Главная » Хабрахабр » [Перевод] Спросите Итана: в каких фильмах правильно показаны путешествия во времени?

[Перевод] Спросите Итана: в каких фильмах правильно показаны путешествия во времени?


Поезд «Жюль Верн» из третьей части «Назад в будущее». Возможно, Эйнштейн представлял себе совсем не это, когда формулировал свои мысленные эксперименты, связанные с теорией относительности, но степень научности всё же оценить можно.

Однако, согласно Эйнштейновской теории относительности, мы можем путешествовать во времени не только с разными скоростями (если увеличим скорость до величин, близких к скорости света), но и в разных направлениях, вперёд или назад, построив мост между двумя не связанными между собой местами пространства-времени. То, как мы путешествуем во времени, со скоростью одна секунда за секунду, настолько скучно, что мы принимаем это, как само собой разумеющееся. Однако сочинить корректную с научной точки зрения историю – это совершенно другая задача. Путешествия во времени, вперёд или назад, давно уже были одним из лейтмотивов для нашего воображения и рассказов; кому не хотелось бы изучать неизвестное будущее или вернуться во времени, чтобы исправить прошлые ошибки? Это и хочет узнать наш читатель: Какие фильмы справились с этим лучше всего?

Какие из фильмов лучше и точнее всего используют этот сюжетный инструмент? Я – большой любитель фильмов про путешествия во времени (как бы их ни объясняли).

Давайте подумаем над тем, что должно быть в хорошем фильме про путешествия во времени, и как с этим обходятся ваши любимые фильмы.

Релятивистское путешествие к созвездию Ориона. Чем ближе вы подходите к скорости света, тем сильнее искажается видимое пространство и сокращается видимое расстояние до звёзд, и тем меньше времени проходит за время вашего путешествия. Для получения иллюстраций использована программа StarStrider, релятивистский планетарий от FMJ-Software.

Одной из наиболее революционных идей теории относительности Эйнштейна было то, что пространство и время неотделимы друг от друга. Если вы стремитесь к научному соответствию, необходимо понять, как выглядит путешествие во времени. Это приводит к странному и не интуитивному явлению: на ваше движение сквозь время влияет ваше движение сквозь пространство, и наоборот. Вселенная состоит из четырёхмерной ткани пространства-времени, и все объекты, частицы и излучение существуют на её фоне.

СТО Эйнштейна говорит о том, как преобразовывать эти времена и расстояния.
Световые часы будут идти по-разному для наблюдателей, движущихся с разными скоростями, из-за постоянства скорости света.

Любой объект, существующий в пространстве-времени, сразу же заметит три следующих вещи:

  1. У других объектов, движущихся относительно него, расстояния будут сокращаться, а время – удлиняться.
  2. Относительно них свет всегда движется с одной и той же скоростью с, скоростью света в вакууме.
  3. Их движение сквозь пространство-время определяется кривизной пространства-времени, которая зависит от окружающей материи и энергии.

Если вы находитесь в определённой системе отсчёта (допустим, неподвижно стоите на поверхности Земли), то все, кто движется относительно вас, будут проходить большее расстояние в пространстве, а значит, меньшее во времени.


Движение со скоростью, близкой к скорости света, будет приводить к тому, что время по-разному будет течь для перемещающегося человека и для человека, остающегося в неподвижной системе отсчёта.

Тот, кто движется сквозь пространство с большей скоростью, будет испытывать замедленное движение сквозь время. Поэтому парадокс близнецов работает именно так: тот, кто покинул Землю и движется со скоростью, близкой к скорости света, постареет меньше, чем его идентичный близнец, оставшийся на Земле. Этот эффект сильнее всего проявляется вблизи сингулярности чёрной дыры, после того, как вы прошли через горизонт событий. Если мы начнём учитывать Общую теорию относительности, и эффекты гравитации, то пребывание в сильном гравитационном поле произведёт на вас сходный эффект: вы будете ощущать ход времени, как нормальный, но те, кто находится вдали от вас, будут стареть гораздо быстрее.

Если один её конец создан из положительной массы-энергии, а другой из отрицательной, то червоточина может стать проходимой.
Математическая диаграмма Лоренцевой червоточины.

