Laika paradoksi

Lekcija nolasīta LatCon 2010 laikā 2010. gada 22. maijā

Par mūsdienu fantastikas pamatlicēju uzskata Žilu Vernu. Tieši viņa laikmetā zinātne, kas līdz šim ne visai traucēja ar sevi ikdienas dzīvi, pēkšņi kā auļojošs zirgs sāka savu izrāvienu uz priekšu. Jaunībā Žils Verns dzīvoja petrolejas lampu, kariešu, buru fregašu pasaulē, kurā pats ātrākais transporta veids uz sauszemes bija zirgu trijjūgs, bet vēstule – galvenais kontakta veids starp cilvēkiem, kas dzīvoja tālu viens no otra. Kad viņš bija jau vecs, tika lietots telegrāfs, brauca automobiļi, lidoja pirmās lidmašīnas, dega elektriskās spuldzes. Tomēr, Žils Verns bija 19. gadsimta cilvēks, viņš ticēja zinātnes un tehnikas radošajam spēkam, un tam, ka tās nesīs cilvēcei tikai labu. Varbūt tikai pēdējos darbos Vernam ieskanas drūmākas notis. 20. gadsimta pirmajā desmitgadē pār pasauli savelkas arvien draudīgāki mākoņi – lielvaras gatavojas pasaules pārdalīšanai, viena dzirkstele izraisa Pirmo pasaules karu. Taču vēl pirms kara notiek kaut kas tāds, ko tagad reizēm dēvē par cilvēces nevainības zaudēšanu. Tādā nozīmē, ka cilvēce spēlējas ar savām rotaļlietām: zinātni un tehniku, domājot, ka tur jau nav nekā bīstama. Triecienu tam dod kuģa “Titaniks” katastrofa, kas skaudri pierāda to, ka cilvēks joprojām nav visuvarens un tehnikas sasniegumi var prasīt arī lielus upurus.

Žila Verna nākotne lielā mērā bija tagadnes turpinājums. Ja tagadnē kāds sasniegums deva ko labu, tad nākotnē labums no tā būs daudz reizes lielāks. Tāds ir rakstnieka moto.

Verna līdzgaitnieks un arī pēctecis Herberts Velss bija citādās domās par nākotni. Pēc viņa domām, lai to izprastu, bija jāizpēta pats cilvēks. Ne tikai tas, kāds viņš ir, bet arī tas, kāds viņš ir bijis pasaules pirmsākumos, jāzina tas, kāda ir viņa attieksme pret apkārtējo pasauli, pret citiem cilvēkiem, sabiedrību, pret tās vēsturi. Jāzina, ko viņš gaida no mūžības. Citiem vārdiem sakot, cilvēks nav tikai bioloģiska būtne, viņš ir arī sociāla būtne.

Faktiski Herberts Velss deva fantastikai jaunu ievirzi. Fantastika no ceļojuma nākotnē, kas tikai bagātināta ar zinātnes un tehnikas sasniegumiem, pārvērtās par pārdomām par sabiedrības attīstības ceļiem. Protams, arī pirms Velsa bija tāds žanrs kā utopija, kas sprieda par sabiedrības attīstības ceļiem, taču klasiskajām utopijām nebija nekādas intereses par konkrētu cilvēku likteņiem, tās interesēja sabiedrība kopumā, tāpēc pēc būtības šāda veida literatūra nemaz nebija daiļliteratūra.

Velsa “Laika mašīna” atklāja jaunu lapaspusi fantastikas vēsturē, bet, galvenais, parādīja, ka var būt dažādas fantastikas. Parasti, fantastiku sauc par vienu no literatūras žanriem, radniecīgu detektīvam. Galu galā, abos žanros sākumā ir kāds noslēpums, kas pamazām atklājas lasīšanas gaitā.

Tomēr, šāds dalījums nav īsti pareizs, jau Velss parādīja, ka var būt dažādi fantastikas žanri. Šodien tas jau ir acīmredzams. Eksistē fantastiskais detektīvs, fantastiskā komēdija ir tikpat parasta lieta, kā fantastiskā traģēdija. Eksistē kosmiskā opera. Katrā no šiem žanriem ir sava specifika. Žils Verns nav tik emocionāls, viņš ir darbīgs, viņa varoņi pastāvīgi kaut ko dara, kaut kur dodas, kaut ko izgudro. Žils Verns izglīto lasītāju. Viņa varoņi ir neparasti cēli, vai arī tik pat neparasti nelietīgi. Žila Verna pasaule ir melnbalta, Herberts Velss saprata, ka grāmatās jādarbojas reālākiem cilvēkiem un reāli cilvēki nav tikai slikti vai tikai labi. Viņi ir dažādi. Tāpēc mēs bērnībā ar lielu aizrautību lasām Verna romānus, bet pieaugot atklājam sev Velsu. Velsa varoņu emocijas ir arī mūsu emocijas. Un Velss, protams, ir iedevis nākošajiem rakstniekiem-fantastiem jaunus “spēles noteikumus” fantastikas laukā – galvenās tēmas. Arī šodien tās var atrast praktiski jebkurā mūsdienu daiļdarbā. Tās ir: ceļojums laikā, ceļojums telpā un domas ceļojums. “Laika mašīna” ir ceļojums laikā, “Pasauļu karš” - ceļojums telpā, bet “Ārsta Moro sala” - domas ceļojums. Tēmas ir plašas, to robežas – izplūdušas, taču tās ir reālas. Tās atspoguļo mūsu ilgas un vēlmes: atrast atbildes uz jautājumiem: kas būs rīt un kas bija vakar? Kas notiek okeānu dzīlēs un kosmosa plašumos? Ar ko mums draud visu atklājumu un izgudrojumu summa, kurā tik grūti orientēties?

