Физики провели эксперимент в лаборатории и выяснили неожиданное

Евгений АРСЮХИН

Ученые на мгновение разрушили привычное нам пространство-время в ходе уникального эксперимента.

Ученые поставили невероятно тонкий эксперимент, в котором на мгновение разрушили привычное нам пространство-время. Научный мир поражается изощренности экспериментаторов и толкует о том, что открытие позволит создать невероятно мощные компьютеры, которые заранее предугадывают, что ты собираешься подсчитать. А мы попытаемся простыми словами рассказать, о чем же, собственно, сыр-бор.

МЕЧТА О МАШИНЕ ВРЕМЕНИ

Эйнштейн убедил нас, а мы, как попугаи, повторяем: мы все живем в четырехмерном пространстве. Длина, ширина, высота, и… время. Вот только загвоздка. Мы можем передвигаться по длине и ширине (прямо сейчас переставлю стул, и передвинусь), немного сложнее путешествовать по высоте (хотя прыгать почти каждому под силу), а вот с временем так не получается. Длина-ширина-высота словно "вморожены" в поток времени, и время нас несет. Еще Платон говорил, что нет никакого времени, что это иллюзия, и боги смотрят на вещи цельно, видя и начало, и конец всего на свете. Но человек – раб времени, ему не дано.

При этом прямо здесь и сейчас нагло игнорируют время, например, фотоны. Свет, который падает в ваши глаза, из фотонов и состоит. Они движутся – правильно, со скоростью света, а раз так, время для них остановилось. Ведь время течет тем медленнее, чем быстрее вы движетесь, а при скорости света останавливается вовсе. С точки зрения фотона он – вечен, с вашей точки зрения он родился микросекунду назад в лампочке и уже пропал, поглотился в вашем глазу. Чушь какая-то.

Серьезные физики добавят безумства: многие элементарные частицы преспокойно путешествуют во времени, то есть сначала умирают, потом рождаются. Более того, без такого пердимонокля современная физика была бы невозможна, она на этом стоит. И существуют эти элементарные частицы не где-то на лабораторном столе, а прямо тут, в вашей одежде, в воздухе, в вашем теле, везде.

Тем не менее, нас уверяют, что никогда мы по времени гулять не отправимся, что это запрещено, сидите себе, и радуйтесь тому, что есть сейчас. Но так ли это?

САМЫЙ МОЩНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ В ИСТОРИИ

В 1803 году Томас Юнг поставил опыт, который по праву называют самым мощным экспериментом в истории физики. Космические корабли, смартфоны и ядерные реакторы – все это, как в зародыше, спрятано в этом опыте. Но сам Юнг, конечно, ничего такого не планировал. Он взял две тонкие щели, и пропустил через них солнечный свет. На экране вместо изображений двух щелей он увидел сложную картину темных и светлых полос. Он понял, что свет представляет собой волну. Полоски – это гребни и впадины волны.

Настоящая веселуха, однако, началась в ХХ веке, когда физики сумели пропустить через две щели не просто поток света, а отдельный фотон. Казалось бы, фотон пройдет или через одну щель, или через другую, он же один. Не тут-то было! Фотон, видя, что перед ним две щели, тут же превращался в волну и взаимодействовал сам с собой. То есть он "понимал", что готовят ему экспериментаторы. Так-то логично: как бог Платона, который смотрит на мир вне времени, фотон, конечно, заранее "знает", что вот, будет эксперимент. Что ему предложат две щели. И что ему надо умудриться пройти через обе. Но это означает, что фотон… мыслит? Так родилась современная квантовая механика, странная наука, без которой, однако же, не было бы у нас ни интернета, ни смартфонов. Мы не понимаем сути квантовой механики, но вовсю пользуемся ее плодами.

Квантовая механика - странная наука, но без нее не было бы ни интернета, ни смартфонов, ни многих других достижений современного мира.

ВЫМАНИТЬ ЗВЕРЯ ИЗ ПЕЩЕРЫ

А что, если взять, и перехитрить фотон? Ввести в эксперимент Юнга новый фактор, время, и заставить "вечный" фотон играть по правилам нашего мира? Именно это провернули физики из Имперского колледжа в Лондоне.

Итак, вот две щели, фотон готовится их пройти. Но, едва он вылетел, сначала исчезает одна щель, потом вторая. Излишне говорить, как это сложно проделать. Тут даже не микросекунды, для таких отрезков времени и слов-то нет. Но – смогли. И?

Фотон заметался. Он сначала видит две щели, создает себе план действий, и тут бац – осталась одна. Фотон и тут не тушуется, меняет план по ходу пьесы. Но еще одна неприятность, бац – и ни одной щели! Что же получилось?

Все вышло в точности, как говорит квантовая механика. Фотон пытался пройти через щели, как будто их не убрали. Он-то щели увидел и приготовился, а перестроиться не успел. То есть он протискивался через щели, которых уже не существовало. Это все равно как: была дыра в заборе, и все в нее лазили, натоптали тропинку. Дыру заделали, а народ все равно топает по тропинке к несуществующей дыре.

Единственная неожиданность: фотон оказался тугодумом. Он реагировал на новшества медленнее, чем предсказывала теория.

Таким образом, мы "выманили зверя (фотона) из пещеры вечности", где нет времени, и дали ему понять, что время вот оно, существует. А это – полный эквивалент ситуации, как если бы нам, живущим в потоке времени, его бы взяли, и остановили. Или обратили поток времени вспять. То есть физики построили машину времени для фотона!

И ЧТО ДАЛЬШЕ?

Впервые ученые разрушили единую ткань пространства-времени, это факт. Поразительно, но сделали они это с помощью опыта, идея которого появилась еще в 1803 году. Конечно, технологии не сравнить, но замысел-то прежний.

И что теперь с этой разрушенной тканью делать? Есть быстрые последствия. Способ молниеносно убирать щели применят в квантовых компьютерах. Быстродействие таких машин и без того невероятно, а тут просто космос какой-то открывается. Возможно, мы наконец научимся точно предсказывать погоду. Пока компьютеры не справляются с этой задачей, много данных, машины медленные.

Чуть позже наука попробует обращать время вспять или останавливать его не для фотонов, а для нас. В 2019 году российские ученые из МФТИ проделали подобное другим способом: они заставили квантовый компьютер создать систему, живущую "в обратном порядке", от смерти к рождению. То, что наука подбирается к созданию машины времени с разных сторон, говорит о том, что ее, безусловно, создадут.

Хочется слетать в прошлое и посмотреть на себя, детсадовца? Желание понятное, но бонусы ожидаются и покруче. Поскольку пространство и время тесно связаны, станут реальностью молниеносные перемещения куда угодно, вечная жизнь, и решение всех мировых проблем вроде голода и болезней, поскольку человека, живущего вне пространства-времени, уже трудно назвать человеком. Это некое эфирное создание, как у Циолковского. А эфирные создания не болеют, и есть не хотят.