Можно ли нарушать главное правило путешественника во времени?

Одно и то же тело не может иметь одинаковую координату в пространстве и во времени. Этот принцип получил развитие в различных фантастических фильмах, книгах и произведениях и обозначен как главное правило путешественника во времени. Если вы перемещаетесь в прошлое и встречаете самого себя, то обязательно произойдет какая-то аннигиляция или бурный выброс энергии с уничтожением обоих тел.

Есть ли в этом представлении о процессе реальная физика или мы имеем дело только лишь с художественным вымыслом?

Понятно, что обсуждая серьезно такой процесс, мы должны подразумевать, что и реально функционирующую машину времени уже изобрели. Но предположим, что это и правда так. Нас сейчас интересует не сама гипотетическая возможность путешествия во времени, а странная ситуация из фантастики, когда по какой-то причине встречать самого себя нельзя.

Проработка источников показала, что кроме принципа запрета Паули никаких других физических причин, запрещающих такую встречу, попросту нет. Впрочем, и с принципом запрета Паули всё сложнее, чем кажется на первый взгляд. Но давайте обо всём по порядку.

Есть два интересных момента, которые связаны с рассматриваемой проблемой. Первый следует из теории симуляции, а второй сугубо «корпускулярный».

Проще всего объяснить это странное гипотетическое явление с позиции теории симуляции. Теория симуляции сама по себе имеет гипотетический характер. Она заключается в том, что у каждого объекта есть компьютерный код, и всё происходящее есть не более чем виртуальная модель. Очень хорошо эта идея была показана в популярном фильме Матрица.

Теперь представьте, что в программном коде появилось сразу два объекта с одним именем и одинаковыми параметрами. Вы пытаетесь обратиться к одному объекту, а отвечают сразу оба. Система не понимает, какой из них выбрать. Это приведёт к неправильной работе системы и возникновению ошибок. Окружающий мир — модель куда более сложная, чем современная компьютерная программа. Поэтому, простой синий экран в случае реальной системы может выглядеть, например, как аннигиляция сразу двух объектов. Но это скорее мировоззренческая модель, нежели физическая.

Следующий подход к потенциальной проблеме базируется на принципе запрета Паули.

Вы наверняка помните из школьного курса химии, что есть такие «квадратики» и что это как-то связано со строением атома. В квадратиках рисуют стрелочки. Скорее всего преподаватель вам когда-то говорил, что в одном квадратике не может быть двух стрелочек, которые одинаково направлены. Стрелочки на самом деле иллюстрируют квантовые характеристики. Это следует из принципа запрета Паули и потому не может быть на одной орбитали двух частиц с одинаковыми характеристиками.

Собственно, сам принцип запрета Паули гласит, что два объекта с одинаковыми квантовыми характеристиками не могут находиться одновременно в пространстве и времени в одной и той же точке. Логично, что его можно распространить на полномасштабную физическую модель.

Когда мы говорим, что какой-то объект совершил путешествие в прошлое и занял те же самые координаты, что и исходный объект, то по логике происходит встреча двух объектов, которые состоят из квантовых частиц. Частицы претендуют на одновременное одинаковое расположение в пространстве и времени. Принцип запрета Паули должен тут сработать.

У нас есть реальные примеры. На практике это наблюдается, как давление вырождения и встречается в объектах, типа белых карликов и нейтронных звёзд, где действует чудовищная гравитация. Оно сопровождается теми красочными эффектами, которые и показаны в фантастике при встрече двух одинаковых тел.

Мы не можем сжимать материю бесконечно долго. В какой-то момент мы упираемся в предел, следующий из принципа запрета Паули. Этот предел приводит к тому, что частицы «распрыгивают». Но при сильных воздействиях на частицы, они могут значительно сближаться. Это станет причиной выбросов энергии и аннигиляции некоторых частиц.

Причину интенсивного отталкивания объяснить кратко довольно сложно. Но если утрировать, то любые объекты взаимодействуют друг с другом последствием обмена виртуальными частицами. Этих виртуальных частиц существует невероятное количество.

Допустим, мы возьмём два электрона. Они в любом случае будут обмениваться друг с другом квантовой информацией. Если квантовые характеристики повторяются, то сам по себе процесс обмена виртуальными информационными фотонами приведёт к тому, что частицы будут пытаться оттолкнуть друг друга. При продолжении их сближения произойдёт то самое вырождение. Но в рассматриваемом нами случае есть важное ограничение.

Явление характерно для космических тел и объектов, где существуют невероятные силы и действую огромные давления. В случае путешествий во времени два объекта просто оказываются рядом. Для того чтобы процесс запустился, нужно или с огромной силой пытаться сблизить эти два объекта, или одно тело должно фактически материализоваться в той же точке, где расположено другое. В противном случае запрет Паули не окажет никакого влияния на систему. Ну, а если пространственно-временная координата не повторится, то и принцип запрета Паули включаться не должен.

Есть и ещё кое-что. Дело в том, что состояние частичек, из которых состоит каждый из этих объектов, будет индивидуальным. Оно описывается той самой вероятностной волновой функцией и будет разным для каждой частицы. Мы не можем сказать, что это два абсолютно одинаковых объекта. Объект из прошлого конструктивно отличается от объекта из будущего. Причём, это логично следует и из простой квантовой механики, и из более экстравагантной теории мультивселенных.

Теория мультивселенных при этом рассматривает два объекта, прошедших разный путь, как разные. На каждом изменении порождается новая Вселенная, а потому и одинаковые объекты никогда не пересекутся. Два тела из разного времени — это объекты с разным фактическим путём.

Получается, что как таковое путешествие во времени не запрещает двум объектам находиться в пространстве одновременно и фантастические фильмы преувеличивают эту проблему. Если полагать, что почему-то удалось переместиться во времени и встретить самого себя, то никаких ярких эффектов ожидать не нужно.