Skraidymas į žvaigždes yra sena žmonijos svajonė. Tačiau atstumas iki jų yra toks didelis, o bet kokių mums žinomų techninių priemonių greitis yra toks mažas, kad atrodo, kad svajonė amžinai liks meniška fantazija. Ir vis dėlto fizikai turi idėją, kaip apgauti gamtos dėsnius ir išsiveržti į tarpžvaigždinę erdvę.
- „Salik.biz“
RIBOTAS greitis
Iki XVII amžiaus pradžios buvo manoma, kad šviesa plinta akimirksniu. Priešingai šiai nuomonei, didysis Galileo Galilei tikėjo turįs tam tikrą greitį ir netgi išrado eksperimentą su žibintu, kad jį išmatuotų, tačiau jam nepavyko. Dėl to pirmiausia jį išmatavo danų astronomas Olafas Roemeris, kuris 1676 m. Stebėjo Jo, Mėnulio mėnulio Io užtemimus, ir nustatė, kad laikas tarp užtemimų tampa trumpesnis, kai mažėja atstumas nuo šios milžiniškos planetos iki Žemės, ir daugiau, kai jis didėja. Jis suprato, kad skirtumas yra dėl šviesos greičio, kuris „nuvažiuoja“didesnį atstumą, kai Jupiteris atsitraukia, ir sugebėjo lengvai jį apskaičiuoti. Roemeris, žinoma, suklydo nustatydamas tikslią vertę, tačiau jis teisingai nustatė tvarką - 214 000 km / s.
Vėliau fizikai atliko daugybę kitų matavimų ir iki XX amžiaus pradžios nustatė: šviesos greitis vakuume yra 299 910 km / s - tai jau buvo artima šiuolaikinei vertei. Bet niekas net negalėjo įsivaizduoti, kad tai yra svarbiausia mūsų Visatai.
1905 m. Albertas Einšteinas savo specialiosios reliatyvumo teorijos (SRT) postulatu priėmė ne tik teiginį, kad šviesos greitis yra didžiausias įmanomas, bet ir kad jis yra nekintamas, tai yra, jis nepriklauso nuo šviesos šaltinio judesio ar nuo atskaitos rėmo. stebėtojas. Iš to išplaukė neįprastos pasekmės. Pavyzdžiui, paaiškėjo, kad kuo arčiau objekto greitis yra šviesos greičiui, tuo lėtesnis jo laikas teka ir tuo reikšmingesnė masė tampa. T. y., Nė vienas materialus kūnas negali įsibėgėti iki šviesos greičio, kitaip jo masė taps begalinė.
TELEFONO PARADOKSAS
Reklaminis vaizdo įrašas:
Taigi, šviesos greitis yra ribojamas ir net artimiausia žvaigždė „Proxima Centauri“pasiekia šviesą tik per 4,2 metus. Jei naudosime modernias raketų technologijas, kurių rekordas išlieka 20 km / s greičiu, ten patekti prireiks daugiau nei 70 tūkstančių metų! Akivaizdu, kad esant tokiam laiko tarpui, nereikia rimtai kalbėti apie ekspedicijas į artimiausias žvaigždes.
Tačiau ieškantys protai beveik iškart bandė rasti būdą, kaip įveikti greičio apribojimus. Vienas iš šių būdų galėtų būti teleportacija.
Įdomu tai, kad idėja skaidyti objektus į atomus su vėlesniu jų atkūrimu buvo sugalvota dar prieš tai, kai iš esmės kilo diskusija apie teleportacijos techninę realybę. Jį randame amerikiečio Edvardo Mitchello apsakyme „Žmogus be kūno“, išleistame dar 1877 m. Tuomet buvo manoma, kad mokslas išmoko molekulių ir atomų struktūros, todėl rašytojas tikėjo, kad atkurti objektą, išardytą į elementarias „plytas“, bus lengva. Dvidešimtajame amžiuje idėja pasirodė reikalaujanti mokslinės fantastikos rašytojų, ir šiandien sunku įsivaizduoti kūrinį apie tarpžvaigždinius skrydžius, kuriame nebūtų teleportacijos.
Kalbant apie mokslą, prieš fizikai filosofai galvojo apie galimas teleportacijos pasekmes. Tarkime, pasak jų, teleportas išardo žmogų į atomus, tada informacija apie juos perduodama į Marsą, o ten kitas teleportas surenka žmogų iš vietinių medžiagų. Ar žmogus Marse gali būti laikomas tuo pačiu asmeniu, kuris atvyko į Teleportą Žemėje? Paaiškėjo, kad nėra pakankamų kriterijų asmeniui identifikuoti, tai yra, kol mes nenustatysime, kokią materialinę bazę turi „siela“, per anksti kalbėti apie teleporto pritaikomumą.
