том, что античастицы — это те же частицы, но движущиеся назад во времени, вполне допустима и интересна в плане использования античастиц для перемещения назад во времени, открывая путь к созданию машины времени, о которой столько писали фантасты, начиная с Г. Уэллса. Ведь в любом теле, включая тело человека, достаточно антиматерии — позитронов, которых ровно половина. Если бы удалось подчинить их себе, обуздать и устремиться с их потоком назад, цель была бы достигнута.

Конечно, идея Уилера спорна, но интересна тем, что объясняет всё посредством геометрии. Ещё Вальтер Ритц полагал, что все физические законы должны свестись к пространственно-временным соотношениям, взаимосвязям. Это соответствует глубокой идее Демокрита и Лукреция о том, что время не существует, не течёт само по себе: его ход мы познаём и ощущаем лишь через наблюдение движений тел — изменение их положений в пространстве, через соизмерение различных движений, скажем движения бегуна и песчинок в песочных часах. Понятие времени вне движения тел бессмысленно, так же как и понятие энергии, температуры, тепла, не существующих самих по себе.

Ритц, пожалуй, ближе всех подошёл к пониманию физики времени и перемещений назад во времени, однако ввиду внезапной смерти был безвозвратно потерян для науки. Именно Ритц первым задался вопросом о временной необратимости явлений (стреле времени) с позиций физики и имел по этому поводу острую полемику с Эйнштейном в печати, поскольку считал, что физическая необратимость вызвана направленностью электродинамических процессов излучения, радиационным трением, а не только молекулярным [161]. И французский физик Л. Бриллюэн, известный своей критикой теории относительности, поддержал точку зрения Ритца в его дискуссии с Эйнштейном (см. Бриллюэн Л. Научная неопределённость и информация. М., 1966). Ритц объяснял необратимость стрелы времени через прямой необратимый полёт стрел света, реонов от излучающего источника, задающего направление времени. Поток реонов от источника, приносит информацию о нём всегда с запозданием и никогда — с опережением. Но если учесть, что БТР даёт явлениям электродинамики такое же статистическое описание, как МКТ — явлениям термодинамики, то и здесь, как в примере Больцмана (§ 2.7), может найтись лазейка для обратимых во времени процессов и уменьшения энтропии. Ведь благодаря тому, что Вселенная представляет собой бесконечную открытую систему, испущенные электроном реоны в итоге возвращаются к нему, восстанавливая утраченную энергию и массу (§ 1.5). А в свойствах античастиц, позитронов и ареонов, предположительно движущихся назад во времени, видится даже путь к созданию машины времени (хронопортёра). Ибо если направление стрелы времени и впрямь задано электродинамикой, направлением полёта стрел реонов, то для их античастиц (ареонов), как не раз говорилось, можно ожидать обращения временной стрелы.

Как отметил Р. Фритциус, именно Ритц, по сути, и ввёл с позиций физики и электродинамики представление о стреле времени, потоке времени — однонаправленном и непрерывном, откуда в частности вытекал эффект Доплера и Ритца (§ 1.10). Впрочем, интуитивно понятие о потоке времени сформировалось ещё в глубокой древности. Поэтому время издавна сравнивали с движением реки, поток которой несёт мимо нас различные события. Поэтому ещё в Древней Греции принцип необратимости времени был сформулирован так: "всё течёт, всё изменяется", "нельзя дважды войти в одну и ту же реку". Не зря и первые механические часы работали на неудержимом потоке частиц песка (песочные часы) или воды (часы-клепсидра). До сих пор в нашем языке сохранилось это представление о времени как о потоке, и потому мы говорим, что время "течёт", "с того времени много воды утекло", "всех нас несёт река времени", "ваше время истекло". Время течёт неумолимо, с одной и той же скоростью в одну и ту же сторону.

