Tähtede lendamine on inimkonna kauaaegne unistus. Siiski on vahemaad nendeni nii suured ja kõigi meile teadaolevate tehniliste vahendite kiirus on nii madal, et tundub, nagu jääks unistus igavesti kunstlikuks fantaasiaks. Ja sellegipoolest on füüsikutel idee, kuidas petta loodusseadusi ja puhkeda tähtedevahelisse ruumi.
KIIRUSE PIIRAMINE
Kuni 17. sajandi alguseni usuti, et valgus levib koheselt. Vastupidiselt sellele arvamusele uskus suur Galileo Galilei, et tal on teatud kiirus, ja leiutas selle mõõtmiseks isegi katse laternaga, kuid see ei õnnestunud. Selle tulemusel mõõtis seda kõigepealt Taani astronoom Olaf Roemer, kes vaatas 1676. aastal Jupiteri Kuu Io eclipsid ja leidis, et eclipside vaheline aeg muutub lühemaks, kui kaugus sellest hiiglaslikust planeedist Maale väheneb, ja rohkem, kui see suureneb. Ta mõistis, et erinevus tuleneb valguse kiirusest, mis "läbib" Jupiteri taandumisel suurema vahemaa, ja suutis seda hõlpsalt arvutada. Roemer muidugi eksis täpse väärtuse määramisel, kuid ta kehtestas järjekorra õigesti - 214 000 km / s.
Hiljem viisid füüsikud läbi palju muid mõõtmisi ja kahekümnenda sajandi alguseks tegid kindlaks: valguse kiirus vaakumis on 299 910 km / s - see oli juba tänapäevase väärtuse lähedal. Kuid keegi ei suutnud isegi ette kujutada, et see on meie Universumi jaoks ülim.
Aastal 1905 võttis Albert Einstein oma spetsiaalse relatiivsusteooria (SRT) postulaadiks mitte ainult väite, et valguse kiirus on maksimaalne võimalik, vaid ka selle, et see on muutumatu, see tähendab, et see ei sõltu valgusallika liikumisest ega võrdlusraamistikust. vaatleja. Sellest tulenevad ebaharilikud tagajärjed. Näiteks selgus, et mida lähemal on objekti kiirus valguse kiirusele, seda aeglasemaks selle aeg voolab ja seda olulisemaks mass muutub. See tähendab, et ükski materiaalne keha ei saa kiirendada valguse kiiruseni, vastasel juhul muutub selle mass lõpmatuks.
TELEPORTIMISE PARADOKS
Reklaamvideo:
Niisiis, valguse kiirus on piiratud ja isegi valgus jõuab lähima tähe Proxima Centauri juurde vaid 4,2 aasta pärast. Kui kasutame tänapäevaseid raketitehnoloogiaid, mille rekordiks jääb kiirus 20 km / s, siis sinna jõudmiseks kulub rohkem kui 70 tuhat aastat! On selge, et sellise ajaraamiga pole vaja ekspeditsioonidest lähimate tähtede poole tõsiselt rääkida.
Siiski üritasid meele otsijad peaaegu kohe leida viisi kiirusepiirangutest ületamiseks. Üks neist viisidest võiks olla teleportatsioon.
Huvitav on see, et idee objektide aatomiteks lagundamiseks koos nende järgneva taasloomisega leiutati juba enne, kui põhimõtteliselt tekkis arutelu teleportatsiooni tehnilise reaalsuse üle. Leiame selle ameeriklase Edward Mitchelli loos "Mees ilma kehata", mis avaldati juba 1877. aastal. Siis usuti, et teadus on õppinud molekulide ja aatomite struktuuri, nii et kirjanik arvas, et elementaarseteks "tellisteks" lammutatud objekti on lihtne taasluua. Kahekümnendal sajandil osutus idee ulmekirjanike nõudmiseks ja tänapäeval on raske ette kujutada tähtedevahelisi lende käsitlevat teost, milles poleks teleportatsiooni.
Mis puutub teadusesse, siis enne füüsikute mõtlemist mõtlesid filosoofid teleportatsiooni tõenäoliste tagajärgede üle. Oletame, nagu nad ütlesid, et teleport lahutab inimese aatomiteks, seejärel edastatakse teave nende kohta Marsile ja seal kogub teine teleportija inimene kohalikest materjalidest. Kas Marsil elavat inimest võib pidada samaks inimeseks, kes sisenes Maale teleporti? Selgus, et inimese tuvastamiseks pole piisavalt kriteeriume, st seni, kuni pole välja selgitatud, mis materiaalsel alusel “hing” on, on ennatlik rääkida teleporti rakendatavusest.