Kad šīs tēmas atklāj liels rakstnieks, kas raksta galvenokārt par cilvēkiem, tad arī lasītājs asociē sevi ar šiem cilvēkiem un daiļdarbs kļūst par lielo literatūru, kas dzīvo ilgi. Kā Herberta Velsa romāns “Laika mašīna”, lai cik tā mašīna nebūtu arhaiska – Velss to esot  “nozīmējis” no motocikla - , tas tiek lasīts ar interesi vēl šodien. Būtiskas ir tās domas, kas autoram ir bijušas svarīgas.

 Pirmo reizi ceļojumu ideja laikā tika realizēta Aleksandra Veltmana romānā “Aleksandrs Filipovičs Makedonskis. Kalimerosa senči”, kas tika izdots 1836. gadā. Veltmans bija zviedru izcelsmes krievu rakstnieks un arheologs, visai daudzu fantastisku darbu autors. Tomēr šajā romānā varoni pagātnē aiznes fantastisks dzīvnieks – hipogrifs. Iekārta, lai pārvietotos laikā pirmo reizi tiek aprakstīta 1887. gadā Barselonā iznākušajā novelē «El anacronópete», ko sarakstījis spāņu rakstnieks Enrike Gaspars i Rimbau (Enrique Gaspar y Rimbau) . Pēc gada iznāk neliels Herberta Velsa stāsts “Laika argonauti” («The Chronic Argonauts»), bet 1895. gadā jau minētais romāns “Laika mašīna”.

 Ir literāri darbi, kas pilnībā neatsedz varoņu raksturus vai kādas globālas lietas, tā ir īsā proza. Nelieli stāstiņi, kas bieži radīti tīrai izklaidei. Tas nenozīmē, ka tie ir sliktāki vai nevajadzīgi. Ļoti bieži, lai īsā stāstā ieliktu ko tādu, kas neaizmirstas, autors apspēlē  kādu paradoksu, kādas negaidītas beigas. Pati dzīve jau ir paradoksu pilna un, runājot par fantastisko literatūru, kur tad vēl neiztikt bez paradoksiem, kā ceļojot laikā. Ceļojumi laikā ļauj rakstniekiem-fantastiem plaši izmantot paradoksus. Droši vien nevienā citā fantastikas tēmā nav radīti tik daudz īsie un garie stāsti, kuros paradoksi tiek apspēlēti. Fantastiku taču interesē jautājums: “Kas notiks, ja...?” Jau no laika ceļojumu fantastikas klasikas zināmi jautājumi: “Kas notiks, ja es došos uz pagātni un nogalināšu savu vectētiņu? Vai tad es nemaz nenākšu pasaulē? Un, ja tā, tad kas nogalinās manu vectētiņu?” vai arī “Ja es došos uz nākotni un sastapšu pats sevi, vai tas nozīmēs, ka es  eksistēju divos eksemplāros?” un “Ja es izjaukšu vēstures gaitu, vai man izdosies panākt, ka Napoleons uzvar kaujā pie Vaterlo?”

 Velsa Laika ceļotājs dodas uz nākotni, lai saprastu cilvēces attīstības ceļus. Tātad – sociālā fantastika. Bredberijam ir stāsts, kur cilvēks, nonācis pagātnē, nejauši nospiež tauriņu, kas rada jaunu cēloņu-seku ķēdīti, kas viņa tagadnē būtiski izmaina pasauli. Šo virzienu fantastikā var nosaukt par paradoksālo.

Ir arī trešais novirziens – piedzīvojumu fantastika – un ceļojumi laikā ir slaveni ar savām bezgalīgajām iespējām veikt visdažādākos piedzīvojumus: cīnīties ar Romas leģioniem vai nākotnes kosmiskajiem bandītiem, vai arī piespiest vikingus veikt jūras braucienu uz Grenlandi un vispār – atklāt Ziemeļameriku, kā tas notiek Harija Harisona romānā “Fantastiskā sāga”.

 Lūk, arī no šiem trim virzieniem šodien sastāv laika ceļojumu fantastika.

Jāsaka, ka ir principiāla atšķirība, ja jāceļo uz nākotni vai pagātni. Var jau, protams, neiedziļināties tēmā tehniski un vienkārši veikt ceļojumus turp un atpakaļ ar ierīci, ko sauc par laika mašīnu. Var pat bez tās – izmantojot tikai iztēli kā Džeka Fineja romānā “Starp diviem laikmetiem”. Tomēr, izskatīsim šīs lietas sīkāk.

