Чалавекам заўсёды рухае цяга да нязведанага, у яго нават ёсць спецыяльны нейрамедыятар - дофаміна, які з'яўляецца хімічным матыватарам да атрымання інфармацыі. Мозгу ўвесь час патрэбен струмень новых дадзеных і нават калі гэтыя дадзеныя не патрэбныя для выжывання - так ужо атрымалася, што механізм ёсць і грэх яго не выкарыстоўваць.
У артыкуле ніжэй, я б хацеў заканспектаваць навукова-фантастычныя спосабы перамяшчэння да далёкіх зорак і галактык, даступныя на дадзены момант у рамках навуковых тэорый і гіпотэз.
Перад тварам космасу большасць людскіх спраў выглядаюць малаважнымі, нават дробязнымі. Карл Саган, 1980 г.
Кожны чалавек хоць раз у жыцці паднімаў галаву ўгору, цёплым летнім вечарам і назіраў за зоркамі. Глыбіня космасу прыцягвае і выклікае глыбокую павагу, кагосьці, ізноў жа, ненадоўга, а кагосьці на ўсё жыццё.
Што ж там? Ці ёсць там жыццё? І якія цуды могуць быць на гэтых незлічоных мірах?
Вядома, адзіным спосабам адправіцца туды і пазнаць - гэта перамясціцца праз прастору-час да гэтых далёкіх зорак, планет, туманнасцяў і нават - ГАЛАКТЫКАМ.
Але нажаль і ах - час не той. Адзінае, да куды дасталі нашы тэхналогіі перамяшчэння - гэта недалёка за межы сонечнай сістэмы, дзякуючы аўтаматычным зондам праекта "Вояджэр" з якіх быў запушчаны ў 1977 годзе!
Але каб сур'ёзна казаць аб іншых мірах, нам патрэбна хуткасць як мінімум роўная хуткасці святла, а ў ідэале - звышсветлавая.
Што замінае?
Тут усё проста - усяго то законы фізікі, прычым фундаментальныя.
Закон прычыннасці
Сутнасць у тым, што следства не можа апярэджваць прычыну. Ніхто ніколі не назіраў, каб, напрыклад, спачатку мёртва ўпала качка, а потым стрэліў паляўнічы. Пры хуткасцях жа, якія перавышаюць З, паслядоўнасць падзей становіцца зваротнай, стужка часу адмотваецца назад. У гэтым лёгка пераканацца з наступнай простай развагі.
Выкажам здагадку, што мы знаходзімся на нейкім касмічным караблі, які рухаецца хутчэй святла. Тады мы паступова даганялі б святло, выпушчанае крыніцай ва ўсё больш і больш раннія моманты часу. Спачатку мы дагналі б фатоны, выпушчаныя, скажам, учора, затым - выпушчаныя пазаўчора, потым - тыдзень, месяц, год таму і гэтак далей. Калі б крыніцай святла было люстэрка, якое адлюстроўвае жыццё, то мы спачатку ўбачылі б падзеі ўчорашняга дня, затым пазаўчарашняга і гэтак далей. Мы маглі б убачыць, скажам, старога, які паступова ператвараецца ў чалавека сярэдніх гадоў, затым у маладога, у юнака, у дзіця… Гэта значыць час павярнуў бы назад, мы рухаліся б з сучаснасці ў мінулае. Прычыны і следствы пры гэтым памяняліся б месцамі.
Абмежаванні даўніны Альберта
Акрамя праблемы прычыннасці прырода паставіла яшчэ больш жорсткія ўмовы: недасягальны рух не толькі са звышсветлавой хуткасцю, але і з хуткасцю, роўнай хуткасці святла, - да яе можна толькі набліжацца. З тэорыі адноснасці вынікае, што пры павелічэнні хуткасці руху ўзнікаюць тры акалічнасці: узрастае маса аб'екта, які рухаецца, памяншаецца яго памер у напрамку руху і запавольваецца плынь часу на гэтым аб'екце (з пункту гледжання вонкавага назіральніка, які «спачываецца»). Пры звычайных хуткасцях гэтыя змены нікчэмна малыя, але па меры набліжэння да хуткасці святла яны становяцца ўсё больш адчувальнымі, а ў мяжы - пры хуткасці, роўнай З, - маса становіцца бясконца вялікі, аб'ект цалкам губляе памер у напрамку руху і час на ім спыняецца. Таму ніякае матэрыяльнае цела не можа дасягнуць скорасці святла. Такой хуткасцю валодае толькі само святло! (А таксама «ўсепранікальная» часціца - нейтрына, якая, як і фатон, не можа рухацца з хуткасцю, меншай С.