Червоточины чаще всего воспринимаются, как короткий путь в пространстве, но нет причин для того, чтобы они шли только через пространство; точно так же тут подойдёт и пространство-время! Но в ОТО есть ещё одна интересная возможность: появление червоточин. Можно даже создавать петли, или замкнутые времениподобные кривые, допустимые математические решения, существующие при определённых условиях. Использовать её можно, если у вас получится создать, стабилизировать и пройти (или отправить информацию) через неё, и отправиться вперёд или назад на произвольное количество времени.

К примеру, в контексте ОТО можно отправиться назад во времени в определённое место; нужно только произвести определённую настройку.

Если создать между двумя точками пространства червоточину, у которой один вход будет двигаться с релятивистской скоростью относительно другого, наблюдатели с двух концов будут стареть с очень разными скоростями.
Варп-двигатель, изображённый для НАСА.

Разведите их на любое расстояние и разгоните один из концов червоточины до скорости, близкой к световой. Если создать массивную чёрную дыру из материи, а потом ещё одну ЧД из отрицательной массы (которая теоретически должна существовать), то между ними можно создать червоточину. А главное, поскольку вы перемещались со скоростью, близкой к световой, для вас время шло по-другому. И пока вы движетесь вместе с ускоренным концом, вы можете в любой момент пройти через него, и оказаться с другой стороны червоточины целым и невредимым. Вы можете путешествовать сотни лет, а затем вернуться в точку отправления через несколько секунд после того, как покинули её. Когда вы переместитесь в обратном направлении, окажется, что дома практически ничего не поменялось. В этом смысле путешествие назад во времени вполне возможно физически.

С достаточно крупной червоточиной, например, созданной при помощи сверхмассивной чёрной дыры, соединённой со своим двойником, состоящим из отрицательной массы-энергии, вполне.
Возможны ли путешествия во времени?

Конечно, есть и множество фильмов, в этом смысле экономящих на научной достоверности. Возможностей много, как много и фильмов, воспользовавшихся преимуществами из комбинации из машины времени и творческого повествования.

В фильме «Идиократия» путешествия во времени используются в том лишь смысле, что время проходит, а объекты и люди остаются неизменными. Вряд ли кто запомнил фильмы «Патруль времени» (Timecop), «Машина времени в джакузи» (Hot Tub Time Machine), или «Невероятные приключения Билла и Теда» (Bill & Ted's Excellent Adventure) за невероятно точное описание путешествий во времени при помощи машины времени. То же самое можно сказать о недавнем фильме про доктора Стрейнджа или культовом «Чернокнижнике», или про фильм «Гарри Поттер и узник Азкабана»; использование магии для перемещений во времени научных очков вам не добавит. Супермен отматывает время назад, чтобы спасти жизнь Лоис Лейн в оригинальном фильме про Супермена, но там дело было не в науке, а в сверхспособностях. Даже в фильме «Армия тьмы», хоть он и забавен, нету достоверного механизма для происходящего по сюжету перемещения во времени. Во множестве фильмов перемещение во времени преимущественно используется, как сюжетный ход, без оглядки на научную достоверность.


Чтение заклинания из Некрономикона и перенос в прошлое – такой сюжет подходит для занимательного фильма, но научную проверку не проходит.

Перемещаться вперёд довольно просто: нужно приблизиться к скорости света, вернуться в точку старта, и вы оказываетесь в далёком будущем. Но некоторые фильмы, хотя и не рассказывают, и не показывают непосредственно механизм перемещения во времени, удивительно точно описывают то, как могло бы выглядеть путешествие во времени. Быстрое движение оказывает серьёзное влияние на скорость течения времени, и переносит вас в будущее независимо от того, что вы будете делать. Именно так на «Планете обезьян» отправили человека в далёкое будущее на антиутопическую Землю, и поэтому «Звёздные войны» так раздражают своим «гипердрайвом».

Но никто не стареет со скоростью, отличной от нормальной, и это нарушает принципы относительности.
Гипердрайв из «Звёздных войн», судя по всему, изображает релятивистское движение в космосе, близкое к скорости света.

По поводу работы этого механизма есть две теории: Возвращение в прошлое, особенно в определённый момент – основа сюжетов в фильмах о путешествиях во времени.

  1. Течение времени неизменно; всё, что случилось, уже записано, и когда вы перемещаетесь назад, вы не можете изменить ход событий. Ваше перемещение уже встроено в ход событий.
  2. Временную шкалу можно изменять; изменения, которые вы вносите, отправляясь назад, приводят к появлению другого будущего, возможно, даже отвергающего ваше существование.