 Pagaidām reāli iespējams ceļot nākotnē tīri teorētiski:

  1. fiziskā ceļā, ja neskaitās, ka mēs jau visi ceļojam nākotnē, dzīvojot savas dzīves ar tādu pašu ātru, kā iet laiks, to iespējams veikt, kustoties ar ātrumu, kas tuvs gaismas ātrumam, jo lielāks ātrums, jo lēnāk iet laiks. Tātad, izmetot kādu loku ar milzu ātrumu, mēs varam nokļūt tālā zemes nākotnē;
  2. otra iespēja, atrasties superaugstas gravitācijas ietekmē, piemēram “melnā cauruma” tuvumā, mēģinot tajā neiekrist;
  3. bioloģiskā ceļā nākotnē var nonākt, iesaldējot sevi ar domu, ka nākotnē tevi izdosies atsaldēt;
  4. vēls viens netiešs ceļš – atstāt savu DNK un ģenētiskā koda datus, lai nākotnē tevi atkal “atjauno”, tikai šajā gadījumā – vai klons būs tas pats cilvēks, principā jau drīz būs iespējams ierakstīt arī visu informāciju, kas ir tevī un tad atstāt arī to.

Tomēr, viss tas ir teorētiski un, galvenais, atpakaļceļa nav, visas šīs metodes neparedz atgriešanos. No fantastikas viedokļa – nav īpaši interesanti.

Arī nokļūšana pagātnē iespējama tikai tīri teorētiski:

  1. var izmantot teorētiski iespējamās tārpejas jeb kurmjejas – tuneļus, kas savieno atsevišķus, tālus visuma fragmentus. Ja kaut kā var ātri savienot ejas vienu galu ar otru, kamēr tajā atrodas laika ceļotājs, tad viņš var nonākt galā agrāk, nekā sācis savu ceļojumu, tomēr teorija saka, ka kurmjeja aizvērsies ātrāk, nekā notiks ceļojums, ja to izdosies novērst, tad gan, vismaz Einšteina relativitātes teorija tārpeju eksistenci neapstrīd;
  2. 1936. zinātnieks van Štokums esot atklājis, ka ķermenis, kas griežas ap masīvu un bezgalīgi garu cilindru, nokļūst pagātnē, vēlāk F. Tiplers pieņēma, ka to var izdarīt arī, ja cilindra garums ir galīgs. Tas saistās ar kosmisko stīgu teoriju, it kā viena, tāda jau esot atklāta, taču tas jāpārbauda, turklāt stīgu mākslīga radīšana jau ir pavisam cits jautājums;
  3. tajā pašā laikā ir iespējams vērot pagātni, nekur nebraucot. Zvaigznes, kuras mēs redzam taču ir tādas, kādas tās ir bijušas tad, kad tās izstaroja gaismu, kas pašlaik ir nonākusi līdz mums, tātad ir iespējams, nogādāt pietiekoši tālu kādu teleskopu un no tā vērot, kāda izskatījās zeme tālā pagātnē, tas ir, izveidot tā saukto Doiča-Politcera laika mašīnu.

 Tas, ka laika mašīna pagaidām ir tikai zinātniskās fantastikas sfēra, nozīmē arī to, ka ir vesela rinda faktu, kas it kā liecina par to, ka ceļot laikā nav iespējams. Apskatīsim tos:

  1. laika ceļojumi, bez šaubām, izjauks cēloņu-seku ķēdi, tā kā tas nenotiek, tad tas liecina, ka neviens laikā neceļo;
  2. teorētiski pieņemt ceļojumus laikā var izdomāt visādus paradoksus, kas liecina par to, ka reāli tas nenotiek: jau iepriekš tika minēts, ka nav iespējams nogalināt savu vectētiņu, arī pats sevi tu nevari nogalināt pagātnē, jo tad nav skaidrs, kurš ko nogalina, ja tev tagadnē ir brīva griba, bet pagātnē nav, vai tas neliecina, ka ceļot pagātnē nemaz nav iespējams?
  3. Ja laika mašīna tiks izgudrota nākotnē, vai tas nenozīmētu to, ka mums apkārt staigātu daudz laika ceļotāji, vismaz kādu jau atklātu, taču, kaut kā nav novērots, tāpēc, vai vispār ceļojumi laikā notiek.

Tomēr, par spīti tam, laika mašīnas un laika ceļojumu ideja fantastikā ir tik aizraujoša un dod tik daudz iespēju veidot visdažādākos sižetus, ka domājams, šī deja dzīvos, kamēr vien cilvēkus interesēs fantastika.

Lai padarītu fantastikas daiļdarbu ticamu un apietu visus iepriekš minētos un neminētos paradoksus, rakstniekiem nākas izdomāt visādus ierobežojumus, kas padarītu ceļojumus laikā iespējamus.

Šīs metodes ir visai sīki aprakstītas Pola Nahina grāmatā “Time Machines: Time Travel in Physics, Metaphysics, and Science Fiction” (Laika mašīnas: laika ceļojumi fizikā, metafizikā un zinātniskajā fantastikā). Atsevišķi problēmu risinājumi aprakstīti Vikipēdijas lapā, kas veltīta ceļojumiem laikā.

