Путешествия во времени – это не фантастика? Уже более полувека ученых увлекает теория так называемых "замкнутых кривых времени". Согласно ей существуют некие временные потоки, которые, описывая определенную траекторию, возвращаются обратно в точку старта. Издание побеседовало с доктором физико-математических наук Иосифом Штейнером о возможном наличии временных течений в нашей Вселенной и о практическом их применении.

Теория замкнутых кривых времени (СТС) описывает, что в условиях общей релятивистской физики при движении в едином континууме пространства-времени любая частица рано или поздно возвращается в начальную точку движения.

Это правило соблюдается только при определенных условиях, отличающихся от окружающей нас Вселенной. Поэтому сама теория остается объектом эмпирического познания. В будущем, когда будет доработана и проверена идея квантовой гравитации, замкнутые кривые времени станут важной ее составляющей. Пока же исследования в этом направлении ограничиваются теоретическими расчетами и предположениями.

Например, специалист по квантовым вычислениям Дебби Лунг из Университета Ватерлоо (Канада) и ее коллеги из научных лабораторий IBM считают, что замкнутые кривые времени лишь кажутся неприменимыми к современной теории из-за ограниченности суждений ученых.

Изменение квантового состояния считается линейным процессом, в котором конечный результат напрямую зависит от начальных данных. Вместе с тем, при изучении квантовых состояний при помощи теории CTC , оказывается, что изменение может быть только нелинейным. То есть конечное состояние зависит не только от первичных данных, но и от того, в каком порядке и как они были внедрены в систему.

Один из участников исследования, Грэм Смит из IBM, предполагает, что большинство ошибок и несовместимостей между теориями возникают в результате важного упущения – физики описывают квантовые переходы без учета сторонних факторов, пытаясь упростить задачу.

В случае признания изменения квантового состояния нелинейным процессом, теория CTC приходит в соответствие с классической квантовой физикой. Как утверждают сами авторы исследования, подобно квантовой теории относительно классической модели мира, теория замкнутых кривых времени является более элементарной частью квантовой физики.

Должно пройти какое-то время, чтобы научное сообщество приняло эту гипотезу и взяло на вооружение – релятивистская теория также не сразу нашла свое место в умах ученых. Дебби Лунг и ее коллеги привели практический пример использования теории CTC в реальной жизни.

Они рассчитали, что традиционный компьютер, использующий возможности замкнутых кривых времени, может совершать вычисления без ошибок, а само количество производимых в нем математических операций сократится. При этом его скорость вычислений возрастет до уровня квантового компьютера за счет прироста точности.

Комментарий доктора физико-математических наук Иосиф Штейнер, который высказал свое мнение о выдвинутой теории:

"Для того чтобы обсуждать замкнутые кривые времени, следует сразу оговориться – в нашем мире они не существуют и не могут существовать. Исходя из этого, получается, что проделанная работа носит лишь какой-то гипотетический характер – "что было бы, если бы…"

С другой стороны, сейчас наука больше интересуется практическими задачами – поиском инопланетной жизни, созданием квантовых компьютеров и расшифровкой генома. А ведь ни одна из них не может быть решена без фундаментальных теоретических знаний, которые получаются в ходе вот таких вот проверок гипотез.

Странно то, что, не ограничиваясь теоретическими выкладками, авторы исследования сразу переходят к тому, как можно использовать замкнутые кривые времени на практике. Что опять возвращает нас к началу – нельзя всерьез расценивать то, чего не существует.

Кроме того, авторы пытаются доказать, что для понимания квантового состояния информация о начальном положении системы практически не играет никакой роли. Это странно, поскольку на способности прогнозировать эти состояния и построена работа квантового компьютера – устройства, не только предсказанного теоретически, но и приближающегося к своей практической реализации.

Сама по себе теория замкнутых кривых времени очень интересна, и, возможно, человечество когда-нибудь сможет объединить ее с релятивистской механикой, равно как и с теорией "струн". Но в квантовых процессах – уже хорошо изученных и описанных – ей явно не находится места".

Какое бы место ни занимала теория замкнутых кривых времени в физике Вселенной, она не применима к крупным объектам, подчиняющимся законам классической механики. Поэтому научно-фантастическая мечта свободно перемещаться во времени пока таковой и останется, несмотря на все упования энтузиастов.