Човекът винаги се води от стремежа към непознатото, има дори специален невромедиатор – допамин, който е химическият мотиватор за получаване на информация. Мозъкът постоянно се нуждае от поток нови данни и дори ако тези данни не са необходими за оцеляване – така се е получило, че механизмът съществува и е грях да не се използва.
В статията по-долу бих искал да обобщя научнофантастични методи за пътуване към далечни звезди и галактики, достъпни в момента в рамките на научни теории и хипотези.
Пред лицето на космоса повечето човешки дела изглеждат незначителни, дори маловажни. Карл Саган, 1980 г.
Всеки човек поне веднъж в живота си е вдигал глава нагоре, топла летна вечер, и е наблюдавал звездите. Дълбочината на космоса привлекателна и вдъхновяваща, за някои, отново, за кратко, а за други – за цял живот.
Какво ли има там? Има ли живот? И какви чудеса могат да бъдат на тези многобройни светове?
Разбира се, единственият начин да отидем там и да разберем е да се преместим през пространство-времето към тези далечни звезди, планети, мъглявини и дори – ГАЛАКТИКИ.
Но, уви, времето не е такова. Единственото, до което стигнаха нашите технологии за преместване – е малко след пределите на слънчевата система, благодарение на автоматичните сонди от проекта “Вояджер”, от които беше изстрелян през 1977 година!
Но за да говорим сериозно за други светове, ни е нужна скорост, равна поне на скоростта на светлината, а в идеалния случай – свръхсветлинна.
Какво ни спира?
Тук всичко е просто – само законите на физиката, и то фундаменталните.
Законът на причинността
Същността е, че следствието не може да предшества причината. Никой никога не е наблюдавал, че например първо умира патица, а след това стреля ловец. При скорости, надвишаващи C, последователността на събитията става обърната, времевата лента се върти назад. В това е лесно да се уверите от следното просто разсъждение.
Да предположим, че сме на кораб, който се движи по-бързо от светлината. Тогава постепенно бихме настигали светлината, излъчена от източника, в все по-ранни моменти от времето. Първо бихме настигнали фотоните, излъчени, да речем, вчера, след това - излъчените преди два дни, след това - седмица, месец, година назад и така нататък. Ако източникът на светлина беше огледало, отразяващо живота, първо бихме видели събитията от вчера, след това - от преди два дни и така нататък. Бихме могли да видим, да речем, старец, който постепенно става зрял мъж, след това млад, юноша, дете... Тоест времето щеше да се върне назад, ние щяхме да се движим от настоящето към миналото. Причините и следствията биха се сменили.
Ограниченията на стария Алберт
Освен проблема с причинността, природата поставя още по-строги условия: недостижимо е движение не само с надсветлинна скорост, но и със скорост, равна на скоростта на светлината - към нея може само да се приближава. От теорията на относителността следва, че при увеличаване на скоростта на движението възникват три обстоятелства: увеличава се масата на движещия се обект, размерът му в посоката на движението намалява и времето за този обект се забавя (от гледната точка на външния 'покойния' наблюдател). При нормални скорости тези промени са незначителни, но с приближаването до скоростта на светлината те стават все по-забележими, а на границата - при скорост, равна на С, - масата става безкрайно голяма, обектът напълно губи размер в посоката на движението и времето на него спира. Затова никой материален обект не може да достигне скоростта на светлината. Тази скорост притежава само самата светлина! (А също и 'всеобемната' частица - неутрино, която, както и фотонът, не може да се движи със скорост по-малка от С.
Всъщност, освен това, което е описано по-горе, има много проблеми, например, при близкосветлинна скорост, при сблъсък на обект с маса 1 кг с пясъчно зърно, се освобождава толкова количество енергия, което позволява на 10 хиляди тона стомана да се превърнат в пара за 1 секунда. Ако го сравним с реалната маса на звездолета, мощността на експлозията ще бъде равна или ще надвиши мощността на ядрените процеси, които се случват на Слънцето.
Но умният човек няма да се изкачи на планината, а ще я заобиколи, тъй като законите са създадени, за да бъдат нарушавани... шегувам се, вие не можете да нарушите законите, но научната фантастика (и периферната наука) предлага начини за движение, които позволяват да се заобиколят принципите на СТО.
Методи за свръхсветлинно движение в пространството-времето
Мостовете на Айнщайн-Розена
, известни също като червоточини или тръби за червеи, са, вероятно, най-известните средства за междузвездни пътувания - и с най-голяма вероятност действително съществуват. Общата теория на относителността на Алберт Айнщайн предсказа съществуването на червоточини, макар че досега не сме успели да ги открием.
Накратко, мостът на Айнщайн-Розена е тунел в пространството, създаден от изкривяването на пространството-времето. Масивни обекти, като звезди или черни дупки, изкривяват времето и пространството, подобно на това как топка за боулинг изкривява батут. Достатъчно масивен обект може да изкриви пространството-времето толкова много, че да създаде връзка между две, достатъчно отдалечени точки в нормално състояние.