  1. Notikumu secība ir nemainīga:

a) ceļojumi pagātnē ir vadāmi, taču ne ar kādām darbībām nav iespējams mainīt vēsturi. Kā piemērs var kalpot Jurija Ņesterenko garstāsts “Rillena Lī kļūda” - “Ja kāds fakts jau eksistē laikā, tad lai kā jūs arī necenstos to mainīt, jūsu pūļu rezultāts būs tieši šis fakts.” Tādu parādību anglis Džons Vindems ir nosaucis par “hronoklazmu”. L. Lagina grāmatā “Zilais cilvēks” (1964.) galvenais varonis – padomju bērnu nama audzēknis 1959. gadā daudz iespaidojas no vecas pasniedzējas-komunistes, pats nokļuvis pagātnē, 1894. gadā, viņš savukārt , iejaucas un  izaudzina deviņus gadus vecu meiteni par revolucionāri, viņa izrādās tā pati vecā pasniedzēja. Kaut kas līdzīgs aprakstīts Fraja “Paradoksā”, cilvēks dodas uz pagātni un kļūst pats sev par vectēvu. Jau minētajā Harija Harisona romānā “Fantastiskā sāga” vikingi 11. gadsimtā atklāj Ameriku tikai tāpēc, ka bankrotējusi kino kompānija iegūst iespēju “natūrā” uzņemt filmu par to, kā vikingi atklāj Ameriku. Interesanti, ka romāna beigās kino bosiem rodas jauna ideja, doties uz seno Palestīnu, uzņemt filmu par Jēzu Kristu...

b) ceļojumi pagātnē ir nevadāmi. Maikla Mūrkoka ciklā “Laika gals”, mēģinot izjaukt cēloņu-seku ķēdi, ceļotājs automātiski atgriežas savā laikā, bet Sergeja Lukjaņenko “Dzelteno kuģu ostā” laika ceļojumu rezultātā rodas “plaisas laikā”, kas pēkšņi un neparedzami pārnes atsevišķas telpas daļas pagātnē vai nākotnē;

c) ceļojot laikā, ceļotājs ceļo arī telpā. Piemēram, pārvietojoties 1 gadu pagātnē, ceļotājs automātiski pārvietojas 1 gaismas gadu tālu no vietas, kur startējis, rezultātā, viņš nespēj mainīt neko. No tā izriet, ka ceļot laikā ir iespējams tikai caur tārpejām, tas ir īpaši izliektām telpas-laika zonām.

2. Notikumu secību var mainīt:

a) katrs ceļojums laikā rada jaunu realitāti, tāpēc paradoksiem nav vietas. Vecajā realitātē nekas nemainās, izņemot to, ka laika ceļotājs bez pēdām pazūd. Tā, vectētiņa nogalināšana radīs jaunu realitāti, kurā ceļotājs nemaz nepiedzims, jo viņa vectētiņš tiks nogalināts; tajā pašā laikā turpinās eksistēt arī vecā realitāte, kurā ar vectētiņu nekas nenotiks;

b) iepriekšējā variants: jauna realitāte parādās izmaiņu rezultētā, bet ar laiku atkal saplūst ar veco, visām izmaiņām dabiskā ceļā izbeidzoties. Tādā veidā, vēsturē parādās, nevis ceļa sadalīšanās, bet tikai paralēls posms, kas ar laiku pievienojas iepriekšējam ceļam. Kā piemērs var kalpot varones nāve filmā “Laika mašīna” (“Time machine”). Kaut gan no mūsdienu fizikas viedokļa savienot vairākas pagātnes vienā nākotnē izklausās nereāli;

c) katrs ceļojums pagātnē momentā “pārraksta” veco realitāti jaunā realitātē. Cilvēki un priekšmeti no vecās realitātes bez pēdām pazūd (ja tikai viņi neeksistē arī jaunajā realitātē) vai izmainās (ja viņi tajā eksistē):

1) pats ceļotājs laikā nemainās. Kā piemērs var kalpot Aizeka Azimova romāns “Mūžības gals”. Fantasts Larijs Nivens izteica ideju, ka šajā gadījumā realitāte mainīsies tik ilgi, kamēr nesasniegs tādu stāvokli, kurā ceļojumi laikā vispār nekad netiks atklāti. Tādu stāvokli var saukt par stabilu un tā arī notiek “Mūžības galā”:

2) “pārrakstīšana” var iespaidot arī pašu laika ceļotāju, kā tas notiek Jurija Ņesterenko stāstā “Hipokrata zvērests”. Mainās arī ceļotāju atmiņas un viņi pat nepamana to, ka izmainās apkārtējā pasaule, un to, ka vispār kaut kas mainās;

3) “pārrakstīšana” var nebūt momentāla, bet notikt tikai pēc kāda laika. Tāds variants tiek rādīts filmā “Atpakaļ nākotnē”. Pēc šīs teorijas cilvēks, kas dodas uz pagātni un padara savu dzimšanu par neiespējamu, pēc kāda laika pazūd, turklāt, nevis viņa dubultnieks, bet viņš pats.

