Теория квантовой гравитации: время во Вселенной может не существовать совсем! Но вот почему этого не стоит бояться

Квантовая механика описывает, как все работает в невероятно маленьком мире частиц и их взаимодействий. Общая теория относительности описывает общую картину гравитации и того, как движутся объекты.

Обе теории работают очень хорошо сами по себе, но считается, что они противоречат друг другу. Хотя точная природа конфликта является спорной, ученые в целом согласны с тем, что обе теории необходимо заменить новой, более общей теорией.

Физики хотят создать теорию «квантовой гравитации», которая заменит общую теорию относительности и квантовую механику, и в то же время зафиксирует их исключительный успех. Такая теория объяснила бы, как общая картина гравитации работает в миниатюрном масштабе частиц.

Оказывается, создать теорию квантовой гравитации чрезвычайно сложно.

Одной из попыток преодолеть конфликт между двумя теориями является теория струн. Она «заменяет» частицы струнами, вибрирующими в 11 измерениях. Однако в таком случае мы сталкиваемся с еще одной трудностью. Теории струн предлагают ряд моделей, описывающих Вселенную в общих чертах, но при этом они не дают каких-либо четких предсказаний, которые можно было бы проверить экспериментально, чтобы выяснить, какая модель является правильной.

В 1980-х и 1990-х годах многие физики разочаровались в теории струн и предложили ряд новых математических подходов к квантовой гравитации. Одним из наиболее известных из них является петлевая квантовая гравитация, которая предполагает, что ткань пространства и времени состоит из сети очень маленьких дискретных фрагментов или «петлей». Важным аспектом этой теории является то, что она полностью устраняет время как фактор.

Впрочем, петлевая квантовая гравитация не единственная концепция, упраздняющая время: ряд других подходов также не учитывает время как фундаментальный аспект реальности.

Итак, мы знаем, что нам нужна новая физическая теория для объяснения Вселенной, и что в этой теории может не быть времени. Предположим, что такая теория окажется верной. Следует ли из этого, что время не существует на самом деле?

Что ж, это зависит от того, что мы подразумеваем под «существованием».

Теории физики не включают никаких конкретных объектов (столов, стульев или, например, людей), и тем не менее мы по-прежнему принимаем, что столы, стулья и люди существуют. Почему? Потому что мы предполагаем, что такие вещи существуют на более высоком уровне, чем уровень, описываемый физикой. Мы говорим, например, что столы «возникают» из лежащей в их основе физики частиц, летающих по Вселенной.

Но хотя у нас есть довольно хорошее представление о том, как именно сделать стол из фундаментальных частиц, мы понятия не имеем, как время может быть «сделано» из чего-то более фундаментального. Таким образом, пока мы не сможем дать четкое объяснение того, как возникает время, неясно, можем ли мы просто предположить, что время «существует» или «не существует».

Сказать, что время не существует ни на каком уровне, это все равно, что сказать, что не существует условных столов или стульев. Попытка прожить в мире без столь важной мебели может быть сложной, но жизнь в мире без времени на первый взгляд кажется чудовищной катастрофой.

Вся наша жизнь построена вокруг времени. Мы планируем будущее в свете того, что знаем о прошлом. Мы возлагаем на людей моральную ответственность за их прошлые действия с целью сделать им выговор позже. Мы считаем себя агентами (сущностями, которые могут что-то делать) отчасти потому, что мы можем планировать действия, которые приведут к изменениям в будущем.

Но какой смысл действовать, чтобы вызвать изменение в будущем, когда в самом прямом смысле нет будущего, ради которого нужно действовать? Какой смысл наказывать кого-то за прошлый поступок, когда прошлого нет, а значит, и такого поступка, по-видимому, нет?

Открытие того, что времени не существует, казалось бы, остановит весь мир. У нас не было бы причин вставать с постели.

Впрочем, из этого тупика есть выход.

Хотя физика может устранить время, кажется, что она оставляет нетронутой причинно-следственную связь: то, в каком смысле одно может повлечь за собой другое. Возможно, в таком случае физика говорит нам, что причинность, а не время, является основной характеристикой нашей Вселенной.

Если это так, то человечество продолжит существовать как раньше. Авторы новой работы предполагают, что открытие «несуществования» времени может не оказать прямого влияния на нашу жизнь, даже если оно продвинет физику в новую эру.