Тахионный антителефон Эйнштейна: в прошлое можно отправить сообщение со скоростью света

В 1907 году Альберт Эйнштейн провел мысленный эксперимент с устройством, которое назвал тахионным антителефоном. По мысли гениального физика аппарат мог отправлять сообщения быстрее скорости света. И не куда-нибудь, а в прошлое!


Прошло более 100 лет, но ученые продолжают спорить над изобретением гения. Главный вопрос: сможет ли когда-нибудь такое устройство воплотить в жизнь?

Быстрее света изначально

Специальная теория относительности Эйнштейна гласит: ни один объект, который изначально двигался медленнее света, не сможет достичь его скорости и уж тем более превысить ее. Здесь все достаточно просто, ведь для разгона до светового барьера потребовалась бы бесконечная энергия, что физически невозможно. Впрочем, Эйнштейн все-таки оставил лазейку в этом жестком правиле. Гений допускал, что существуют тахионы, частицы, которые с самого начала движутся быстрее света.



В отличие от обычных частиц, тахионы обладают странным свойством: чем больше они теряют энергии, тем быстрее становятся. И наоборот, ля замедления до скорости света им требуется бесконечное количество энергии. Именно поэтому тахионы — это идеальнейшие кандидаты для сверхсветовой связи. Только вот пока ни один из ученых не видел этих тахионов. Более того, квантовая теория поля, одна из фундаментальных опор современной физики, вообще запрещает существование этих частиц. Но ученые не сдаются и ищут обходные пути.

Взять, например, нейтрино — нейтрально заряженные элементарные частицы, рождающиеся в недрах звезд. В теории они могли бы двигаться быстрее света. В 2011 году несколько ученых даже заявили, что наблюдали сверхсветовые нейтрино. Однако эксперимент не удалось повторить, а потому результаты того исследования в целом не признали.

Сверхновая как ключ к разгадке

Роберт Эрлих, американский профессор физики, предложил нестандартный способ проверить теорию о сверхсветовых нейтрино. В своем исследовании он использовал данные о вспышке сверхновой SN 1987. Данное событие произошло в 1987 году в Большом Магеллановом Облаке — галактике, расположенной в 168 тысячах световых лет от Земли. Для космических масштабов это совсем близко.



Вскоре после взрыва три детектора зарегистрировали поток нейтрино. Но четвертый детектор, установленный под горой Монблан в Альпах, зафиксировал пять нейтрино примерно за пять часов до основного события. Эта разница во времени прихода является очень важным моментом. Если сверхновая испускает нейтрино в очень короткий промежуток времени, то разница в их прибытии может указать на массу и скорость частиц.

Детектор под Монбланом был лучше защищен от фонового излучения, чем три других, поэтому его данные могли быть чище. Но большинство физиков скептически относятся к этой находке. Они считают, что ранние нейтрино никак не связаны со сверхновой, а объясняются другими процессами. Возможно, сверхновая произвела два отдельных выброса частиц, или же это были совершенно посторонние события.

Эрлих признает, что его интерпретация не находит поддержки у коллег. Тем не менее он продолжает настаивать: если бы удалось доказать связь монбланских нейтрино со взрывом, это позволило бы уточнить их массу. Проблема в том, что следующая сверхновая на таком же близком расстоянии может вспыхнуть лишь через столетие. Ждать слишком долго. Поэтому параллельно физики пытаются измерить массу нейтрино в лабораторных условиях: этим занимается немецкий эксперимент KATRIN.

Парадоксы причинно-следственных связей

Но даже если тахионы когда-нибудь найдут, создание антителефона породит не менее сложные вопросы. Барак Шошани, доцент физики университета Брока в Канаде, с 2019 года исследует именно эту область. Его работы — это серия мысленных экспериментов, призванных проверить границы физических теорий. Хотя все они заведомо нереалистичны, такие модели помогают лучше понять природу времени и причинности.

Если говорить о повседневной жизни, там причинно-следственные связи работают линейно. К примеру, вы роняете стакан, и он разбивается.

Но нарушение линейности времени погружает мир в хаос, обрывая привычные связи. Самый известный пример такого рода — это парадокс убитого дедушки. Путешественник отправляется в прошлое и убивает своего предка. Следовательно, теперь перемещенец не может родиться, но при этом он существует. Возникает логическое противоречие, когда две взаимоисключающие вещи существуют одновременно.



Тахионный антителефон создает похожий парадокс. Представьте, что вы можете отправить сообщение из 2027 года в 2026-й. Шошани предлагает простой эксперимент: если вы получите сообщение в 2026 году, то не станете его отправлять в 2027-м, а если не получите, то отправите. Получается замкнутый круг, в котором сообщение отправлено тогда и только тогда, когда оно не отправлено. Это логическое противоречие, которое не имеет решения в рамках известных законов физики.

Возможность связаться с прошлым кажется очень заманчивой, но, как было уже сказано, тахионов пока не нашли. Если обнаружат, то придется переписать и серьезно изменить современные физические теории.

Интересно, что сам Эйнштейн, предложивший этот мысленный эксперимент, едва ли предполагал, что споры вокруг него продлятся больше века. Похоже, что эта гипотеза очень зашла ученым всего мира, и это понятно, ведь путешествия во времени — это так здорово...