3. Notikumu secību var mainīt, bet tikai zināmās robežās: tikai tad, ja notikumu maiņa neiespaido pašu laika ceļotāju. Tā, ceļotājs laikā nevar nogalināt savu vectēvu, vai arī izrādīsies, ka viņa vectēvs īstenībā ir bijis cits cilvēks. Viņš arī nevar izmainīt tos notikumus, par kuriem viņš zina, ka tie ir notikuši. Roberts Hainlains romānā “Durvis uz vasaru” attīsta šo ideju: viņam ceļotājs laikā ir brīvs savās darbībās, taču viņu ierobežo sava veida “negatīvās, apgrieztās saites” - ar viņu principā nevar notikt nekas tāds, kas padarītu par neiespējamu jau notikušo notikumu rindu, neatkarīgi no tā, vai šie notikumi ir notikuši pagātnē vai nākotnē no dotā brīža. Rezultātā, no pagātnes var izmainīt nākotni, bet tikai to, kas ceļotājam arī tagadnē ir nākotne.

4. Notikumu secību var mainīt, bet laika ceļotāji to vienkārši nedara. Vēl viens iespējams sižeta pagrieziens ir uzrakstīt kādu darbu par pagātni vai nākotni, kurā laika ceļotājs ir tikai vērotājs, kas ir klāt kaut kādos notikumos, lai par tiem pastāstītu mums. Īstenībā šeit tikpat labi iederas arī variants, kas notikumus nevar mainīt. Kaut gan šeit veidojas zināms paradoks, jo jebkura laika ceļotāja parādīšanās citā laikā tur kaut ko maina, pat tad, ja viņš nemēģina neko mainīt.

Protams, rakstnieki nebūtu rakstnieki, ja necenstos kaut kā apiet visus ierobežojumus, kas augstāk ir tikuši minēti. Piemēram, par zināmajiem vēstures notikumiem, kurus laika ceļotājs nevar mainīt. Vēsture nekad nav bijusi dogma, vienmēr tiek uzzināti vai nāk atklātībā fakti, kas maina mūsu priekšstatus par to, kas ir bijis, citi fakti atkal tiek iznīcināti. Respektīvi, mēs nekad ar 100% pārliecību nevaram zināt par kaut ko, ka tas tiešām tā ir noticis. Ir lauks fantāzijai!

Piemēram, kā rakstnieki tiek galā ar pieņēmumu, ka laika mašīnu nav iespējams izgudrot, pretējā gadījumā mūsu pasaulē mēs sastaptu daudzus ceļotājus laikā:

1) tiek pieņemts, ka nākotnē ceļojumi laikā ir aizliegti, bet tie cilvēki, kas tomēr nonāk mūsu laikā, cenšas būt pēc iespējas nemanāmāki, jo ir pārkāpuši likumu, kā piemērs, Pāvela Asa un Nestora Begemotova “”Štirlics jeb Uz priekšu pagātnē”;

2) vēl pēc vienas hipotēzes, ceļot pagātnē var tikai līdz laikam, kad tiek izgudrota laika mašīna, bet ne agrāk. Un tas fakts, ka mums apkārt nestaigā laika ceļotāju bari, liecina tikai par to, laika mašīna vēl nav izgudrota, nevis par to, ka ceļojumi pagātnē nav iespējami;

3) ceļojumi pagātnē nav aizliegti un laika ceļotāju mūsu pasaulē ir daudz, taču viņi nevar vai visdrīzāk negrib te ko mainīt, jo vienīgais rezultāts tam būs realitāšu pavairošana, kas neļaus laika ceļotājam vairāk atgriezties tajā realitātē, no kurienes viņš ir ieradies. Tādā veidā pagātnes mainīšanai vispār nebūs nekādas jēgas, izņemot gadījumus, ja vajadzīgā realitāte netiek speciāli projektēta. Tāds variants tiek apskatīts, piemēram, Alekseja Mahrova romānā “Laiku virpuļos”.

Un tomēr, kā tad īsti ir ar iespēju kādreiz patiešām atgriezties pagātnē vai ceļot uz nākotni. Cik tas var izrādīties reāli no mūsdienu zinātnes viedokļa?

Apmēram pirms gada divi krievu zinātnieki: Irina Arefjeva un Igors Volovičs izteica iespēju, ka Lielajā hadronu kolaiderā (LHK) var izveidoties pasaulē pirmā laika mašīna. Protams, tikai mikropasaules līmenī un tomēr, zinātnes pasaulē tā bija visai aizraujoša ziņa. Žurnāla “Tehnika – molodeži” šī gada marta numurā ir publicēta intervija ar fizikas-matemātikas zinātņu doktori, profesori, V.A. Steklova Matemātikas institūta vadošo zinātnisko līdzstrādnieci Irinu Arefjevu.

Mēģināšu, cik būs iespējams, interviju pārstāstīt, jo tas, par ko šeit tiks runāts, arī man ir vistīrākā ķīniešu ābece.

