Zborul către stele este un vis de lungă durată al umanității. Cu toate acestea, distanțele față de ele sunt atât de mari, iar viteza oricărui mijloc tehnic cunoscut de noi este atât de scăzută încât pare ca visul să rămână pentru totdeauna o fantezie artistică. Și, cu toate acestea, fizicienii au o idee cum să înșele legile naturii și să izbucnească în spațiul interstelar.
VITEZA LIMITĂ
Până la începutul secolului al XVII-lea, se credea că lumina se răspândește instantaneu. Contrar acestei opinii, marele Galileo Galilei credea că are o anumită viteză și chiar a inventat un experiment cu un felinar pentru a-l măsura, dar nu a reușit. Drept urmare, a fost prima dată măsurată de astronomul danez Olaf Roemer, care în 1676 a observat eclipsele lui Io, luna lui Jupiter, și a constatat că timpul dintre eclipse devine mai scurt când distanța de pe această planetă uriașă către Pământ scade și mai mult când crește. El și-a dat seama că diferența se datorează vitezei luminii, care „parcurge” o distanță mai mare atunci când Jupiter se întoarce și a fost capabil să o calculeze cu ușurință. Roemer, desigur, a greșit în a determina valoarea exactă, dar a stabilit corect comanda - 214.000 km / s.
Ulterior, fizicienii au efectuat multe alte măsurători și până la începutul secolului XX au stabilit: viteza luminii într-un vid este de 299.910 km / s - acest lucru era deja aproape de valoarea modernă. Dar nimeni nu și-ar putea imagina că este supremul pentru Universul nostru.
În 1905, Albert Einstein a acceptat ca postulat pentru teoria sa specială a relativității (SRT) nu numai afirmația că viteza luminii este maximă posibilă, ci și că este invariabilă, adică nu depinde de mișcarea sursei de lumină sau de cadrul de referință. observator. Au urmat consecințe neobișnuite în acest sens. De exemplu, s-a dovedit că cu cât viteza unui obiect este mai apropiată de viteza luminii, cu atât timpul său curge mai lent și cu atât devine mai semnificativă masa. Adică, niciun corp material nu poate accelera până la viteza luminii, altfel, masa sa va deveni infinită.
PARADOXUL TELEPORTĂRII
Video promotional:
Așadar, viteza luminii este limitată și chiar lumina ajunge la cea mai apropiată stea Proxima Centauri în numai 4,2 ani. Dacă folosim tehnologii moderne de rachetă, a căror înregistrare rămâne viteza de 20 km / s, atunci va dura mai mult de 70 de mii de ani pentru a ajunge acolo! Este clar că, cu un astfel de interval de timp, nu este necesar să vorbim serios despre expediții către cele mai apropiate stele.
Totuși, căutarea minților a încercat aproape imediat să găsească o modalitate de a depăși limitele de viteză. Una dintre aceste modalități ar putea fi teleportarea.
Interesant este că ideea descompunerii obiectelor în atomi odată cu recrearea lor ulterioară a fost inventată chiar înainte de discuția despre realitatea tehnică a teleportării. O găsim în povestea americanului Edward Mitchell „Omul fără trup”, publicată în 1877. Atunci s-a crezut că știința a învățat structura moleculelor și atomilor, astfel încât scriitorul a crezut că ar fi ușor să recreeze un obiect dezasamblat în „cărămizi” elementare. În secolul XX, ideea s-a dovedit a fi solicitată de scriitorii de ficțiune științifică, iar astăzi este dificil să ne imaginăm o lucrare despre zboruri interstelare în care nu ar exista teleportare.
În ceea ce privește știința, înaintea fizicienilor filozofii s-au gândit la consecințele probabile ale teleportării. Să presupunem, au spus, un teletransport dezasamblează o persoană în atomi, apoi informațiile despre acestea sunt transmise pe Marte, iar acolo un alt teletransport colectează o persoană din materialele locale. Poate fi considerată o persoană de pe Marte aceeași persoană care a intrat pe teleport pe Pământ? S-a dovedit că nu există criterii suficiente pentru identificarea unei persoane, adică până nu stabilim ce bază materială are „sufletul”, este prematur să vorbim despre aplicabilitatea teleportului.
