news.shamcode.ru | Где туристы из будущего?

28 июня 2009 года легендарный астрофизик Стивен Хокинг провёл вечеринку для путешественников во времени с шампанским и шариками:

Хокинг никому не сообщил заранее о вечеринке, а только постфактум, с указанием точного времени и места встречи:

Идея была в том, что приглашение переживёт столетия/тысячелетия, необходимые для разработки технологии — а затем попадёт на глаза какому-то путешественнику во времени, который любит вечеринки.

К сожалению, это не помогло: на вечеринку всё равно никто не пришёл. Стивен Хокинг сидел там в одиночестве.

Хокинг был не первым, кто пытался провести такой эксперимент, что довольно предсказуемо, ведь эксперимент прост и интуитивно понятен: если когда-нибудь будет изобретена машина времени, то получается, что она существует сейчас и существовала всегда. Из этого следует, что все исторические эпохи могут быть заполнены многочисленными путешественниками во времени, включая настоящее время.

Но мы этого не наблюдаем. О чём это говорит? По мнению скептиков, это наглядное свидетельство того, что в будущем никто не изобретёт машину времени. Или она противоречит законам физики, или человечество никогда не достигнет соответствующего уровня развития.

Но технооптимисты резонно замечают, что отсутствие наблюдений не обязательно означает отсутствие явления. Есть множество причин, почему мы не наблюдаем путешественников, навскидку сразу приходит несколько:

Путешествия во времени юридически запрещены.
Информация о вечеринке Хокинга не дошла до потомков.
На Земле слишком маленькое население (например, одно существо или коллективный разум), которое занято более важными делами.
Перемещение массы во времени требует большого количества энергии, а энергия слишком дорогая.
Путешественники во времени надёжно стирают следы своего присутствия (например, следы могут автоматически удаляться вследствие законов физики, так что они не остаются в памяти ни у кого из свидетелей).
Множество других причин, которые мы не можем понять на своём примитивном уровне технического и интеллектуального развития (возможно, 2025 год считается первобытным временем в будущем).

Отсутствие путешественников и парадокс Ферми

В конце концов, инопланетных форм жизни мы тоже не наблюдаем (парадокс Ферми), хотя в их существовании трудно усомниться, исходя из уравнения Дрейка и огромного размера Вселенной. Маловероятно, что разумная жизнь появилась только на одной Земле, тем более с учётом теории космического переноса органических молекул:

Молекулярная панспермия — хорошо обоснованная гипотеза одного из этапов возникновения жизни

Если органические свободно молекулы путешествуют по космосу с кометами и астероидами, то легко могут «заразить» жизнью любую подходящую планету.

Кстати, из последних объяснений парадокса Ферми — работа инопланетного ИИ, который после технологической сингулярности эффективно скрывает следы своей цивилизации от внешних, менее развитых наблюдателей:

Размер окна обнаружения во времени (синяя область) зависит от скорости технологического роста цивилизации (K)

Что ж, выглядит вполне правдоподобно.

Примерно такая же логика может объяснять причины, почему мы не видим путешественников во времени. Скорее всего, путешествия начались после сингулярности, так что технологический уровень этих людей, в том числе их внешний облик, мотивы поступков и т. д., недоступны нашему пониманию.

Допустимость путешествий во времени

Возвращаясь к путешествиям во времени, в современном понимании физики нет явного запрета на путешествия во времени. Эта тема обсуждается в научных журналах. Известно, что пространство-время искривляется под действием материи и энергии, так что теоретически может сформировать кольцеподобную фигуру.

Деформация пространства-времени под действием гравитации

На самом деле уравнения поля Эйнштейна допускают решение, известное как метрика Гёделя, с замкнутыми времениподобными линиями:

Замкнутая времениподобная линия (closed timelike curve, CTC) в математической физике — это времениподобная кривая на Лоренцевом многообразии, возвращающаяся в исходную пространственно-временну́ю точку, то есть замкнутая мировая линия частицы в пространстве-времени.

Подобные кривые фигурируют не только в метрике Гёделя, но и в других моделях пространства-времени, например:

пространство Минковского.

Парадокс близнецов в пространстве Минковского (относительно оседлого близнеца)

пространство Мизнера — специфическое орбиобразие (орбифолд) пространства Минковского.
решение Керра — Ньюмена — модель вращающейся чёрной дыры с нулевым зарядом с замкнутыми времениподобными линиями под горизонтом.

Орбита отрицательно заряженной пробной частицы вокруг положительно заряженной и вращающейся чёрной дыры Керра — Ньюмена

Вселенная с двумя параллельными движущимися друг относительно друга космическими струнами. Хотя струны не притягиваются как обычные массы, их движение может создавать гравитационные волны и искажения пространства.
Антидеситтеровское пространство — псевдориманово многообразие постоянной отрицательной кривизны.

Антидеситтеровское пространство как однополостный гиперболоид. Вложенная поверхность содержит замкнутую времениподобную переменную

и др.

Существование замкнутых времениподобных линий допускает путешествия во времени со всеми связанными парадоксами.