Tiešām, pirms gada abi zinātnieki izteica hipotēzi, ka LHK var veidoties laika mikromašīnas, ja dabā varētu eksistēt TeV-gravitācija. Tas ir, gravitācija, kas pārsniedz 10 divpadsmitajā pakāpē elektronvoltus. Vienā vārdā – vienu teraelektronvoltu. [ Viens elektronvolts ir enerģija, kas nepieciešama, lai pārnestu elektronu elektrostatiskā laukā starp punktiem, kuru potenciālu starpība ir viens volts.] LHK enerģija ir ļoti tuva vajadzīgajam lielumam, lai mēs novērotu laika mašīnas izpausmes. Daudzi zinātnieki  raugās skeptiski uz laika mašīnas ideju, taču neviens vēl nav spējis pierādīt, ka tāda principā nevar eksistēt dabā. Tāpēc tika ieviests Hokinga hronoloģiskās cenzūras princips – visi vispārējās relativitātes teorijas vienādojumi, kuru atrisināšana pieļauj laika mašīnas rašanos, tika aizliegti. Konservatīvos fiziķus var saprast, jo laika mašīnas eksistence ved pie paradoksiem.

Viens no tiem ir jau iepriekš minētais “vectēva paradokss”. Rodas jautājums, vai šo situāciju var izanalizēt no matemātikas viedokļa. Matemātiski tas skanētu tā: Košī uzdevums diferenciālajiem vienādojumiem neglobalajās, hiperboliskajās daudzveidībās. Atbildi mēs iegūstam šādu: ja parastais uzdevums plakanā telpā-laikā tiek uzstādīts brīvi izvēlētiem izejas datiem, tad šeit Košī uzdevumu var atrisināt tikai pie konkrētiem izejas datiem. [Košī uzdevums ir viens no galvenajiem diferenciālvienādojumu teorijas uzdevumiem, kas paredz tāda risinājuma atrašanu, kas apmierina sākuma nosacījumus.] Ja to visu pārvērstu parastā cilvēku valodā, tad varētu teikt tā – savu vectēvu jūs nespētu nogalināt, jo jūsu priekšā obligāti rastos nepārvaramas grūtības.

Kas tad ir TeV-gravitācija, kas nepieciešama laika mašīnas radīšanai?

Parastā, Zemes jeb Ņūtona gravitācija darbojas četrās dimensijās: trīs telpiskajās un laikā. Līdz ar TeV-gravitāciju šīm dimensijām pievienojas vēl citas, kaut gan ļoti sīkas, garums apmēram 10 mīnus 17 pakāpē centimetru. Tāpēc starpību starp abiem gravitāciju veidiem mēs varam izprast tikai mikropasaulē, tomēr šīs supermazās dimensijas jūtami maina fizikas likumus. Mūsu pasaulē Vispasaules gravitācijas likums skan tā: gravitācijas spēku lielums starp diviem ķermeņiem ir proporcionāls abu ķermeņu masām un apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp šiem ķermeņiem. Taču daudzdimensiju pasaulē tas ir apgriezti proporcionāls attālumam otrajā plus n pakāpē, kur n ir papildus dimensiju skaits.

Laika mašīna, par kuru mēs runājam ir cieši saistīta ar tā sauktajām “kurmjejām”, bet tās attiecas uz ceļojumiem pagātnē.

Vai tas nozīmē, ka ar paātrinātāju var doties pagātnē pie dinozauriem?

Te ir vairākas problēmas. Tā kā runa ir par paātrinātāju, tad mēs runājam par mikropasauli. Pagaidām teorētiski var runāt par informācijas nodošanu pagātnē. Laika mašīna matemātikas valodā ir saistīta ar neglobālo, hiperbolisko daudzveidību teoriju. Lūk, tas ir jautājums – kā matemātikas valodā pārcelt teicienu “nokļūt pie dinozauriem”?

Matemātikā mēs esam pieraduši diferenciālvienādojuma atrisināšanai dot izejas datus, tā saucamais Košī uzdevums.  Neglobālo, hiperbolisko daudzveidību teorijas uzdevumus mēs nevaram atrisināt ar brīvi izvēlētiem izejas datiem. Tas ir, ja pat mums izdosies nokļūt pagātnē, mēs tur daudz ko nespēsim izdarīt. Pat vienkāršāko laika mašīnu piemēros un pagaidām ir pētītas tikai tādas.

Kādas elementārdaļiņas var tikt izmantotas tādā laikā mašīnā?

Tādas, kuru enerģija ir lielāka par vairākiem TeV.

Doktors Braiens Kokss no Mančesteras universitātes ir teicis par jūsu atklājumu, ka visu kosmisko staru enerģija, kas nonāk uz Zemes ir lielāka par to, ko spēj radīt LHK. Pēc loģikas, laika ceļotājiem no citurienes jau bija jābūt šeit.

Bet... kosmiskajos staros tika atklāti pozitroni, mioni, neitrino oscilācijas. Taču tur viss starojums ir izkliedēts, tāpēc visi pēdējie sasniegumi elementārdaļiņu jomā ir veikti paātrinātājos.

Pieņemsim, ka laika mašīna eksistē. Uz kādu laiku pagātnē varētu ceļot subatomu daļiņas?

Jautājums ir ļoti vienkāršs. Sareizināsim 10 mīnus 17. centimetrus ar gaismas ātrumu un iegūsim 3x10 mīnus 28. sekundes. Tas ir diezgan liels laika sprīdis, ja atceramies, ka mazākais laiks, ko var izmērīt, ir 10 mīnus 44. sekundes.