Dar dacă îl folosești pentru a trimite articole? Și nu totul este simplu aici! Principiul incertitudinii, descoperit de Werner Heisenberg, interzice măsurarea exactă a tuturor caracteristicilor unei particule: pentru fixarea numerică a unei caracteristici, trebuie „sacrificat” altul, deci nu putem descrie niciodată pe deplin un obiect la un nivel elementar.
Apoi oamenii de știință s-au gândit la posibilitatea utilizării caracteristicilor mecanicii cuantice pentru teleportare. După cum știți, există o înțelegere cuantică - un fenomen în care stările cuantice ale obiectelor sunt interdependente, chiar dacă obiectele în sine sunt separate în spațiu de o distanță uriașă. Desigur, cu ajutorul înțelegerii cuantice nu se poate transmite materie sau energie, dar este posibil să se transmită informații și cu o viteză … mult mai mare decât lumina! În practică, arată așa. Aveți un obiect care este legat de un obiect care este trimis pe Marte. Modificați starea cuantică a obiectului dvs., după care starea obiectului de pe Marte se schimbă instantaneu în consecință.
Experimente privind teleportarea cuantică au fost efectuate începând cu 1997, iar astăzi a fost stabilit chiar un fel de înregistrare pentru traducerea stărilor fotonilor la 143 km. Succesele fizicienilor sunt impresionante, însă natura încă nu a cedat presiunii lor: pentru a descifra semnificația unui mesaj primit în acest fel, este nevoie de informații suplimentare, care sunt transmise pe un canal radio convențional.
ALCUBIERRE BUBBLE
O altă idee a modului de a înșela legile naturii a fost inventată de fizicianul sovietic Serghei Snegov în trilogia fantastică People are Gods, publicată în a doua jumătate a anilor ’60. „Motoarele Tanev” descrise de el au fost capabili să influențeze activ spațiul, transformând vidul în materie, datorită căruia personajele au putut să dezvolte o viteză mare arbitrar.
Ceva similar a fost sugerat mulți ani mai târziu de fizicianul teoretician Miguel Alcubierre. În lucrarea sa din 1994 „Warp Drive: Ultra-Fast Travel in General Relativity”, el a descris o metodă de deformare a spațiului care teoretic face posibilă accelerarea mai rapidă decât lumina. Motorul ipotetic formează un fel de „bulă” („sfera de urzeală”), în spatele căreia spațiul obișnuit se va extinde, iar în fața lui se va contracta. De fapt, în volumul local, modelul tinereții timpurii a Universului este recreat, când țesătura spațiului se extindea. Cu toate acestea, este nevoie de energie negativă exotică pentru a plasa o navă spațială într-o bulă. La rândul său, poate fi generat datorită efectului Casimir, care generează particule virtuale.
Desigur, există și probleme. Fizicienii au calculat că pentru a crea o „bulă” de dimensiuni suficiente, este necesară energie obișnuită, a cărei putere este comparabilă cu cea care ar fi obținută prin transformarea întregii mase de Jupiter în energie. În ciuda acestui fapt, s-a format un grup la agenția spațială NASA, condusă de fizicianul Harold White, care lucrează din greu din 2011 pentru a îmbunătăți ideea de o unitate de urzeală și a reușit să configureze o „bulă” într-un „disc”, datorită căreia costurile energetice necesare au fost reduse la acceptabile. cantități. Mai mult, se anunță că, în viitorul viitor, grupul său va lansa un prototip de urzire care folosește lasere puternice pentru a forma un „disc”.
De remarcat este faptul că, în paralel cu fizicienii, artistul-designer Mark Redmaker lucrează la conceptul unei nave stelare superluminale, supranumită IXS Enterprise, ale cărei desene și picturi ajută la o mai bună înțelegere a profunzimii problemelor tehnice care vor trebui rezolvate de către ingineri dacă se construiește unitatea de urzire. Conform calculelor, nava de stele va putea parcurge distanța până la Proxima Centauri în doar două săptămâni.
Deși nu există încredere fermă că grupul Harold White va reuși, dar putem spune cu siguranță: oamenii de știință nu vor abandona încercările de a înșela legile fizicii existente și vor găsi o cale de a ajunge la stele.
Anton Pervushin