Bet jei jūs jį naudojate siuntimui? Ir ne viskas čia paprasta! Vernerio Heisenbergo atrastas neapibrėžtumo principas draudžia tiksliai išmatuoti visas dalelės savybes: norint skaitmeniškai fiksuoti vieną charakteristiką, reikia „paaukoti“kitą, todėl niekada negalime iki galo aprašyti objekto pradiniame lygmenyje.
Tuomet mokslininkai svarstė apie galimybę kvantinės mechanikos ypatybes panaudoti teleportacijai. Kaip žinote, egzistuoja kvantinis įsipainiojimas - reiškinys, kai objektų kvantinės būsenos yra tarpusavyje susijusios, net jei patys objektai erdvėje yra atskirti didžiuliu atstumu. Žinoma, kvantinio įsipainiojimo dėka negalima perduoti materijos ar energijos, tačiau galima perduoti informaciją ir greičiu … daug didesniu už šviesą! Praktiškai tai atrodo taip. Jūs turite objektą, įsipainiojusį į objektą, kuris siunčiamas į Marsą. Jūs keičiate savo objekto kvantinę būseną, o po to objekto būsena Marse iškart pasikeičia.
Kvantinės teleportacijos eksperimentai buvo vykdomi nuo 1997 m., O šiandien net buvo nustatytas savotiškas fotonų būsenų vertimo 143 km nuotolyje rekordas. Fizikų laimėjimai yra įspūdingi, tačiau gamta dar nepasidavė jų spaudimui: norint iššifruoti tokiu būdu gauto pranešimo prasmę, reikia papildomos informacijos, kuri perduodama įprastu radijo kanalu.
BUBBLE ALCUBIERRE
Dar vieną idėją, kaip apgauti gamtos įstatymus, sugalvojo sovietų fizikas Sergejus Snegovas fantastinėje trilogijoje „Žmonės yra dievai“, paskelbtoje septintojo dešimtmečio antroje pusėje. Jo aprašyti „Tanevo varikliai“sugebėjo aktyviai paveikti kosmosą, vakuumą paversdami materija, dėl kurios veikėjai sugebėjo vystytis savavališkai dideliu greičiu.
Kažką panašaus po daugelio metų pasiūlė teorinis fizikas Miguelis Alcubierre'as. Savo 1994 m. Knygoje „Metmenų pavara: ypač greita kelionė bendrojoje reliatyvumoje“jis aprašė erdvės deformavimo metodą, kuris teoriškai leidžia įsibėgėti greičiau nei šviesai. Hipotetinis variklis suformuoja savotišką „burbulą“(„metmenų sferą“), už kurio įprasta erdvė išsiplės, o priešais - susitrauks. Tiesą sakant, vietiniame tome yra atkuriamas ankstyvosios Visatos jaunystės modelis, kai plėtėsi pats erdvės audinys. Tačiau erdvėlaivio įdėjimas į burbulą reikalauja egzotiškos neigiamos energijos. Tai, savo ruožtu, gali būti sugeneruotas dėl Kazimiero efekto, kuris generuoja virtualias daleles.
Be abejo, yra ir problemų. Fizikai apskaičiavo, kad norint sukurti pakankamo dydžio „burbulą“, reikalinga įprasta energija, kurios galia yra panaši į tą, kuri būtų gaunama konvertuojant visą Jupiterio masę į energiją. Nepaisant to, NASA kosmoso agentūroje buvo suformuota grupė, kuriai vadovavo fizikas Haroldas White'as, kuris nuo 2011 m. Sunkiai dirbo, kad patobulintų metmenų disko idėją, ir sugebėjo sukonfigūruoti „burbulą“į „diską“, dėl kurio reikalingos energijos sąnaudos buvo sumažintos iki priimtinos. kiekiai. Be to, skelbiama, kad artimiausioje ateityje jo grupė ketina išleisti metmenų disko prototipą, kuris „galingam lazeriui“naudoja „diską“.
Pastebėtina, kad lygiagrečiai su fizikais menininkas dizaineris Markas Redmakeris dirba prie superluminalios žvaigždėlaivio koncepcijos, pramintos IXS įmone - jo piešiniai ir paveikslai padeda geriau suprasti techninių problemų, kurias turės išspręsti inžinieriai, jei bus pastatyta metmenų pavara, gilumą. Remiantis skaičiavimais, žvaigždėlaivis galės įveikti atstumą iki „Proxima Centauri“vos per dvi savaites.
Nors nėra tvirto pasitikėjimo, kad Haroldo White'o grupei pavyks, tačiau galime tvirtai pasakyti: mokslininkai neatsisakys bandymų apgauti galiojančius fizikos dėsnius ir ras būdą patekti į žvaigždes.
Antonas Pervušinas