Vai LHK jauda pietiks, lai tajā radītu laika mašīnu?

Sarežģīts jautājums. Visai saistīts ar iespēju, ka LHK var rasties “melnais caurums”. Mūsu darbā mēs pieņemam, ka melno caurumu un kurmjeju rašanās ir vienas kārtas procesi. Kaut arī LHK ir uz robežas ar nepieciešamo jaudu, mēs tomēr vairāk ceram uz nākošās paaudzes paātrinātāju Starptautisko Lineāro Kolaideru (SLK).

Kādiem jābūt paātrinātāja parametriem, lai galīgi atrisinātu jautājumu par laika mašīnu?

Diezgan konkrētu atbildi varētu dabūt, ja varētu novērot 100 TeVu gravitāciju. Tātad daļiņas būtu jāpaātrina līdz enerģijai 100TeV. Bet, ja fiziķi nolemtu uzbūvēt kolaideru, kas būtu vērsts tieši uz laika mašīnu meklēšanu, pietiktu arī ar 10 TeV.

Profesors Deivids Doičs no Oksfordas universitātes saka, ka jūsu hipotēze ir drosmīga, bet bezjēdzīga. Viņš netic, ka jūsu piedāvātais laika mašīnas mehānisms strādās. Ko jūs uz to sacītu?

Mūsu teorijas nav pretrunā ar teorētiskās fizikas principiem. Vai nu jāpiekrīt “cenzūras principam”, vai arī jācenšas saprast, kas te notiek. Iespējams, ir jāizstrādā jauna teorija, kura sevī ieslēgtu Einšteina teoriju.

Pirms desmit gadiem tika izteikts pieņēmums, ka paātrinātājos var rasties melnie caurumi. Toreiz arī bija daudz kritikas. Tagad lielākā daļa speciālistu piekrīt tam, ka caurumi var rasties un notiek to plānveida meklēšana.

Tagad zinātnieki izskata iespēju uzbūvēt Starptautisko Lineāro kolaideru. Kāda ir iespāja, ka laika mašīna radīsies tur un ar ko tā atšķirsies no LHK mašīnas?

SLK būs vieglāk pārbaudīt, vai eksistē TeV-gravitācija. Tas arī būs ērtāks instruments, lai pētītu veselu virkni parādību: branas, melnos caurumus, laika mašīnas utt.

[Brana ir fundamentāls fizisks objekts stīgu teorijā. Šajā teorijā punktveida daļiņu vietā tiek apskatītas tā sauktās kvantu stīgas un šī teorija cenšas apvienot relativitātes teoriju ar kvantu fiziku. Tā kā Arefjeva droši vien nav šīs teorijas piekritēja, tad viņa nevēlējās tajā iedziļināties.]

LHK notiks protonu sadursmes, tā kā tiem ir visai sarežģīta struktūra (kā kartupeļu maisam): partoni, glioni, kvarki, Partoni ir hipotētiskas kvazidaļiņas – struktūras elementi stiprās iedarbības elementārdaļiņām. Vispār, ja iedomājas, ka šāds “kartupeļu maiss” tiek paātrināts līdz enerģijai 7 TeV, iegūstot sadursmē 14 TeV – un ja maisā būs 10 “kartupeļi”, tad katrs saņems 1,4 TeV. Tā būs visai “netīra” reakcija.

SLK būs daudz vienkāršāk te notiks vienkāršu elektronu un pozitronu sadursmes. Tātad eksperimenti būs tīrāki.

Kādas daļiņas labāk spēs izmantot kurmjejas?

Domāju, ka vienkāršākās: elektroni, neitrino. Un noteikti punktveida daļiņas. Protons sastāv no kvarkiem un tur ir sarežģītāka struktūra. Ideāli, ja daļiņa kustētos ar ātrumu, kas tuvs gaismas ātrumam, tāpēc jo spēcīgāks paārtinātājs, jo labāk.

Ja kādreiz cilvēki spēs uzbūvēt miljons TeV-u kolaideru, tad kāda tur veidosies laika mašīna?

Viss atkarīgs no tā, vai tur būs papildus dimensijas un cik lielas. Viens miljons TeV ir liels skaitlis, bet arī tas nav tuvu Planka enerģijas mērogam (10 deviņpadsmitajā pakāpē TeV). Ja papildu dimensijas neparādīsies, tad mēs darbosimies standarta modelī un vienīgais, varbūt parādīsies superpartneri – jauna daļiņu dzimta, kas atšķirsies no citām ar to, ka tām spīns būs par ½ savādāks, kā to paredz supersimetrijas teorija, kas ar to varētu tikt pierādīta. [Planka enerģija savukārt ir fiziska konstante, kas vienāda ar Planka masas reizinājumu ar gaismas ātrumu kvadrātā. Savukārt Planka masa ir masa daļiņai, kuras Švarcšilda rādiuss un komptona viļņu garums ir vienāds. Ja jūs nesapratāt, par ko ir runa, tad daudz nebēdājieties, es jau arī nesaprotu.].

Cita lieta, ja papildus dimensijas eksistē. Iespējams, ka ar LHK un SLK tās nemaz neizdosies novērot, taču 1 miljons TeV var mums palīdzēt.