Два прекрасных примера первой теории – это «Двенадцать обезьян» и «Петля времени», где будущее уже записано. Перемещение во времени позволяет вам жить и взаимодействовать с прошлым, но не меняет ход истории. События, развернувшиеся так, чтобы вы отправились назад во времени, уже произошли. Вы просто живёте свою жизнь, прекрасно зная судьбу мира.

После десятилетий исследований мы, возможно, наткнулись на физически возможное решение, однако для него Delorean, скорее всего, не понадобится.
Идея перемещения в прошлое давно занимала людей – например, с помощью Delorean DMC-12 из «Назад в будущее».

В сериях «Назад в будущее» и фильмах «Терминатор» 1 и 2 на этом многое построено. С другой стороны есть возможность, что ваше будущее не записано, даже если вы сами прибыли из будущего. Кайл Риз и Сара Коннор могут предотвратить или отложить судный день, сражаясь с терминатором, отправленным в прошлое для убийства или предотвращения самого существования мальчика, который будет сражаться с машинами. Хотя они и описывают, как именно перемещение во времени работает физически, опуская некоторые ключевые ингредиенты, действия путешественников могут менять будущее. Это два из лучших примеров фильмов с изменяемым будущим. Марти Макфлай путешествует во времени, чтобы спасти жизнь своего друга, но ему необходимо следить, чтобы в процессе он не стёр из истории самого себя. Также с этим хорошо справляются фильмы из серии «Звёздный путь» – фильм 2009 года, «Первый контакт» и «Дорога домой».

В глубине гравитационного колодца время для наблюдателя идёт не так, как снаружи.
Лучше всего чёрная дыра была изображена в фильме «Интерстеллар», причём она довольно точно изображает горизонт событий для совершенно определённого класса вращающихся чёрных дыр.

Что интересно, консультантом для обоих фильмов работал один и тот же учёный, Кип Торн, и оба они используют идею чёрных дыр и червоточин. Два фильма выделяются научной достоверностью и уровнем детализации: Интерстеллар и Контакт. В фильме «Контакт» мгновение на Земле соответствовало длившейся почти целый день экскурсии по Галактике, и, потенциально, по всей Вселенной. В глубине гравитационного колодца чёрной дыры в «Интерестелларе» время для наблюдателя идёт с иной скоростью, что приводит к релятивистскому повороту сюжета. Физика чёрных дыр, червоточин и ОТО в этих фильмах предстают во всей красе, и выглядят они довольно живописно.


Билл Мюррей выпивает кофейник на глазах у Энди Макдауэл в одной из сцен фильма «День сурка»

Любое решение ОТО, позволяющее существовать замкнутым времениподобным кривым, обычно отвергают из-за философских концепций вроде "парадокса дедушки", но эти математические решения непротиворечивы и могут описывать реальность, особенно если мы примем, что начало петли «обнуляет» состояние системы. Наконец, есть ещё один, вероятно, наиболее реалистичный и интересный фильм, использующий путешествие во времени в виде «временной петли»: «День сурка». Хотя в ней и недостаёт научности, изображение петли времени здесь сделано наилучшим образом (хотя я ещё не видел «Грань будущего»). В «Дне сурка» прекрасно используется этот момент, и временная петля разрушается, только когда в этой смешной, нравственной сказке о добре и самоопределении накапливается достаточное количество изменений.

Вот фильмы, из тех, что я видел, правильно описывающие путешествия во времени с научной точки зрения.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Конференция «Контентинг» — теперь с поддержкой hyper-threading

Друзья, на связи контент-студия Хабра. 29 ноября мы проводим собственную конференцию про контент и авторов. Будем учить, вдохновлять и рассказывать, как лучше, — в два синхронных потока докладов и дискуссий. Спикеры — эксперты в области контент-маркетинга, которые годами нарабатывали и тестировали ...

J2CL — Лучше поздно, чем никогда

Ещё никому не удалось опоздать на свои похороны.Валентин Домиль Идея трансляции Java в JavaScript далеко не нова, и все уже давно набили шишек с Google Web Toolkit, однако этот продукт сообщество ждало как ни один другой — о нем говорили ...