Aga kui kasutate seda esemete saatmiseks? Ja mitte kõik pole siin lihtne! Werner Heisenbergi avastatud määramatuse põhimõte keelab osakese kõigi omaduste täpset mõõtmist: ühe tunnuse arvuliseks fikseerimiseks tuleb teine ohverdada, nii et me ei saa kunagi objekti elementaarsel tasemel kirjeldada.
Siis mõtlesid teadlased välja võimaluse kasutada kvantmehaanika funktsioone teleportatsioonis. Nagu teate, on olemas kvantne takerdumine - nähtus, kus objektide kvantseisundid on teineteisest sõltuvad, isegi kui objektid ise on ruumis eraldatud tohutu vahemaaga. Muidugi, kvant takerdumise abil ei saa inimene ainet ega energiat edastada, kuid teavet on võimalik edastada ja kiirusel … palju suurem kui valgus! Praktikas näeb see välja selline. Teil on objekt, mis on takerdunud objekti, mis saadetakse Marsile. Te muudate oma objekti kvant olekut, mille järel objekti seisund Marsil muutub vastavalt koheselt.
Kvantteleportatsiooni katsed on läbi viidud alates 1997. aastast ja täna on 143 km kaugusel footonite olekute tõlkimiseks püstitatud isegi omamoodi rekord. Füüsikute edusammud on muljetavaldavad, kuid loodus pole nende survele veel alla andnud: sel viisil vastuvõetud teate tähenduse dešifreerimiseks on vaja lisateavet, mis edastatakse tavapärase raadiokanali kaudu.
Mullide ALCUBIERRE
Veel ühe idee, kuidas loodusseadusi petta, leiutas nõukogude füüsik Sergei Snegov 1960. aastate teisel poolel ilmunud fantastilises triloogias People are Gods. Tema kirjeldatud "Tanevi mootorid" suutsid ruumi aktiivselt mõjutada, muutes vaakumi mateeriaks, mille tõttu tegelased suutsid suvaliselt suure kiiruse areneda.
Midagi sarnast soovitas aastaid hiljem teoreetiline füüsik Miguel Alcubierre. Oma 1994. aasta artiklis “Warp Drive: ülikiire käik üldises relatiivsuses” kirjeldas ta ruumi väändumise meetodit, mis teoreetiliselt võimaldab kiirendada kui valgus. Hüpoteetiline mootor moodustab omamoodi "mulli" ("lõimesfääri"), mille taga tavaline ruum laieneb ja mille ees see tõmbub kokku. Tegelikult taasluuakse kohalikus mahus Universumi varajase nooruse eeskuju, kui avaruse kangas laienes. Kosmoselaeva mullisse asetamine võtab aga eksootilise negatiivse energia. Seda saab omakorda genereerida tänu Casimiri efektile, mis genereerib virtuaalseid osakesi.
Muidugi on ka probleeme. Füüsikud on välja arvutanud, et piisava suurusega "mulli" loomiseks on vaja tavalist energiat, mille võimsus on võrreldav sellega, mis saadakse kogu Jupiteri massi muundamisel energiaks. Sellele vaatamata moodustati NASA kosmoseagentuuris grupp, mida juhib füüsik Harold White ja kes on alates 2011. aastast teinud kõvasti tööd lõime ajami idee täiustamiseks ja suutis konfigureerida "mull" kettaks, mille tõttu nõutavad energiakulud vähendati vastuvõetavaks kogused. Veelgi enam, teatatakse, et lähitulevikus kavatseb tema grupp tuua välja prototüübi lõime ajami, mis kasutab "ketta" moodustamiseks võimsaid lasereid.
Tähelepanuväärne on see, et paralleelselt füüsikutega töötab kunstnik-disainer Mark Redmaker superluminaalse tähelaeva kontseptsiooni nimega IXS Enterprise - tema joonistused ja maalid aitavad paremini mõista nende tehniliste probleemide sügavust, mis inseneridel tuleb lahendada, kui lõime ajam ehitatakse. Arvutuste kohaselt suudab tähelaev katta vahemaa Proxima Centaurini kõigest kahe nädalaga.
Ehkki pole kindlat kindlust, et Harold White'i grupp õnnestub, kuid võime kindlalt öelda: teadlased ei hülga oma katseid eksitada olemasolevaid füüsikaseadusi ja leiavad võimaluse tähtede juurde pääseda.
Anton Pervushin