Представете си лист хартия и две точки на него. Трябва да стигнете от една точка до друга, а ако се движите строго по повърхността на хартията, това "пътуване" ще отнеме време. Но ако сгънете листа така, че точките да се съвпаднат, и проколите в това място с молив, тогава, използвайки молива като тунел (или мост), ние значително ще съкратим разстоянието между точките.
Входът в червоточина често се представя като вход в тунел, което има смисъл предвид името. Но това е погрешно разбиране. Във филма "Интерстелар" този момент е представен правилно — от гледна точка на наблюдателя в триизмерното пространство, червоточината трябва да изглежда като сфера.
Червоточините са примамлив метод за осъществяване на междузвездни движения, тъй като не изискват от вас да надвишавате скоростта на светлината. Физиката ни казва, че нищо не може да се движи по-бързо от света. Но с червоточини можете да преодолеете огромни междузвездни разстояния без да нарушавате този закон.
Варп двигател
Варп, FTL технология, която в момента има да бъде реализирана. Варп може смело да се нарича най-реалистичният начин за движение над скоростта на светлината от всички известни. Нека все още да остава само под формата на формули на хартия. Става въпрос за .
Принципът на действие произтича от начина, по който да се заобиколи Специалната теория на относителността, която постулира, че нищо в пространството не може да се движи по-бързо от скоростта на светлината. "Пътечката" е, че тази постановка не се отнася за само пространството, което може да се свива и разширява от различни въздействия, като например гравитационно поле, Варп двигателят свива пространството пред кораба и го разширява зад кораба, движейки балона на нормалното пространство напред заедно с кораба.
Във вселената на Стар Трек такива двигатели развиват доста скромни по стандартите на научната фантастика скорости — странствията на Ентърпрайзите са били ограничени до един сектор на галактиката близо до Слънчевата система (~1500 светлинни години), отнемали години и оставили множество бели петна и неизследвани области.
Хиперпространство
Неотдавна се появиха подробни експериментални от космическия апарат WMAP за нееднородностите в температурата на реликтовото излъчване, което е един от основните обекти на наблюдение при изучаването на нашата вселена. При анализа на тези данни е била открита голяма аномалия в ъгловото разпределение на флуктуациите на реликтовото излъчване на ниски хармоники. Едно от обясненията на това явление е теорията, че топологията на нашата вселена се различава от триизмерна равнина или сфера. При разглеждане на топологията на нашата вселена като додекаедър, теоретичните изчисления близо съвпадат с експерименталните данни.
«Плосък топологически сложен триизмерен вселена може да се построи само на основата на кубове, правоъгълни призми и шестоъгълен призми. В случай на извита пространство, такива свойства притежава по-широк клас фигури. При това, получените в експерименти WMAP ъглови спектри най-добре съответстват на модела на Вселената, която има форма на додекаедър.» Михаил Прохоров, доктор на физико-математическите науки, водещ научен сътрудник в отдела по релятивистка астрофизика на Държавния астрономически институт имени Штернберга.
По този начин, теориите, основани на практическите данни за реликтовото излъчване, посочват на възможността за съществуването на хиперпространство, в което присъства нашата ограничена вселена. Въпреки това, дори и да съществува хиперпространство, за да се движите в него, се нуждаете от някакъв специален двигател.
Представете си, че пред вас има долина и трябва да стигнете до точка зад долината. Тъй като можете да се движите само по плоска повърхност (в 2-мерно пространство), ще трябва или да заобиколите препятствието, или да слезете в долината, да преминете през нея и след това да се изкачите. А ако разполагате със самолет, който може да се движи в 3-мерно пространство, ще стигнете до желаната точка директно.
По същество, хиперпространството има различна от обикновеното 3-мерно пространство метрика и движението в него е подобно на движението в червоточина, само че тунелите могат да свързват не една, а веднага няколко точки, излизащи в обикновеното 3-мерно пространство. Освен това, самото движение в хиперпространството ще се визуално различава от движението в червоточина (в противоречие с разпространените илюстрации), тъй като триизмерната структура на вселената ще „обвива“ пътешественика вътре в хиперпространствения път. Мисля, че ако това е възможно, зрелището наистина ще бъде запленяващо — видимите звезди, мъглявини или цели галактически клъстери — бавно ще се разтяган и ще променят цветната палитра по време на изместването в космологичната червена зона (?).