Наогул па міма таго што апісана вышэй праблем шмат, да прыкладу, на калясветлавой хуткасці, пры сутыкненні аб'екта масай 1 кг з пясчынкай, вызваляецца такая колькасць энергіі, якая дазваляе 10 тыс. тон сталі ператварыць у пару за 1 секунду. Калі супаставіць гэта з рэальнай масай зоркалёта, то магутнасць выбуху будзе роўная або перавышаць магутнасць ядзерных працэсаў адбывалых на Сонцы.
Але разумны ў гару не пойдзе, разумны гару абміне, бо законы на тое і ёсць, каб іх парушаць… жартую, парушыць законы Вы не зможаце, але навуковая фантастыка (і калянавуковая) прапануе нам спосабы перамяшчэння, якія дазваляюць абысці прынцыпы СТА.
Спосабы звышсветлавых перасоўванняў у прасторы-часе
Масты Эйнштэйна-Розена
, таксама вядомыя як чарвяточыны або кротавыя норы, з'яўляюцца, мабыць, найбольш вядомымі сродкамі міжзоркавых падарожжаў - і, хутчэй за ўсё, на самай справе існуюць. Агульная тэорыя адноснасці Альберта Эйнштэйна прадказала існаванне чарвяточын, хоць выявіць іх пакуль не ўдалося.
Калі казаць простай мовай, мост Эйнштэйна-Розена з'яўляецца тунэлем у прасторы, выкліканым дэфармаваннем прасторы-часу. Масіўныя аб'екты, такія як зоркі ці чорныя дзюры, скрыўляюць час і прастора, як шар для боўлінга скрыўляе батут. Досыць масіўны аб'ект можа настолькі выгнуць прастору-час, што створыць сувязь паміж двума, досыць выдаленымі ў звычайным стане кропкамі.
Уявіце сабе ліст паперы і дзве кропкі на ім. Вам неабходна дабрацца з адной кропкі ў іншую і, калі вы будзеце перасоўвацца строга па паверхні паперы, гэтае «падарожжа» зойме нейкі час. Аднак, калі скласці ліст так, каб кропкі супадалі, і праткнуць яго ў гэтым месцы алоўкам, то, скарыстаўшыся алоўкам, як тунэлем (ці мастом), мы значна скароцім адлегласць паміж кропкамі.
Уваход у кратовую нару часта ўяўляўся ў выглядзе ўваходу ў тунэль, што мае сэнс з улікам назвы. Але гэта памылковае ўяўленне. У фільме «Интерстеллар» гэты момант паказаны правільна - з пункту гледжання назіральніка ў трохмернай прасторы чарвяточына павінна выглядаць як сфера.
Чарвяточыны - павабны метад ажыццяўлення міжзоркавых перасоўванняў, таму што яны не патрабуюць, каб вы перавышалі хуткасць святла. Фізіка кажа нам, што нішто не можа рухацца хутчэй за святло. Але з чарвяточынамі можна пераадольваць вялізныя міжзоркавыя адлегласці, не парушаючы гэты закон
Варп рухавік
Варп, тэхналогія FTL, якая на дадзены момант мае быць увасобленай у жыццё. Варп можна смела зваць найболей рэалістычным спосабам перасоўвання вышэй хуткасці святла з усіх вядомых. Няхай ён пакуль і застаецца толькі ў выглядзе формул на паперы. Гаворка ідзе пра .
Прынцып дзеяння выцякае са спосабу абыйсці Адмысловую Тэорыю Адноснасці, якая пастулюе, што нішто ў прасторы не можа рухацца хутчэй хуткасці святла. «Сцежка» складаецца ў тым, што дадзены пастулат не распаўсюджваецца на саму прастору, якое можа сціскацца і расцягвацца ад розных уздзеянняў, напрыклад, гравітацыйнага поля, Варп рухавік сціскае прастору перад караблём і пашырае яго ззаду карабля, перасоўваючы бурбалку звычайнай прасторы разам з караблём наперад .
У сусвеце Стар Трэка такія рухавікі развіваюць даволі сціплыя па стандартах навуковай фантастыкі хуткасці - падарожжы Энтэрпрайзаў былі абмежаваныя адным сектарам галактыкі зблізку Сонечнай Сістэмы (~1500 светлавых гадоў), займалі гады і пакінулі кучу белых плям і недаследаваных абласцей.
Гіперпрастора
Не так даўно з'явіліся падрабязныя эксперыментальныя з касмічнага апарата WMAP аб неаднароднасцях тэмпературы рэліктавага выпраменьвання, якое з'яўляецца адным з асноўных аб'ектаў назірання пры вывучэнні нашага сусвету. Пры аналізе гэтых дадзеных была выяўленая вялікая анамалія кутняга размеркавання флуктуацый рэліктавага выпраменьвання на нізкіх гармоніках. Адным з тлумачэнняў дадзенай з'явы стала тэорыя аб тым, што тапалогія нашага сусвету адрозніваецца ад трохмернай плоскасці ці шара. Пры разглядзе тапалогіі нашага сусвету ў выглядзе дадэкаэдра, тэарэтычныя разлікі блізка сыходзяцца з эксперыментальнымі дадзенымі.
