Да летиш до звездите е дългогодишна мечта на човечеството. Разстоянията до тях обаче са толкова големи, а скоростта на всякакви познати ни технически средства е толкова ниска, че изглежда сякаш мечтата завинаги ще остане изкусна фантазия. И въпреки това физиците имат идея как да заблудят законите на природата и да избухнат в междузвездното пространство.
ОГРАНИЧЕНА СКОРОСТ
До началото на 17 век се смяташе, че светлината се разпространява мигновено. Противно на това мнение, великият Галилео Галилей вярвал, че има определена скорост и дори измислил експеримент с фенер, за да го измери, но той не успял. В резултат на това той първо е измерен от датския астроном Олаф Ромер, който през 1676 г. наблюдава затъмненията на Йо, луната на Юпитер и установява, че времето между затъмненията става по-кратко, когато разстоянието от тази гигантска планета до Земята намалява и повече, когато се увеличава. Той разбра, че разликата се дължи на скоростта на светлината, която "изминава" по-голямо разстояние, когато Юпитер отстъпи, и успя лесно да го изчисли. Ромер, разбира се, сбърка при определянето на точната стойност, но правилно установи реда - 214 000 км / сек.
По-късно физиците извършват много други измервания и до началото на ХХ век установяват: скоростта на светлината във вакуум е 299 910 км / с - това вече е близо до съвременната стойност. Но никой дори не можеше да си представи, че това е върховното за нашата Вселена.
През 1905 г. Алберт Айнщайн приема за постулат за специалната си теория на относителността (СРТ) не само твърдението, че скоростта на светлината е максимално възможна, но и че тя е инвариантна, тоест не зависи от движението на източника на светлина или от референтната рамка наблюдател. От това следваха необичайни последици. Например се оказа, че колкото по-близо е скоростта на даден обект до скоростта на светлината, толкова по-бавно тече времето му и толкова по-значителна става масата. Тоест, никое материално тяло не може да се ускори до скоростта на светлината, в противен случай масата му ще стане безкрайна.
ПАРАДОКС НА ТЕЛЕПОРТАЦИЯТА
Промоционално видео:
Така че скоростта на светлината е ограничаваща и дори светлината достига до най-близката звезда Проксима Центавър само за 4,2 години. Ако използваме съвременни ракетни технологии, чийто рекорд остава скорост от 20 км / с, тогава ще са необходими повече от 70 хиляди години, за да стигнем до там! Ясно е, че при такава времева рамка няма нужда да се говори сериозно за експедиции до най-близките звезди.
И все пак търсещите умове почти веднага се опитаха да намерят начин да преодолеят ограниченията на скоростта. Един от тези начини може да бъде телепортацията.
Интересното е, че идеята за разлагане на обекти в атоми с последващото им пресъздаване е измислена още преди дискусията за техническата реалност на телепортацията да възникне по принцип. Намираме го в историята на американеца Едуард Мичъл „Човекът без тяло“, публикувана през 1877г. Тогава се смяташе, че науката знае структурата на молекулите и атомите, така че писателят вярва, че ще бъде лесно да се пресъздаде обект, разглобен на елементарни "тухли". През ХХ век идеята се оказва търсена от писатели на научна фантастика и днес е трудно да си представим произведение за междузвездни полети, в което няма да има телепортация.
Що се отнася до науката, преди физиците философи са мислили за вероятните последици от телепортацията. Да предположим, че те казаха, че телепортът разглобява човек на атоми, след това информация за тях се предава на Марс, а там друг телепорт събира човек от местни материали. Може ли човек на Марс да се счита за същия човек, който влезе в телепорта на Земята? Оказа се, че няма критерии, достатъчни за идентифициране на човек, тоест, докато не установим каква материална основа има „душата“, е преждевременно да се говори за приложимостта на телепорта.
Но ако го използвате за изпращане на артикули? И не всичко е просто тук! Принципът на несигурност, открит от Вернер Хайзенберг, забранява точното измерване на всички характеристики на частица: за численото фиксиране на една характеристика човек трябва да „жертва” друга, така че никога не можем да опишем напълно обект на елементарно ниво.
Тогава учените помислиха за възможността да се използват функциите на квантовата механика за телепортиране. Както знаете, има квантово заплитане - явление, при което квантовите състояния на обектите са взаимозависими, дори ако самите обекти са разделени в пространството на огромно разстояние. Разбира се, с помощта на квантово заплитане човек не може да предава материя или енергия, но е възможно да се предава информация и то със скорост … много по-висока от светлината! На практика изглежда така. Имате обект, който е оплетен с обект, който е изпратен до Марс. Променяте квантовото състояние на вашия обект, след което състоянието на обекта на Марс моментално се променя съответно.
Експериментите по квантова телепортация се провеждат от 1997 г. насам, а днес дори е поставен своеобразен рекорд за превод на състоянията на фотоните на 143 км. Успехите на физиците са впечатляващи, но все още природата все още не се е поддала на техния натиск: за да дешифрираме значението на съобщението, получено по този начин, е необходима допълнителна информация, която се предава по конвенционален радио канал.
BUBBLE ALCUBIERRE
Друга идея как да заблуждаваме законите на природата е измислена от съветския физик Сергей Снегов във фантастичната трилогия People are Gods, публикувана през втората половина на 60-те години. Описаните от него „двигатели на Танев“успяха да повлияят активно на пространството, превръщайки вакуум в материя, благодарение на което героите успяха да развият произволно висока скорост.
Нещо подобно беше предложено много години по-късно от теоретичния физик Мигел Алкубиер. В своята книга от 1994 г. Warp Drive: Ultra-Fast Travel in General Relativity, той описа метод за изкривяване на пространството, който теоретично дава възможност да се ускори по-бързо от светлината. Хипотетичният двигател образува своеобразен "балон" ("warp сфера"), зад който обикновеното пространство ще се разшири и пред него ще се свие. Всъщност в местния обем се пресъздава моделът на ранната младост на Вселената, когато самата тъкан на космоса се разширява. Въпреки това е необходима екзотична отрицателна енергия, за да поставите космически кораб в балон. Той от своя страна може да се генерира благодарение на ефекта Казимир, който генерира виртуални частици.
Разбира се, има и проблеми. Физиците са изчислили, че за да се създаде "балон" с достатъчен размер, е необходима обикновена енергия, чиято мощност е сравнима с тази, която би била получена чрез преобразуване на цялата маса на Юпитер в енергия. Въпреки това в космическата агенция НАСА беше сформирана група, ръководена от физика Харолд Уайт, който работи усилено от 2011 г. за подобряване на идеята за деформация и успя да конфигурира "балон" в "диск", поради което необходимите разходи за енергия бяха намалени до приемливи количества. Освен това е обявено, че в обозримо бъдеще групата му ще пусне прототип на warp устройство, което използва мощни лазери за формиране на "диск".
Прави впечатление, че успоредно с физиците, художникът-дизайнер Марк Редмейкър работи върху концепцията за свръхлюминен звезден кораб, наречен IXS Enterprise, чиито рисунки и картини помагат да се разбере по-добре дълбочината на техническите проблеми, които ще трябва да бъдат решени от инженерите, ако основата е изградена. Според изчисленията, корабът ще може да измине разстоянието до Проксима Центавър само за две седмици.
Въпреки че няма твърда сигурност, че групата на Харолд Уайт ще успее, но можем да кажем със сигурност: учените няма да изоставят опитите си да заблудят съществуващите закони на физиката и да намерят начин да стигнат до звездите.
Антон Первушин
