Уявіть сходи, якими можна підніматися скільки завгодно, але неможливо спуститися на попередній щабель. Приблизно так, за висновком китайського фізика Хуншена Чжана, влаштований час у певних моделях Всесвіту. Науковець знайшов математичний спосіб довести, що повернення до вже пережитої миті за таких умов неможливе. Але залишаються два незвичайні сценарії, які його доказ не виключає.
Дослідження Чжана з Університету Цзінань оприлюднили 24 жовтня 2026 року на науковій платформі arXiv. Робота присвячена одній із найдивніших можливостей, які допускає теоретична фізика: чи можна рухатися вперед у власному часі, але зрештою опинитися в минулому.
Чому повернення в минуле нагадує спробу спуститися сходами, які ведуть тільки вгору
У звичайному житті час здається простим: учора вже минуло, сьогодні триває, а завтра ще попереду. Проте в теорії відносності Альберта Ейнштейна час і простір пов’язані між собою.
Саме тому фізики розглядають можливість існування так званих замкнених часоподібних кривих.
За цією ідеєю, мандрівник міг би весь час рухатися вперед за власним годинником, не перевищуючи швидкості світла, але його шлях у просторі-часі зрештою повернув би його до тієї самої події, з якої він почав.
Наприклад, людина вирушає в подорож, її годинник відраховує години й дні, а наприкінці вона зустрічає себе молодшу.
Чжан дослідив, за яких математичних умов така петля неможлива.
Він використав рівняння, пов’язане з поширенням світла. У певних моделях простору-часу можна визначити величину, яка під час руху мандрівника постійно зростатиме.
Якщо уявити цю величину як номер сходинки, то кожен наступний крок веде вище. Повернутися на сходинку, з якої почався шлях, неможливо: для цього довелося б порушити встановлене математичне правило.
Так фізик отримав критерій, який дозволяє виключати часові петлі в цілому класі теоретичних моделей.
Дві лазівки, які залишаються в математичних розрахунках
Навіть такий доказ не закриває питання подорожей у минуле. Існують складніші варіанти будови простору-часу, на які наведена математична умова не поширюється.
Перший пов’язаний із викривленням і закручуванням простору-часу.
За теорією відносності, дуже масивні об’єкти змінюють геометрію простору-часу навколо себе. Особливо складною вона може бути поблизу чорних дір, що обертаються.
У таких умовах простий спосіб математично впорядкувати напрямок часу може не працювати.
Однак саме по собі обертання чорної діри не створює машину часу. Воно лише означає, що для таких моделей потрібен інший спосіб перевірки можливості часових петель.
Другий сценарій стосується загальної будови Всесвіту.
Уявіть незвичайну дорогу: ви постійно їдете вперед, але через особливу форму маршруту зрештою повертаєтеся до початкової точки.
У математиці щось подібне можна розглядати й для простору-часу. Якщо його глобальна структура має відповідні властивості, теоретично можуть виникати замкнені траєкторії.
Саме особливості такої структури, яку фізики називають топологією, Чжан вважає одним із найцікавіших напрямів подальших досліджень.
Жоден із цих сценаріїв поки не дає способу створити справжню машину часу.
А от подорож у майбутнє фізика вже допускає — і це перевірено
Є важлива різниця між поверненням у минуле й переміщенням у майбутнє.
Теорія відносності передбачає, що час для різних спостерігачів може йти з неоднаковою швидкістю. На це впливають швидкість руху та гравітація.
Наприклад, якщо людина рухатиметься з величезною швидкістю, її годинник відраховуватиме час інакше, ніж годинник людини, яка залишилася на Землі.
Коли мандрівник повернеться, на Землі може минути більше часу, ніж для нього самого. У цьому сенсі він опиниться далі в майбутньому.
І це вже не просто фантазія.
Як пояснює NASA, вчені експериментально спостерігали різницю в ході годинників на Землі, літаках і супутниках.
Більше того, ефекти теорії відносності доводиться враховувати в технології, якою користуються мільйони людей щодня.
До чого тут GPS у звичайному телефоні
Супутники GPS мають надзвичайно точні годинники. Завдяки їхнім сигналам смартфон може визначати своє місцеперебування.
Але супутники швидко рухаються навколо Землі й перебувають там, де земне тяжіння слабше. Обидва чинники впливають на перебіг часу.
За даними Національного інституту стандартів і технологій США, через рух супутникові годинники відстають приблизно на 7 мікросекунд за добу, а через слабшу гравітацію — випереджають земні на 45 мікросекунд.
Загальна різниця становить близько 38 мікросекунд на добу на користь супутникових годинників.
Це лише крихітна частка секунди. Проте без відповідних поправок похибки навігації швидко накопичувалися б.
Тобто людина не може натиснути кнопку й повернутися у вчорашній день, але її телефон уже працює завдяки фізичним законам, за якими час не всюди минає однаково.
То чи довели вчені, що машину часу створити неможливо?
Нове дослідження дає відповідь для певних математичних моделей: якщо простір-час має описані Чжаном властивості, замкнені часові траєкторії в ньому існувати не можуть.
Для інших моделей це питання залишається відкритим.
Роботу оприлюднено як науковий препринт, який ще має пройти незалежне рецензування. Вона пропонує новий спосіб перевіряти теоретичні моделі Всесвіту, але не описує пристрою для подорожей у часі.
Отже, фізики вже вміють математично визначати деякі умови, за яких повернення в минуле виключене. А от чи існує у справжньому Всесвіті шлях, який привів би людину назад до вже пережитої події, наука поки не встановила.
Хочете більше цікавих новин і корисних матеріалів?
Підписуйтеся на Суботу Онлайн у Telegram або Facebook.
