Чи можливі подорожі в часі: вчені знайшли "заборону з лазівкою"

Подорожі в минуле залишаються однією з найбільш загадкових тем сучасної фізики. Нове дослідження фізика Хоншена Чжана з Університету Цзінань у Китаї пропонує математичний критерій, за яким у певному класі моделей простору-часу такі подорожі неможливі: будь-який рух уперед не може завершитися поверненням до початкової події.

Про це пише ScienceAlert.

Чому три рядки математики можуть заборонити подорож у минуле

У своїй роботі Чжан використав так зване нульове ейкональне рівняння — математичний інструмент, який застосовують для опису поширення світла. На його основі фізик сформулював доказ того, що в певних типах простору-часу не можуть існувати замкнені часоподібні криві.

Це поняття є ключовим для теоретичних подорожей у минуле. Замкнена часоподібна крива — це гіпотетична траєкторія в просторі-часі, рухаючись якою мандрівник постійно прямує вперед за власним часом, але зрештою повертається до тієї самої події у минулому.

За словами Чжана, його доказ дуже короткий.

«Він займає три рядки й використовує лише один факт про напрямки: світлоподібний напрямок ніколи не може бути перпендикулярним до часоподібного напрямку мандрівника», — пояснив фізик.

З цього випливає, що певна математична величина зростає вздовж будь-якої траєкторії такого руху. А якщо вона постійно збільшується, повернутися до початкового значення неможливо. Отже, замкнена часова петля в описаних умовах не утвориться.

Які моделі Всесвіту виключає новий доказ

Дослідження не забороняє подорожі в часі в будь-якому можливому Всесвіті. Воно стосується моделей простору-часу, у яких можна визначити глобальну функцію з градієнтом, що всюди є нульовим. За цієї умови замкнені часоподібні криві не можуть існувати.

Зокрема, автор застосував свій критерій до двох класів геометрій — моделей простору-часу Кундта та Робінсона-Траутмана. Він показав, що в областях, де відповідна нульова координата має однозначне глобальне визначення, часові петлі неможливі незалежно від космологічної сталої та деяких інших геометричних характеристик.

До цього фізики використовували три основні групи критеріїв для пошуку умов, за яких подорожі в минуле виключаються. Перша пов’язана з функцією часу, яка має постійно зростати вздовж будь-якої можливої траєкторії. Друга спирається на енергетичні умови й обмеження на те, якими можуть бути енергія та гравітація. Третя враховує топологію — форму та зв’язність простору-часу.

Чжан пропонує четвертий підхід, який базується на одному математичному рівнянні. Він може допомогти перевіряти можливість існування часових петель у моделях, де попередні критерії не давали однозначної відповіді.

Які лазівки все ще залишаються

Попри математичну заборону для певних моделей, автор визнає, що є сценарії, які можуть обійти цей критерій. Вони пов’язані з особливостями геометрії простору-часу — зокрема, з її викривленням або топологічною будовою, за якої окремі ділянки можуть утворювати своєрідну петлю.

Один із можливих варіантів передбачає складне закручування простору-часу поблизу масивного обертового об’єкта, наприклад чорної діри. Інший пов’язаний із незвичайною топологією Всесвіту, коли його геометрія може повертати певний напрямок до самого себе.

Сам фізик наголошує, що його робота не дає остаточної відповіді на питання, чи можливі подібні умови в реальній природі. «Вона не говорить нам, чи допускає природа щось із цього. Це залишається відкритим питанням», — зазначив Чжан.

Дослідження опублікували 24 жовтня 2026 року на платформі arXiv. Воно поки не пройшло незалежного рецензування, тому його висновки ще мають оцінити інші фахівці.

Чи можна подорожувати хоча б у майбутнє

Важливо розрізняти подорож у минуле та переміщення в майбутнє. Останнє не суперечить сучасній фізиці й навіть має експериментальне підтвердження. Згідно з теорією відносності Альберта Ейнштейна, час для об’єкта, який рухається з дуже великою швидкістю, може сповільнюватися порівняно з часом для спостерігача на Землі. Тому астронавт після тривалого польоту може повернутися в майбутнє Землі — хоча різниця зазвичай становить лише невелику частку секунди.

Інша річ — повернення в минуле. Для цього фізики розглядають гіпотетичні конструкції на кшталт червоточин або викривлення простору-часу, але жодної технології, яка дозволила б реалізувати такий сценарій, наразі не існує.

Що ще фізики з’ясували про подорожі в часі

Час у різних системах може йти з неоднаковою швидкістю — це не лише теоретична ідея, а й наслідок теорії відносності, який підтверджували за допомогою атомних годинників. Під час одного з експериментів годинники перевозили літаками в різних напрямках, після чого порівняли їхні показники. Результати засвідчили, що швидкість руху впливає на перебіг часу, хоча в повсякденному житті ця різниця майже непомітна.

Інші математичні моделі, навпаки, допускають існування часових петель без логічних парадоксів. Дослідники з Університету Квінсленда запропонували сценарій, за яким події можуть змінюватися через втручання мандрівника з майбутнього, але ключовий результат усе одно залишатиметься незмінним. Такий підхід пов’язаний із теорією самокоригування подій у часі.

Ще один напрям досліджень стосується варп-двигуна — гіпотетичної системи, яка могла б переміщувати космічний корабель завдяки викривленню простору-часу. Фізики розглядають, чи можна поєднати такі конструкції з геометріями, у яких виникають замкнені часові траєкторії. Теорія Алькуб’єрре залишається математичною моделлю, а не готовою технологією: її практична реалізація наразі не має відомого фізичного механізму втілення.