Теории времени

Ученый Хокинг синтезировал и разработал наиболее реалистичную на сегодняшний день модель времени, основанную на теориях Ньютона и Эйнштейна.

Время Ньютона было отделено от пространства, подобно прямой линии из прошлого в будущее. Фото: Вселенная в миниатюре/Стивен Хокинг

В книге"Математические принципы"В своей работе, опубликованной в 1687 году, Ньютон описал время и пространство как фон, на котором происходят события, и время не может влиять на эти события.

Ньютоновское время линейно, представляет собой прямую линию, простирающуюся от прошлого к настоящему. Но если бы это было так, то Вселенная должна была быть создана в какой-то момент времени, и зачем так долго, почти бесконечно, ждать этого момента? Другими словами, «Что сделал Бог, прежде чем создать Вселенную?» — пишет Хокинг.

В частности, если время линейно, почему всё во Вселенной не достигает теплового равновесия, когда всё имеет одинаковую температуру? Например, если оставить в комнате чашку с горячей водой, в какой-то момент её температура сравняется с комнатной. Именно эти вопросы Хокинг поднимает в своей книге «Вселенная в двух словах», говоря о ньютоновском времени.

По словам немецкого философа Иммануила Канта, это «антиномия чистого разума», неразрешимая. Однако, если рассмотреть общую теорию относительности Эйнштейна, объединяющую время с тремя измерениями пространства в так называемое «пространство-время», эти вопросы будут решены.

В теории Эйнштейна пространство-время не отделено от событий, а фактически участвует в них. Любой объект, обладающий массой, искривляет пространство-время вокруг себя, вызывая гравитационный эффект. Это свойство можно представить в виде мяча, положенного на резиновую подушку, символизирующую пространство-время. Благодаря своему весу мяч утапливает окружающее его «пространство-время». Невозможно искривить пространство, не изменяя время.

Таким образом, согласно общей теории относительности, пространство-время и Вселенная связаны между собой. Хокинг также признаёт в своей книге, что время «имеет начало и конец. Бессмысленно спрашивать, что было до начала времени и что произойдёт после его окончания, поскольку в таком случае время не определено».

Время имеет грушевидную форму. Фото: Вселенная в миниатюре/Стивен Хокинг

Исходя из этого, Хокинг сказал, что"время должно иметь форму"Он предположил, что искривление пространства-времени происходит не только из-за массы объектов, но и из-за энергии. Энергия, искривляющая пространство-время, заставляет световые лучи двигаться по искривлённым траекториям и сближаться.

Представьте себе световой конус, на вершине которого стоит наблюдатель, глядящий в прошлое (поскольку свет от далёких событий во Вселенной достигает наблюдателя за много световых лет, он фактически смотрит в прошлое). Чем дальше от конуса находится наблюдатель, тем больше галактик, относящихся к самым ранним временам существования Вселенной, он увидит.

Однако учёные показали, что Вселенная расширяется, а это значит, что изначально всё должно было находиться очень близко друг к другу и иметь очень высокую плотность. Поэтому наблюдатель мог бы увидеть микроволновое фоновое излучение, распространяющееся вдоль светового конуса.

Эксперименты подтвердили это. Детекторы зафиксировали характерный спектр излучения с температурой 2,7 К (минус 270 градусов Цельсия), достигающий Земли, что означает, что «излучение должно исходить из областей, где есть материал, рассеивающий микроволны», — считает Хокинг.

Исходя из этих предпосылок, Хокинг сделал вывод, что свет, достигающий Земли из прошлого по световому конусу, когда-то был преломлён огромным количеством материи. Оно было достаточно большим, чтобы преломить световые лучи и свести их в одной точке.

Это сингулярность, где Большой взрыв создал нынешнюю Вселенную. Хокинг полагает, что именно здесь началось время. Таким образом, время имеет форму груши, выпуклой в середине и сужающейся к концам.

Также, по мнению Хокинга, время закончится, когда «звезды или галактики коллапсируют под действием собственной гравитации, образуя черные дыры».

По данным VNE