Каждому электрону, атому или предмету в этой реке соответствует своя линия или трубка тока, которую и называют мировой линией или линией жизни (Рис. 193). Эти линии тока, как в реке, то сближаются, то расходятся, изображая изменение взаимного положения предметов с течением времени. Эта связь относительного положения точек с их расположением вдоль линии тока времени и даёт пространственно-временные соотношения, о которых говорил Ритц. Утверждение Лукреция о том, что нет времени самого по себе, и мы наблюдаем его течение лишь по изменению взаимного положения тел, означает, по сути, что существуют сразу все точки данной линий тока (положения тела, или отдельные кадры непрерывной и целиком заданной исторической киноленты, отвечающие разным моментам времени). И эти линии тока непрерывны, как само время. Однако благодаря наличию жёстких пространственно-временных связей мы в каждый момент наблюдаем только один временной срез — сечение линий тока плоскостью, в которой сами находимся (видим кинофильм не весь сразу, а покадрово, скользя по времени). Линии тока могут загибаться, возвращаться, образуя петли, завихрения, вроде водоворотов реальной реки. Встречая такие линии, эти обратные токи времени, идущие в попятном направлении, мы воспринимаем их как частицы, движущиеся назад во времени, то есть античастицы, например позитроны.

Может петлять и сама река времени, образуя, подобно реальным рекам, петли и меандры, своего рода складки ткани времени. Тогда возникает неоднозначность и одному временному сечению соответствует несколько точек одной линии тока (Рис. 193). В местах сближения петель реки возможно соприкосновение прошлого, настоящего и будущего. В таких перекрёстках пространственно-временного континуума можно было бы переходить из раннего момента в поздний и обратно: прыгать через временную петлю в прошлое или в будущее. Значит, всё же можно дважды войти в одну и ту же реку. Это так сказать естественные временные переходы, позволяющие отдалённому прошлому влиять на будущее, или наоборот, будущему влиять на прошлое (вопреки постулированному Эйнштейном принципу причинности). Не в этом ли причина вещих снов, пророчеств, предсказаний и дежа вю?

Не исключено, что именно в ходе такой "утечки" информации будущего к древним цивилизациям, прорицателям, учёным и фантастам попадают знания будущих или прошлых эпох. Такое пересечение хронопотоков не ведёт к временным парадоксам и размножению реальностей — существует один единственный вариант событий, совсем как в системе двух уравнений, имеющих единственное решение. Прошлое задаёт будущее через первое уравнение, а будущее влияет на прошлое через второе. В итоге разрешается лишь один вариант событий. Это иллюстрирует и потоковая модель. Если трубу, по которой течёт вода, выгнуть петлёй и сварить (Рис. 178), чтобы через малое отверстие более поздние части потока сливались с ранними, понятно, что после установления равновесия поток будет течь строго определённым образом. Так что связь времён и временные перемещения и петли, давно описанные фантастами, не ведут к противоречиям и парадоксам.

Помимо естественных временных переходов возможно и активное перемещение во времени (без изменения русла реки, которое потребовало бы слишком больших энергозатрат). Такое путешествие во времени подразумевает выход из сухопутного состояния, снятие с якоря-сечения и отчаливание от берега реки времени на своего рода амфибии (Рис. 37), машине времени (хронопортёре), и движение на ней либо вверх по течению — в будущее, либо вниз — в прошлое. Стоит отметить, что в самом известном фильме о перемещении во времени, "Назад в будущее", предлагался сходный принцип перемещения с помощью накопителя потока времени (флюксуатора). Такое же представление о 8-мерном потоке пространства-времени дано и в упомянутом рассказе Р. Джоунса "Уровень шума", где идёт речь об осуществлении антигравитации. Конечно, всё это из области фантастики, однако в фантастике, как помним, часто встречаются удивительные догадки и прозрения (§ 5.4). В любом случае ясно, что именно БТР, именуемая ещё теорией истечения в силу существования вечного и необратимого потока частиц-реонов из зарядов (словно песчинок из песочных часов), открывает путь к пониманию извечной загадки времени, природы его потока и, возможно, даёт ключ к технологиям перемещения по нему.