Lietanie k hviezdam je dlhotrvajúcim snom ľudstva. Vzdialenosti od nich sú však také veľké a rýchlosť akýchkoľvek známych technických prostriedkov je tak nízka, že sa zdá, akoby sen zostal navždy umelou fantáziou. Fyzici však majú predstavu, ako oklamať zákony prírody a preniknúť do medzihviezdneho priestoru.
LIMIT RÝCHLOSŤ
Až do začiatku 17. storočia sa verilo, že svetlo sa šíri okamžite. Na rozdiel od tohto názoru, veľký Galileo Galilei veril, že má určitú rýchlosť, a dokonca vynašiel experiment so svietidlom na jeho meranie, ale neuspel. Výsledkom bolo, že ho prvýkrát zmeral dánsky astronóm Olaf Roemer, ktorý v roku 1676 pozoroval zatmenia Io, mesiaca Jupiter, a zistil, že čas medzi zatmeniami sa skracuje, keď sa vzdialenosť od tejto obrovskej planéty k Zemi znižuje, a zväčšuje sa. Uvedomil si, že rozdiel je spôsobený rýchlosťou svetla, ktorá „cestuje“väčšiu vzdialenosť, keď Jupiter ustúpi, a bol schopný ho ľahko vypočítať. Roemer sa samozrejme mýlil pri určovaní presnej hodnoty, ale správne stanovil poriadok - 214 000 km / s.
Následne fyzici vykonali mnoho ďalších meraní a začiatkom dvadsiateho storočia sa ustanovili: rýchlosť svetla vo vákuu je 299 910 km / s - to už bolo blízko k modernej hodnote. Ale nikto si ani nedokázal predstaviť, že je to vrchol nášho vesmíru.
V roku 1905 Albert Einstein prijal ako postulát pre svoju špeciálnu teóriu relativity (SRT) nielen tvrdenie, že rýchlosť svetla je maximálna možná, ale tiež to, že je nemenné, to znamená, že nezávisí od pohybu zdroja svetla alebo od referenčného rámca. pozorovateľ. Z toho vyplynuli neobvyklé následky. Napríklad sa ukázalo, že čím bližšia je rýchlosť objektu k rýchlosti svetla, tým pomalší je jeho čas a tým výraznejšia je hmotnosť. To znamená, že žiadne hmotné telo nemôže zrýchliť na rýchlosť svetla, inak bude jeho hmota nekonečná.
PARADOX TELEPORTÁCIE
Propagačné video:
Takže rýchlosť svetla je obmedzená a dokonca aj svetlo dosiahne najbližšiu hviezdu Proxima Centauri za iba 4,2 roka. Ak použijeme moderné raketové technológie, ktorých rekord zostáva rýchlosťou 20 km / s, bude trvať viac ako 70 tisíc rokov, kým sa tam dostaneme! Je zrejmé, že v takom časovom rámci nie je potrebné vážne hovoriť o výpravách k najbližším hviezdam.
Napriek tomu sa hľadanie mysle takmer okamžite pokúsilo nájsť spôsob, ako prekonať obmedzenia rýchlosti. Jedným z týchto spôsobov by mohla byť teleportácia.
Je zaujímavé, že myšlienka rozkladu predmetov na atómy s ich následnou rekreáciou bola vynájdená ešte predtým, ako v zásade vznikla diskusia o technickej realite teleportácie. Nájdeme to v príbehu amerického Edwarda Mitchella "Muž bez tela", ktorý vyšiel v roku 1877. Potom sa verilo, že veda sa naučila štruktúru molekúl a atómov, takže spisovateľ veril, že je ľahké znovu vytvoriť objekt rozobraný na elementárne „tehly“. V dvadsiatom storočí sa ukázalo, že ide o dopyt zo strany spisovateľov sci-fi, a dnes je ťažké predstaviť si prácu o medzihviezdnych letoch, pri ktorej by nedošlo k teleportácii.
Pokiaľ ide o vedu, filozofi filozofov predtým, ako fyzici uvažovali o pravdepodobných dôsledkoch teleportácie. Predpokladajme, že hovoria, že teleport rozdeľuje človeka na atómy, potom sa informácie o nich prenášajú na Mars a ďalší teleport zhromažďuje osobu z miestnych materiálov. Môže byť osoba na Marse považovaná za tú istú osobu, ktorá vstúpila do teleportu na Zemi? Ukázalo sa, že neexistujú žiadne kritériá postačujúce na identifikáciu osoby, to znamená, že kým nezistíme, aký materiál má „duša“podstatu, je predčasné hovoriť o uplatniteľnosti teleportu.
