Но если у времени было начало, а беспорядок будет постоянно нарастать, может ли это означать, что у времени будет и конец? Какой будет наша Вселенная в далеком-далеком будущем?
После Большого взрыва пространство начало расширяться. И оно расширяется до сих пор. Еще совсем недавно ученые предполагали, что расширение Вселенной должно замедляться. Оказалось, что расширение, напротив, ускоряется. В будущем это может иметь самые неожиданные последствия. Если учесть, что Вселенная расширяется все быстрее, можно предположить, что в далеком будущем, скажем, через сто миллиардов лет, все небесные тела исчезнут из нашего поля зрения. Представьте нашу Галактику, одиноко висящую в пустоте. Наши потомки, очевидно, будут сильно страдать от этого.
Сейчас свету от далеких галактик приходится преодолевать настолько огромные расстояния, чтобы добраться до нас, что фактически, видя этот свет, мы наблюдаем прошлое этих галактик. Но в далеком будущем, когда эти галактики исчезнут из поля зрения, астрономы обнаружат, что прошлое с космической точки зрения им более не доступно.
Что же до времени, то по одной из гипотез космосом будут править черные дыры. Но и они со временем растворятся, оставив после себя лишь разрозненные элементарные частицы, беспорядочно болтающиеся в пространстве.
В далеком будущем, когда все распадется и сгладится, в пространстве больше не будут происходить какие-либо перемены. А если не будет перемен, мы не сумеем фиксировать ход времени. Ведь если абсолютно ничего не происходит, трудно даже вообразить, что время существует. В подобных обстоятельствах трудно даже предположить – течет ли время вперед или назад. Время попросту перестанет иметь значение.
Бег, необратимость, одномерность
Некоторые свойства времени ставят в тупик обе величайшие теории – и относительности, и квантовую. Они многое рассказали о времени, но ответить на первый и самый простой вопрос – почему время идет, – они не смогли.
Время безудержно движется. Здесь и сейчас. Гипотезы, объясняющие природу этого бега, звучат пока не вполне убедительно. Вероятно, необходим совершенно новый взгляд на вещи, выходящий далеко за границы привычных представлений. Безусловно, нужно основываться на теории относительности, которая учит нас, что ход времени зависит от физических явлений, и на квантовой теории, указывающей на то, что временной поток состоит из отдельных мельчайших толчков.
Но чем объясняется само движение времени? Что задает его свободный ход? Предположим, мы наблюдаем неподвижные часы вне полей тяготения и сами часы при этом не квантовые, а самые «обычные». Чем же тогда отбивается ритм времени?
Свободный ритм времени, не замедляемый движением и тяготением, является самым быстрым. Можно ли из этого сделать вывод, что причина бега времени не связана ни с движением, ни с тяготением? Вероятнее всего, она действительно не связана с ними. Безусловно, можно было бы сказать, что если не движение или тяготение, то само существование физических тел заставляет время бежать. Что это означает на самом деле, еще предстоит понять, преобразовать в понятный и точный язык физической теории.
Бег времени необратим. Время течет только в одном направлении – от прошлого к будущему, – и никакое физическое воздействие не может повернуть его вспять. Откуда такая асимметрия? Ни в каких законах природы, известных нам в мире «обычных» тел, этого нет. Разве что удивительный пример К-мезонов, распад которых не безразличен к направлению времени, составляет исключение, природа которого и сама по себе остается неясной. Но может ли одно редчайшее явление из мира элементарных частиц контролировать движение всей махины «обычного» и даже космического времени?
И наконец, еще один важнейший вопрос – число измерений времени.
Для указания места нахождения тела в пространстве необходимо определить его координаты, три числа. Для указания момента времени достаточно назвать одно число. Так обозначается трехмерность пространства и одномерность времени. Реальный четырехмерный мир физических явлений имеет размерность 3 + 1.
В трехмерности пространства и одномерности времени проявляются очевиднейшие свойства мира физических явлений. Но почему пространство трехмерно, а время одномерно?
Еще Платон и Аристотель рассуждали о трехмерности пространства. Но физический подход к проблеме получил развитие лишь в начале XX века замечательным физиком-теоретиком П. Эренфестом. Он выяснил, что для самого существования реального мира, в котором мы живем, трехмерность пространства имеет исключительную важность.
Если бы, к примеру, число пространственных переменных было не 3, а, скажем, 4, то, как выясняется, не было бы замкнутых орбит планет и Солнечная система не могла бы образоваться. Несколько десятилетий назад физики-теоретики Л. Э. Гуревич и В. М. Мостепаненко доказали, что в таком случае не существовало бы и замкнутых орбит электронов в атомах, так что была бы невозможна атомная структура вещества.
Эти примеры наглядно демонстрируют, что число пространственных переменных – важнейший факт природы. То же нужно сказать и о размерности времени. Его одномерность являет собой факт исключительной важности.
Этим утверждением и ограничивается, по сути, современное состояние проблемы. Можно лишь привести смелую гипотезу Эддингтона о том, что одномерность времени – это свойство лишь близкой к нам области мира. Не исключено, говорил Эддингтон, что в каких-то очень удаленных от нас областях мира время могло бы оказаться не одномерным, а, например, двумерным. Тогда для задания момента времени требовалось бы указать уже два числа, а не одно.
Идея мультивселенной в последние годы снова привлекает к себе внимание. Звучат утверждения о том, что размерность современного физического мира, 3 + 1, является результатом развития Вселенной из состояний других, высших размерностей пространства и времени. Например, изучается модель мира с 10 измерениями…
В рукописях И. Канта, найденных в Ленинграде, есть фраза, созвучная новейшим идеям: «Пространство и время возможны только как части еще большего количества».
Но здесь, пожалуй, следует остановиться и в очередной раз вспомнить Аристотеля. В 4-й книге своей «Физики» он рассуждает о той странности времени, что прошлое уже прошло, будущее не наступило, а настоящее не имеет длительности: что же тогда остается от времени? И вот к какому заключению он приходит: «А что такое время и какова его природа, одинаково неясно, как из того, что нам передано от других, так и из того, что нам пришлось разобрать раньше».
Но мы все же знаем о времени намного больше, чем Аристотель. И знания наши постоянно пополняются новой информацией. И по мере проникновения физики во все более тонкие и глубокие свойства природы, эти знания будут лишь возрастать. Природа многообразна, изменчива и неисчерпаема. Вместе с ней неисчерпаемо по своим проявлениям и время. Так что окончательного ответа на вопрос «Что такое время?» не существует – и не может существовать.
«Я прекрасно знаю, что такое время, пока не думаю об этом. Но стоит задуматься – и вот я уже не знаю, что такое время». Эти слова, сказанные философом Августином много веков назад, можно повторить и сейчас, тем более если речь идет о неотвратимом беге времени, о его направлении к будущему и необратимости в прошлое.