«Плоскі тапалагічна складаны трохмерны Сусвет можна пабудаваць толькі на аснове кубоў, паралелепіпедаў і шасцігранных прызмаў. У выпадку скрыўленай прасторы такімі ўласцівасцямі валодае шырэйшы клас фігур. Пры гэтым найболей добра атрыманыя ў эксперыменце WMAP кутнія спектры адпавядаюць з мадэллю Сусвету, мелай форму дадэкаэдра.» Міхаіл Прохараў, доктар фізіка-матэматычных навук, вядучы навуковы супрацоўнік аддзела Рэлятывісцкай астрафізікі Дзяржаўнага астранамічнага інстытута імя Штэрнберга.
Такім чынам на магчымасць існавання гіперпрасторы Сусвету, у якой прысутнічае наш абмежаваны сусвет, паказваюць тэорыі, заснаваныя на практычных дадзеных аб рэліктавым выпраменьванні. Аднак, нават калі гіперпрастору і існуе, для таго, каб перамяшчацца ў гэтай прасторы патрэбен нейкі спецыяльны рухавік.
Уявіце, што перад вамі даліна, а вам трэба патрапіць у кропку за далінай. Паколькі вы можаце перамяшчацца толькі па плоскай паверхні (у 2-мернай прасторы), то вам давядзецца або абыходзіць перашкоду або спускацца ў даліну, пераходзіць яе, а затым падымацца. А вось калі ў вашым распараджэнні самалёт, які можа рухацца ў 3-мернай прасторы, тыя вы даберацеся куды вам трэба па прамой.
Па сутнасці гіперпрастору мае выдатную ад звычайнай 3-мернай прасторы метрыку і рух у ім падобны на рух у кратавай нары, толькі тунэлі могуць злучаць не адну, а адразу некалькі кропак, якія выходзяць у звычайную 3-мерную прастору. Больш за тое, само перамяшчэнне ў гіперпрасторы будзе візуальна адрознівацца ад перамяшчэння ў чарвяточыны (насуперак распаўсюджаным ілюстрацыям), так як трохмерная структура сусвету будзе «ахінаць» вандроўцы ўнутры гіперпрасторавага шляху. Думаю калі такое магчыма, тое відовішча сапраўды зачаравальнае - бачныя зоркі, імглістасці або цэлыя галактычныя кластары - павольна распаўзаюцца і выцягваюцца, змяняючы палітру колеру падчас зрушэння ў касмалагічную чырвоную зону (?).
Ідэю гіперпрасторавага перасоўвання, на мой погляд, удала экранізавалі ў фільме "Кантакт" 1997г. (па рамане Карла Сагана, фільм удастоены прэміі Х'юга. 2-е месца ў спісе найбольш дакладных навукова-фантастычных фільмаў па версіі НАСА). У ім усталёўка, чарцяжы якой былі атрыманы сігналам ад пазаземнай цывілізацыі, злоўленага гераіняй фільма, стварала маніпуляцыі з экзатычнай энергіяй і ў выніку "прапускала" кабіну з чалавекам скрозь унутраную прастору сферы. Мяркуючы па ўсім, кабіна правальвалася ў гіперпрастору, ва ўжо створаны «тунэль». Як аказалася гэтых тунэляў па ўсёй галактыцы найвялікшае мноства і ўсе яны створаны больш старажытнай цывілізацыяй. Ну гэта са слоў прадстаўніка расы, сігнал якой злавіла гераіня фільма. Такі справы, хлопцы. Асабіста ў мяне гэты фільм у топе. Але як паказвае практыка - не ўсім падабаецца.
Нерэальнае тэлепартаванне
Мы ведаем, што найбольш распаўсюджанае тлумачэнне тэлепартацыі - гэта імгненнае перамяшчэнне матэрыяльнага аб'екта ў прасторы на адвольную адлегласць.
У дадзеным кантэксце можна выкарыстоўваць і чарвяточыны, але пра яе мы ўжо казалі, таму пагаворым аб прынцыпова іншым шляху.
А цікавіць нас тэлепартацыя інфармацыі аб рэчыве, аж да квантавага здымка, станы.