Почему путешественников не видно

В августе 2025 года исследователь Эндрю Джексон опубликовал научную статью «Где туристы из 3025 года?» на сайте препринтов arXiv.org (вторая версия от 4 октября 2025 г.) Автор математически доказывает, что отсутствие путешественников из будущего при наличии машины времени — это нормально. Представленная модель описывает реальность, в которой «создание машин времени физически, практически, логистически, финансово и политически осуществимо; и ничто не мешает этим машинам вернуться в наше время, но мы их не наблюдаем».

Если вкратце описать суть модели Джексона, то статистически крайне маловероятно появление путешественников конкретно в нашем времени. Это утверждение выводится из того, что реальный мир — лишь один из множества возможных миров, причём множество возможных миров потенциально бесконечное, а эти миры отличаются друг от друга по бесконечному количеству признаков. Автор выделил ряд множеств, которые отличаются по количеству созданных машин времени.

Таким образом, все возможные миры можно смоделировать как полные непротиворечивые множества логических высказываний. Каждой временнóй линии соответствует число машин времени, которые сконструированы в этой линии. При этом макросостоянием называется подмножество , которое содержит все временны́е линии с одинаковым числом машин времени.

В свою очередь, каждая отдельная линия времени в называется микросостоянием , а каждое микросостояние может принадлежать только одному макросостоянию. Но в нашей модели рассматриваются только макросостояния, а микро — игнорируются. Поэтому здесь рассматриваются путешествия во времени только между макросостояниями, причём в которых количество машин времени различается на 1.

Разумеется, количество машин времени увеличивает вероятность путешествий (переходов) из этого макросостояния, то есть количество потенциальных переходов и количество изменений в других макростоояниях.

Наконец, максимальное количество машин времени тоже ограничено из-за конечного количества времени, необходимого на сооружение каждой из них и факта неизбежной тепловой смерти Вселенной.

Формальное определение модели начинается с построения цепи Маркова, где каждое состояние цепи Маркова является макросостоянием , а вероятности переходов пропорциональны количеству машин времени, что масштабируется по продолжительности (длине) каждого шага времени в цепи Маркова. Затем длительность шага устремляется к нулю, чтобы получить непрерывную во времени (continuous-time) марковскую цепь и избавиться от нефизических дискретизаций. Теперь эта цепь состоит из бесконечной последовательности случайных величин , , ... Важно, что она по-прежнему подчиняется свойству Маркова, то есть будущее выводится из прошлого.

Рис. 1. Подмножество узлов в цепи Маркова и вероятности переходов между ними. На иллюстрации не показано количество самих узлов, но обычно стрелки направлены к/от узлам M_(j+1) и/или M_(j−1)

Все условия для работы модели определяются следующим уравнением интенсивности путешествий во времени (интенсивность переходов, transition rate):

$α_j = β{j\over2(j+1)}$

где масштабирует вероятности переходов равномерно по всем макросостояниям.

Для любого макросостояния с количеством машин времени , — это интенсивность переходов одновременно:

из макросостояния с количеством машин в макросостояние с количеством машин ,
из макросостояния с количеством машин в макросостояние .

Главная характеристика этой модели — вероятности нахождения в каждом состоянии по мере течения времени. Эта вероятность определяется дифференциальным уравнением:

${dP^t_j \over dt} = α_{j-1}P^t_{j-1}+α_{j+1}P^t_{j+1}-2α_jP^t_j$

Автор численно решил несколько уравнений, чтобы продемонстрировать, как ведёт себя модель мира. На рис. 2 мы видим, что вероятность нахождения в состоянии с количеством машин больше нуля быстро стремится к нулю, в то время как вероятность нахождения в состоянии с нулевым количеством машин времени (синяя линия) стремится к единице.

Рис 2. Вероятность данного состояния по мере развития модели с пятью состояниями (то есть максимум четыре машины времени), с начальным миром в три машины

Интересно отметить кратковременный всплеск вероятностей для миров с любым количеством машин больше нуля, перед последующим быстрым падением.

Миры на рис. 3 более реалистичны. Легко представить, что после изобретения машин времени их количество на Земле увеличится до десятков и сотен. При этом начальное состояние не меняли (3 машины). Мы видим, что в такой ситуации мир скатывается состояние с нулём машин времени гораздо медленнее.

Рис. 3. Вероятность данного состояния по мере развития модели с 500 состояниями, с начальным миром в три машины

Наконец, на рис. 4 рассматриваются миры в цепи Маркова с начальным состоянием в 100 машин времени. И здесь скорость перехода в нулевое состояние гораздо медленнее: десятки тысяч лет. Но именно в этом направлении склонна развиваться модель. На больших масштабах система ведёт себя так же, как и при гораздо меньшем начальном числе машин времени.

Рис. 4. Вероятность данного состояния по мере развития модели с 500 состояниями, с начальным миром в 100 машин

Ещё одной поразительной особенностью является то, насколько стремительно убывает вероятность нахождения в начальном состоянии.

Код для создания графиков можно найти на Github.

Главным результатом симуляций является то, что вероятность нахождения в макросостоянии с нулевым количеством машин в конечном итоге достигает единицы для всех без исключения миров. Все остальные макросостояния в конечном итоге имеют нулевую вероятность.

Таким образом, исходя из модели, путешествия во времени являются самоподавляющими: временная линия постоянно переписывается, пока неизбежно не достигает линии времени, на которой никогда не построены машины времени. И дальнейшие изменения в графике невозможны.