Идеята за хиперпространствено преместване, според мен, беше успешно екранизирана във филма „Контакт“ от 1997 г. (по романа на Карл Сейгън, филмът е удостоен с наградата Хюго. 2-ро място в списъка на най-достоверните научно-фантастични филми според НАСА). В него инсталацията, чиито чертежи са получени чрез сигнал от извънземна цивилизация, уловена от героинята, създава манипулации с екзотична енергия и в резултат „пропуска“ кабината с човека през вътрешното пространство на сферата. Судя по всичко, кабината преминава в хиперпространството, в вече създадения „тунел“. Както се оказа, тези тунели в цялата галактика са безбройни и всички те са създадени от по-древна цивилизация. Това е информация от представител на расата, чиито сигнали улови героинята на филма. Така стоят нещата, приятели. Лично за мен този филм е на върха. Но както показва практиката - не на всеки му харесва.
Неусетно телепортиране
Знаем, че най-разпространеното обяснение на телепортацията е мигновеното преместяване на материален обект в пространството на произволно разстояние.
В този контекст може да се използва и червоточина, но вече говорихме за нея, затова ще поговорим за принципно различен начин.
А интересува ни телепортацията на информация за веществото, дори до квантовата снимка, на състоянието.
Процесът е следният: Вашето тяло се поставя в инсталация в точка А, която ви сканира до субатомните частици и тяхното квантово състояние, след което цифровизира вашия образ. След това квантовото състояние се предава чрез единен поток по стандартните комуникационни канали. Но тук има проблем – забрана за свръхсветлинна предаване на данни, съгласно СТО, от друга страна, ако науката докаже съществуването на хипотетични частици с отрицателна или измамна маса на почивка, като тахион, информацията за обекта може да бъде предадена със свръхсветлинна скорост. А може би дори и с помощта на гравитационни вълни (?). След това в точка Б човекът се пресъздава на квантово ниво и ето - той вече е на местоназначението. Разсъжденията относно „душата“, унищожена в инсталация А, ги пропускам, тъй като съм атеист и не го вземам под внимание (извинявайте).
Този метод е добър с това, че за квантова телепортация на материален обект не е необходимо да се използва изкривяване на пространството-времето и да се изразходва огромно количество енергия. Проблемът е в първоначалната доставка на самата инсталация, която ще възпроизведе обекта в точка Б. Но тя може да бъде доставена и по-дълги начини, които не ограничават една или няколко човешки живота.
Нулиране на масата
Всички космически кораби в универсума на Mass Effect по един или друг начин използват Нулевия елемент, който генерира обозначения Ефект на масата, повишавайки или понижавайки масата на обектите около него. По този начин успяваме да изкривим Теорията на относителността и да надминем скоростта на светлината.
Обикновените пътувания между планетите и близкоразположените звезди се извършват с помощта на FTL двигатели, които само намаляват масата на кораба. За междузвездни полети на дълги разстояния се използват Мас Реле — огромни станции, построени около плътни ядра, съставени от елемент нула. Релетата обикновено са свързани с едно или няколко други релета и могат да създават коридор, в който масата фактически изчезва, практически мигновено пренасяйки кораба на хиляди светлинни години.
Затворени времеподобни криви
Последната форма на свръхсветлинно движение, която ще разгледаме, на пръв поглед изглежда най-малко научна.
През последните 55 години сериалът „Доктор Кой“ разказва за приключенията във времето и пространството на Доктора и неговите/нейните човешки спътници. С какви средства за придвижване те се ползваха? Голямата синя будка, известна като ТАРДИС (англ. TARDIS — Time and Relative Dimension in Space), която може да ги пренесе навсякъде и във всяко време, което само желаят.
Построени (или по-скоро, отгледани) от древната раса „Повелителите на времето“, ТАРДИС-ите са по-вълшебни от технологията „Mass Effect“. Както самият Доктор обяснява, неговото транспортно средство е „клатушеща се времева хрумка“. Изглежда, че при придвижване в ТАРДИС-а има някакво забавяне — тоест, той е по-близо до хипердвигателя, отколкото до телепортера. Но, по същество, ТАРДИС изчезва тук, прелита през „временен вихър“ и се появява там. Това е всичко, което наистина трябва да знаете.
Или не? Оказва се, че ТАРДИС има дори повече теоретична основа, отколкото хиперпространството.
През 2013 година физиците Бенджамин К. Типет и Дейвид Цанг публикуваха документ, предлагащ теоретичните основи за създаването на реална машина на времето, т.е. начин да пътувате в собственото си минало. Статията се наричаше «Traversable Achronal Retrograde Domains In Spacetime» (вижте акронима).
Типет и Цанг описват пътешественик във времето, намиращ се в балон от пространство-време, който влиза в (по същество, същата като мостът на Айнщайн-Розена). В рамките на тази крива пътешественикът може да отиде навсякъде на собствената си времева линия, докато в балона времето изглежда тече обичайно.
Двамата физици дори предположиха, че времеподобните крива могат да бъдат разделени и свързани, отваряйки възможността да се пътува не само по собствената времева линия, но и навсякъде във времето и пространството.
Е, това е всичко, което успях да Ви предложа.
Сигурно съм пропуснал нещо или дори прекалил в областта на фантастиката. Така че очаквам в коментарите Вашите версии.
Източник: habr.com