Ale ak ho používate na odosielanie položiek? A nie všetko je tu jednoduché! Princíp neistoty, ktorý objavil Werner Heisenberg, zakazuje presné meranie všetkých charakteristík častice: pre numerickú fixáciu jednej charakteristiky je potrebné „obetovať“druhú, takže nikdy nedokážeme úplne opísať objekt na elementárnej úrovni.
Potom vedci premýšľali o možnosti použitia prvkov kvantovej mechaniky na teleportáciu. Ako viete, existuje kvantové zapletenie - jav, v ktorom sú kvantové stavy objektov vzájomne závislé, aj keď samotné objekty sú vo vesmíre oddelené obrovskou vzdialenosťou. Samozrejme, pomocou kvantového zapletenia nie je možné prenášať hmotu ani energiu, ale je možné prenášať informácie a rýchlosťou … oveľa vyššou ako svetlo! V praxi to vyzerá takto. Máte objekt, ktorý je zamotaný s objektom, ktorý je odoslaný na Mars. Môžete zmeniť kvantový stav vášho objektu, po ktorom sa okamžite zmení stav objektu na Marse.
Pokusy s kvantovou teleportáciou sa uskutočňujú od roku 1997 a dnes sa zaznamenal aj istý druh záznamu prekladu stavov fotónov na 143 km. Úspechy fyzikov sú pôsobivé, ale príroda ešte nepodľahla ich tlaku: na rozlúštenie významu správy prijatej týmto spôsobom sú potrebné ďalšie informácie, ktoré sa prenášajú konvenčným rádiovým kanálom.
BUBBLE ALCUBIERRE
Ďalšiu myšlienku, ako oklamať prírodné zákony, vymyslel sovietsky fyzik Sergei Snegov vo fantastickej trilógii Ľudia sú bohovia, ktorá bola uverejnená v druhej polovici 60. rokov. „Tanevove motory“, ktoré opísal, boli schopné aktívne ovplyvňovať vesmír a prevádzať vákuum na hmotu, vďaka čomu sa postavy mohli rozvíjať ľubovoľne vysokou rýchlosťou.
Niečo podobné navrhol mnoho rokov neskôr teoretický fyzik Miguel Alcubierre. Vo svojom článku z roku 1994 „Warp Drive: Ultrafast Travel in General Relativity“opísal metódu deformácie priestoru, ktorá teoreticky umožňuje zrýchlenie rýchlejšie ako svetlo. Hypotetický motor tvorí akúsi „bublinu“(„osnovná guľa“), za ktorou sa obyčajný priestor rozšíri a pred ním sa stiahne. V skutočnosti sa v miestnom zväzku obnovuje model ranej mladosti vesmíru, keď sa rozširovala samotná štruktúra vesmíru. Umiestnenie vesmírnej lode do bubliny však vyžaduje exotickú negatívnu energiu. To sa zase môže generovať vďaka Casimirovmu efektu, ktorý vytvára virtuálne častice.
Existujú samozrejme aj problémy. Fyzici vypočítali, že na vytvorenie „bubliny“dostatočnej veľkosti je potrebná obyčajná energia, ktorej sila je porovnateľná s tou, ktorá by sa získala premenou celej hmoty Jupitera na energiu. Napriek tomu bola v vesmírnej agentúre NASA vytvorená skupina pod vedením fyzika Harolda Whitea, ktorý od roku 2011 tvrdo pracuje na zlepšení myšlienky osnovy a podarilo sa jej nakonfigurovať „bublinu“na „disk“, vďaka čomu sa požadované náklady na energiu znížili na prijateľnú veličiny. Navyše sa oznamuje, že v dohľadnej budúcnosti bude jeho skupina predstavovať prototyp osnovnej jednotky, ktorá využíva výkonné lasery na vytvorenie „disku“.
Je pozoruhodné, že umelec-dizajnér Mark Redmaker paralelne s fyzikmi pracuje na koncepcii superluminálnej hviezdnej lode, ktorá sa nazýva IXS Enterprise - jeho kresby a maľby pomáhajú lepšie pochopiť hĺbku technických problémov, ktoré budú musieť inžinieri vyriešiť, ak bude postavená osnovná mechanika. Podľa výpočtov bude hviezdna loď schopná pokryť vzdialenosť do Proxima Centauri iba za dva týždne.
Aj keď neexistuje žiadna pevná istota, že skupina Harold White uspeje, ale môžeme povedať s istotou: vedci sa nevzdajú pokusu oklamať existujúce fyzikálne zákony a nájsť spôsob, ako sa dostať k hviezdam.
Anton Pervushin