Ja kādreiz izdosies uzbūvēt kolaideru, kura jauda būs salīdzināma ar Planka lielumiem tad, ko varētu redzēt zinātnieki?

Mums ir zināms priekšstats par to, kādi likumi strādā Planka mērogos. Piemēram daudzi cilvēki tic superstīgu teorijai, kas paredz papildus dimensijas. Mēs domājam, ka Planka fizika sāka darboties jau līdz ar Lielo sprādzienu, taču kas bija pirms tam – ir milzīgs jautājums. Tomēr, ja mūsu rīcībā būtu tāds paātrinātājs, tad mēs novērotu procesus, kādi noritēja tūlīt pēc Lielā sprādziena. Mēs varētu ieraudzīt pat visas vissīkākās dimensijas, kādas vien ir.

Vai no teorētiskās fizikas pozīcijām uz Zemes varētu uzbūvēt laika mašīnu, kuru varētu lietot, ne vien elementārdaļiņas, bet arī cilvēki?

Te eksistē daudzi pieņēmumi. Es domāju, ka nē. Laika mašīnai ir vajadzīgi spēcīgi gravitācijas lauki pietiekoši lielos attālumos. Cita lieta – kosmosā, īpaši, ja tur jau eksistē kurmjejas - “mikrovārtiņi” ceļojumiem laikā.

Vai kurmjeju var palielināt tā, ka pa to varētu izlīst cilvēks?

Pēc vispārīgās relativitātes teorijas sanāk, lai eksistētu kurmjeja, ir jābūt kādai speciālai substancei, kas izjauc matērijas enerģijas pozitīvās īpašības. Iespējams, ka tā varētu būt saistīta ar tumšo enerģiju, kuru pašlaik cītīgi pēta. Ir divas hipotēzes: pirmā, “garlaicīgā” - pēc kuras tumšā enerģija ir tikai kosmoloģiska konstante, otrā – kas saka, ka tas ir dinamisks jēdziens. Kam taisnība, nav zināms, vēl ir jāpēta. Taču tumšajai enerģijai piemīt mums vajadzīgās īpašības. Ja izdotos to “iepumpēt” kurmjalā, tad izdotos alu paplašināt.

Vēl pastāv iespēja izmantot Kazimira efektu. Citiem vārdiem sakot, neuzlādētu vadītāju savstarpējo pievilkšanos kvantu fluktuāciju iespaidā vakuumā. Tas ir, fiziskā vakuuma enerģētiskās svārstības, kas rodas no tā, ka tajā visu laiku rodas un pazūd virtuālās daļiņas.

Kādiem parametriem jāatbilst nākotnes paātrinātājiem, lai tur izdarītie atklājumi pārvērstu mūsu priekšstatus par apkārtējo pasauli tāpat kā to savā laikā izdarīja Einšteina relativitātes teorija?

Einšteina gravitācijas teorija balstās uz pieņēmuma par četrdimensiju visumu: trīs telpas dimensijas un laiks. Ja mums izdotos pierādīt, ka eksistē vēl citas dimensijas, tas atstātu lielu iespaidu uz cilvēku prātiem.

Mums ir superstīgu teorija. Pēc sava dziļuma un oriģinalitātes tā ir ne mazāk svarīga par Einšteina teoriju, tomēr tā ir tikai teorija uz papīra. Tā dod kopējos rāmjus Planka fizikai. Modernie paātrinātāji nedod iespējas, lai to pierādītu. Taču nekas nav neiespējams, agrāk teorētiķi “uz papīra” atklāja W-bozonu, vēlāk to atrada arī ar paātrinātāju. Tagad no jaunajiem paātrinātājiem mēs gaidām apstiprinājumu tam, ka eksistē TeV-gravitācija, vai ir papildus dimensijas. Lai kāda nebūtu atbilde, tā dos jaunu impulsu teorētiskajai fizikai. Nav taču jēgas izvirzīt hipotēzes, kuras nav iespējams pārbaudīt praksē.

Mūs priekšā stāv pasaules visaktuālākie jautājumi: kāpēc mēs dzīvojam četrdimensiju visumā, kāpēc mēs no turienes neaizlidojam augstākās dimensijās? Kvantu gravitācija un superstīgu teorija mums saka, ka eksistē milzums Visumu ar dažādām īpašībām, kas vēl ir jāatklāj.

Ir vēl daudz un dažādu jautājumu. Piemēram, visi no skolas zina, ka eksistē vispasaules gravitācijas likums. Taču pašlaik tas eksperimentāli ir apstiprināts tikai attālumos, kas lielāki par 0,3 mm. Vai tas ir pareizs arī mazākos attālumos, neviens nezina.

Mēs dzīvojam interesantā laikā – mums ir ko gaidīt no nākošajiem eksperimentiem.

 Literatūra:

izmantoti materiāli no fantastikas krājuma “Laika patruļa”, izdevniecība “Mir”, 1985. gads. Kira Buličeva priekšvārds; Vikipēdijas šķirkļa par ceļojumiem laikā un Vadima Memova intervijas ar zinātnieci Irinu Arefjevu no žurnāla “Tehnika – molodeži” 918. numura.