Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей - [75]

! Я вообще ничего не могу знать о событиях в нем, потому что свет приходит ко мне не так, как показано на рис. 5.10 слева, а так, как показано там же в центре. Ситуация слева означала бы мгновенное распространение сигнала: он послан и получен в один и тот же момент времени. В действительности же требуется время, чтобы свет добрался от источника до получателя. Мгновенную «сферическую панораму», которую я делаю в данный момент времени, формирует как свет, испущенный недавно поблизости от меня, так и свет, испущенный давно и далеко. Просто открывая глаза, мы видим не пространство само по себе, а результат все более глубокого, по мере удаления, «вдавливания» пространства в прошлое время (на рис. 5.10 – всё ниже). Свет, приходящий к нам через расстояние в 300 000 километров, несет информацию о том, что случилось на 300 000 километров времени в прошлом (т. е. примерно секунду назад). Галактику на расстоянии 5 миллиардов световых лет мы видим такой, какой она была 5 миллиардов лет назад (и далекие галактики действительно демонстрируют черты молодых, недавно сформировавшихся галактик). Космический телескоп «Хаббл» – работающая машина времени, а космический телескоп JWST на наших глазах готовится стать еще более впечатляющей машиной времени.

Рис. 5.10. Свет приходит к наблюдателю не из других точек пространства «сейчас» (слева), а из точек/событий в пространстве-времени, которые настолько же удалены в прошлое, насколько они далеки в пространстве (в центре). Все они образуют в пространстве-времени коническую поверхность, называемую световым конусом прошлого (справа). Угол между образующей конуса и плоскостью определяется скоростью света и равен 45°, если для измерения промежутков времени и расстояний в пространстве используются одни и те же единицы

Мы видим не само пространство, а его погружение в прошлое время

Все явления/события, которые вы видите прямо сейчас, только-только успели «дотянуться» до вас самым быстрым из возможных сигналов – световым. Внутри пространства-времени они образуют поверхность конуса, как показано на рис. 5.10 справа. Вершина конуса в точке пересечения координатных линий – это ваше здесь и сейчас, а каждая точка на его поверхности отдалена от вас в прошлое ровно настолько, насколько она удалена от вас в пространстве. Эта поверхность и есть наблюдаемая сейчас Вселенная (в реальности она содержит еще одно пространственное измерение). Внутренность же конуса составляют все события, о которых вы могли узнать вчера, или год назад, или когда-нибудь еще до настоящего момента. Весь конус описывает ваше абсолютное прошлое, потому что каждая точка там могла бы быть событием, способным повлиять на вас к текущему моменту. А все то, что снаружи конуса, находится слишком далеко в пространстве по сравнению с отдалением в прошлое, чтобы успеть сообщить вам о своем существовании. Это ваше безразличное прошлое; на вас никак не может сказаться то, что происходит в тех в точках пространства-времени, расстояние до которых больше их удаления от вас в прошлое. Вы их вообще не видите и ничего о них не знаете; их нет для вас в вашем «сейчас» (позже, когда свет от них дойдет к вам, вы узнаете, что, оказывается, они были, и тогда они попадут в ваше абсолютное прошлое).

Будущее тоже бывает разным; не в смысле более светлое или, наоборот, с налетом апокалиптичности, а в смысле абсолютное и безразличное. То будущее, в котором вы в принципе можете очутиться или по крайней мере на которое можете повлиять, – это все те события, которые находятся ближе к вам в будущем времени, чем отстоят от вас в пространстве. Если речь идет о чьем-то дне рождения ровно через месяц, то поздравить виновницу торжества вовремя удастся, только если она находится от вас на расстоянии не больше одного светового месяца. Если расстояние – точно световой месяц, то ваш единственный шанс – виртуальная открытка, переносимая электромагнитной волной («светом»). Свет определяет границу зоны вашего влияния: эту границу составляют все те события, до которых от вас в точности столько световых лет (световых дней, световых часов, световых минут, …) в пространстве, сколько лет (дней, часов, минут, …) в будущее (рис. 5.11). Повлиять на них вы можете, только если отправите туда свет прямо сейчас (например, зажигая красную или зеленую лампу, вы можете передать информацию «стой» или «иди» на вверенный вам космический перекресток). Но, кроме того, в пространстве-времени, как мы видим, пользуясь присвоенной себе привилегией наблюдать его со стороны, есть множество событий, которые еще не наступили для вас, честно расположившегося в вершине конуса, но повлиять на которые вы не в состоянии, потому что даже свет не успеет до них дойти. Один месяц по времени до дня рождения и 32 световых дня в пространстве до именинницы – и вы опоздали с поздравлением; вашу репутацию уже ничто не спасет, кроме, быть может, запоздалых объяснений, что против вас были фундаментальные законы Вселенной. В некотором роде такое будущее – уже не совсем будущее: не так уж важно, случится или уже случилось такое событие, раз нет способа на него повлиять. Оно и называется