Працэс прыкладна наступны: Ваша цела змяшчаюць усталёўку ў пункце А, якая скануе Вас аж да субатамных часціц і іх квантавага стану, а затым аблічбоўвае Вашу копію. Пасля гэтага квантавы стан перадаецца адзіным струменем па стандартных каналах сувязі. Але тут ёсць праблема - гэта забарона на звышсветлавую перадачу дадзеных, паводле СТА, з іншага боку калі навука дакажа існаванне гіпатэтычных часціц, якія валодаюць адмоўнай або ўяўнай масай спакою, такія як тахіён, інфармацыю аб аб'екце можна будзе перадаць са звышсветлавой хуткасцю. А можа нават і з дапамогай гравітацыйных хваляў (?). Пасля гэтага ў пункце Б чалавек узнаўляецца на квантавым узроўні і вуаля - ён ужо ў пункце прызначэння. Развагі з нагоды «душы», знішчанай ва ўсталёўцы А я апускаю, бо з'яўляюся атэістам і не бяру гэта ў разлік (соран).
Дадзены метад добры тым, што для квантавай тэлепартацыі матэрыяльнага аб'екта не трэба выкарыстоўваць скрыўленне прасторы-часу і затрачваць велізарную колькасць энергіі. Праблема вядома ў першапачатковай дастаўцы самай усталёўкі, якая будзе прайграваць аб'ект у кропцы Б. Але яго можна даставіць і даўжэйшымі спосабамі, не абмяжоўвалымі адной або некалькімі чалавечымі жыццямі.
Абнуленне масы
Усе касмічныя караблі сусвету Мас Эфекту так ці інакш выкарыстоўваюць Нулявы Элемент, які генеруе пазначаны Эфект Масы, альбо паніжаючы масу аб'ектаў вакол яго, альбо падвышаючы яе. Такім чынам, удаецца пакруціць Тэорыяй Адноснасці і перавысіць хуткасць святла.
Звычайныя вандраванні паміж планетамі і блізка размешчанымі зоркамі вырабляюцца з дапамогай FTL рухавікоў, здольных толькі паменшыць масу карабля. Для міжзоркавых пералётаў на далёкія адлегласці выкарыстоўваюцца Мас Рэле - велічэзныя станцыі, пабудаваныя вакол шчыльных ядраў якія складаюцца з элемента нуль. Рэле звычайна завязаныя на адзін ці некалькі іншых рэле і здольныя ствараць калідор, у якім маса фактычна знікае, практычна імгненна пераносячы карабель на тысячы светлавых гадоў.
Замкнёныя часападобныя крывыя
Апошняя форма звышсветлавага перамяшчэння, якую мы разгледзім, на першы погляд здаецца найменш навуковай.
На працягу 55 гадоў серыял «Доктар Хто» расказваў пра прыгоды ў часе і прасторы Доктара і яго/яе чалавечых кампаньёнаў. Якімі сродкамі перамяшчэння яны карысталіся? Вялікая сіняя будка, вядомая як ТАРДЫС (англ.: TARDIS — Time and Relative Dimension in Space), якая можа перанесці іх у любое месца і любы час, які яны толькі захочуць.
Пабудаваныя (ці, хутчэй, вырашчаныя) старажытнай расай "Уладараў Часу", ТАРДИСы больш чароўныя, чым тэхналогія "Mass Effect". Як тлумачыў сам Доктар, яго транспартны сродак - гэта «хісткая-ваткая часовая-шчасовая фіговіна». Здаецца, што пры перамяшчэнні ў Тардысе ёсць нейкая затрымка - гэта значыць ён бліжэй да гіперрухавіка, чым да тэлепартатара. Але, па сутнасці, ТАРДЫС знікае тут, пралятае скрозь «часовая віхура» і з'яўляецца там. Гэта ўсё, што вам сапраўды трэба ведаць.
Ці не? Аказваецца, што Тардыс мае нават больш тэарэтычнай асновы, чым гіперпрастору.
У 2013 годзе фізікі Бенджамін К. Тыпэт і Дэвід Цанг апублікавалі дакумент, які прапануе тэарэтычныя асновы стварэння рэальнай машыны часу, г.зн. спосабу падарожнічаць у сваё мінулае. Артыкул называўся "Traversable Achnronal Retrograde Domains In Spacetime" (зацаніце абрэвіятуру).
Типпетт і Цанг апісваюць вандроўцы ў часе, змешчанага ў бурбалцы прасторы-часу, які ўваходзіць у (па сутнасці, такую ж, як мост Эйнштэйна-Розена). У межах гэтай крывой падарожнік можа адправіцца куды заўгодна на сваёй уласнай часовай шкале, у той час як усярэдзіне бурбалкі час, падобна, працякае як звычайна.
Два фізіка нават выказалі здагадку, што часападобныя крывыя могуць быць падзеленыя і злучаныя, адчыняючы магчымасць падарожнічаць не толькі па вашай уласнай часовай шкале, але і дзе заўгодна ў часе і прасторы.
Ну, накшталт усё, што я змог Вам прапанаваць.
Напэўна я нешта выпусціў ці нават перагнуў у вобласць фэнтэзі. Так што чакаю ў каментарах Вашыя версіі.
Крыніца: habr.com
