Физика времени

Для нас закрыта только та область прошлого, которая лежит вне этого конуса. О событиях, которые там разыгрываются, мы в данный момент не можем знать ничего. Мы и сами там не были, не был там никто другой, с кем мы сейчас и здесь могли бы говорить, и даже лучи света оттуда не приходят.

Можно сказать, что имеется непроницаемый барьер, который заслоняет от нас область прошлого вне конуса, ограниченного светом. Это то, что в физике называют горизонтом событий. Это горизонт всякого знания о прошлом.

Классическая механика с ее бесконечными скоростями и абсолютным временем такого ограничения не знала. Она предполагала, что мир можно видеть весь и сразу — в один и тот же момент единого мирового времени. Для нее не существовали барьеры видимости — такие, которые были бы принципиально непроницаемы. Если имеется достаточно яркий источник света, то его можно увидеть с какого угодно расстояния — так думали до создания теории относительности.

Теория относительности говорит, что источник можно увидеть, если он загорелся достаточно рано, чтобы его свет успел еще нас достичь, застать нас там, где мы сейчас находимся.

То, что лежит вне конуса прошлого, нам недоступно. Но и мы сами недоступны для этой внешней области: никакое воздействие, никакие сигналы оттуда не могут нас достичь. Там лежат события, которые никак не способны повлиять на нас сейчас.

А что же на нас влияет?

На нас способны влиять все события внутри конуса прошлого и на его поверхности. Если на нас что-то воздействует, то только те события, которые произошли в конусе прошлого. Если нас достигают сигналы, то только из этой области. И если с нами что-то здесь и сейчас происходит, то причина этого лежит именно там.

Конус прошлого — это множество событий, которые в принципе могли бы оказать воздействие на нас здесь и сейчас.

Можно сказать, что конус прошлого — это вместе с тем и конус всех причин, следствия которых мы наблюдаем здесь и сейчас.

На нас воздействует лишь прошлое из светового конуса. Но можем ли мы сами в ответ на это воздействовать на прошлое? Нет, наша собственная мировая линия в прошлое никогда не вернется. И мы не можем посылать в прошлое какие-либо сигналы. В прошлом — и в конусе, и вне его — нет таких событий, которые мы могли бы хоть как-то изменить.

Но мы можем активно воздействовать на будущее. Будущее — это область событий, еще не происшедших, на которые в принципе может влиять то, что мы делаем здесь и сейчас.

Сегодня и вчера

Среди переводов с английского у С. Я. Маршака имеется стихотворение под названием «По теории относительности»:

«Сегодня в полдень пущена ракета.
Она летит куда быстрее света.
И долетит до цели в шесть утра
Вчера.»

Возможны ли такие чудеса? Если и в самом деле допустить, что скорость ракеты больше скорости света, то это вполне возможная вещь.

Полет ракеты нужно рассматривать в двух системах отсчета. Пусть одна система отсчета — это поверхность Земли, на которой находится стартовая площадка для запуска ракеты. Представим себе, хоть это и невообразимо, что относительно этой системы отсчета ракета летит со скоростью, в пять раз превышающей скорость света, и пусть она достигает цели в полночь, то есть через 12 часов полета. В этой системе отсчета все более или менее в порядке: цель достигается после запуска.

Рассмотрим полет ракеты из другой системы отсчета, которая движется с большей скоростью в том же направлении, что и ракета. Если скорость системы отсчета действительно достаточно велика (но, конечно, не превосходит скорости света), то порядок событий с точки зрения наблюдателя в этой системе окажется обращенным. Сначала ракета достигает цели, а затем взлетает со стартовой площадки. Цель достигается в шесть утра, то есть 30 часов тому назад. С помощью формул специальной теории относительности можно подсчитать, что так будет в системе отсчета, которая движется относительно Земли со скоростью 3/5 скорости света.