Člověka vždy pohání touha po neznámém, má dokonce speciální neuromediator – dopamin, který motivuje k získávání informací. Mozku neustále chybí tok nových dat, a i když tato data nejsou potřeba k přežití – mechanismus prostě existuje a bylo by hříchem ho nevyužít.
V následujícím článku bych chtěl shrnout vědeckofantastické způsoby pohybu k dalekým hvězdám a galaxiím, které jsou v současnosti dostupné v rámci vědeckých teorií a hypotéz.
Před tváří vesmíru se většina lidských činností jeví jako zanedbatelná, ba až bezvýznamná. Carl Sagan, 1980.
Každý člověk alespoň jednou za život vzhlédl k nebi, v teplém letním večeru a pozoroval hvězdy. Hloubka vesmíru přitahuje a vyvolává úžas, někoho jen na chvíli, někoho na celý život.
Co tam vlastně je? Je tam život? A jaké zázraky mohou být na těch nesčetných světech?
Jediný způsob, jak se tam dostat a zjistit – je přesunout se skrze prostor-čas k těmto dalekým hvězdám, planetám, mlhovinám a dokonce – GALAKTIKÁM.
Ale bohužel – čas nefunguje. Jediné místo, kam naše technologie pohybu zasáhly – je kousek za hranice sluneční soustavy, díky automatickým sondám projektu “Voyager”, z nichž byl vypuštěn v roce 1977!
Abychom mohli vážně hovořit o jiných světech, potřebujeme rychlost alespoň rovnou rychlosti světla, ideálně – nadsvětelnou.
Co brání?
Tady je to jednoduché – jsou to prostě fyzikální zákony, navíc základní.
Zákon kauzality
Podstatou je, že důsledek nemůže předcházet příčině. Nikdy nikdo nepozoroval, že by například utopená kachna nejdřív spadla mrtvá a teprve potom vystřelil lovec. Při rychlostech překračujících C se pořadí událostí stává obráceným, časová os se vrací zpět. To lze snadno ukázat na následující jednoduché úvaze.
Představme si, že jsme na nějaké lodi ve vesmíru, která se pohybuje rychleji než světlo. Pak bychom postupně doháněli světlo vyslané zdrojem ve stále dřívějších momentech času. Nejprve bychom dohnali fotony vyzařované, řekněme, včera, poté – ty, které byly vyzařovány předvčerejškem, potom – před týdnem, měsícem, rokem a tak dále. Pokud by zdrojem světla bylo zrcadlo odrážející život, pak bychom nejprve viděli události včerejšího dne, poté předvčerejší a tak dále. Mohli bychom vidět, řekněme, starého muže, který se postupně mění v muže středního věku, poté v mladého, v chlapce, v dítě… To znamená, že čas by se vrátil zpět, my bychom se pohybovali z přítomnosti do minulosti. Příčiny a následky by se tímto vyměnily.
Omezení starého Alberta
Kromě problému příčinnosti nastavila příroda ještě přísnější podmínky: pohyb není dosažitelný nejen nadsvětelnou rychlostí, ale ani rychlostí světla; k té lze pouze přibližovat. Z teorie relativity vyplývá, že při zvyšování rychlosti pohybu vznikají tři okolnosti: zvyšuje se hmota pohyblivého objektu, zmenšuje se jeho velikost ve směru pohybu a zpomaluje se plynutí času na tomto objektu (z pohledu vnějšího „klidného“ pozorovatele). Při běžných rychlostech jsou tyto změny zanedbatelné, ale s přibližováním se k rychlosti světla se stávají stále patrnějšími, a v limitě – při rychlosti rovné c – hmotnost se stává nekonečně velkou, objekt zcela ztrácí velikost ve směru pohybu a čas na něm se zastaví. Proto žádné hmotné tělo nemůže dosáhnout rychlosti světla. Takovou rychlostí disponuje pouze samotné světlo! (A také „všepronikající“ částice – neutrino, které, stejně jako foton, nemůže pohybovat rychlostí menší než c.
Obecně, kromě toho, co je výše popsáno, je mnoho problémů, například při přiblížení se k rychlosti světla, při srážce objektu o hmotnosti 1 kg s zrnkem písku se uvolní takové množství energie, které umožní přetavit 10 tisíc tun oceli na páru za 1 sekundu. Pokud to srovnáme s reálnou hmotností hvězdné lodi, síla výbuchu bude rovna nebo překračovat sílu jaderných procesů probíhajících na Slunci.
Ale chytrý do kopce nepůjde, chytrý kopec obejde, koneckonců zákony existují proto, aby je bylo možné porušovat... žertuji, zákony porušit nemůžete, ale vědecká fikce (a příbuzné oblasti) nám nabízí způsoby pohybu, které umožňují obcházet zásady SRT.
Způsoby nadsvětelného pohybu v prostoru-čase
Einsteinovy-Rosenovy mosty
, také známé jako červí díry, jsou snad nejznámějšími prostředky mezihvězdného cestování — a pravděpodobně skutečně existují. Obecná teorie relativity Alberta Einsteina předpověděla existenci červích děr, i když je zatím nezjistili.
Jednoduše řečeno, most Einstein-Rosen je tunel ve vesmíru způsobený deformací prostoru-času. Hmotné objekty, jako jsou hvězdy nebo černé díry, zakřivují čas a prostor, podobně jako míč na bowlingové dráze zakřivuje trampolínu. Dostatečně hmotný objekt může prostor-čas zakřivit natolik, že vytvoří spojení mezi dvěma bodami, které jsou normálně dost vzdálené.
Představte si list papíru a dvě na něm umístěné body. Musíte se dostat z jednoho bodu do druhého a pokud se budete pohybovat striktně po povrchu papíru, tato "cesta" zabere nějaký čas. Ale pokud list složíte tak, aby se body setkaly, a propíchnete ho v tom místě tužkou, pak použijeme tužku jako tunel (nebo most) a značně zkrátíme vzdálenost mezi body.
Vstup do červí díry se často představuje jako vstup do tunelu, což dává smysl vzhledem k názvu. To je ale mylná představa. Ve filmu "Interstellar" je tento moment správně zobrazen - z pohledu pozorovatele v trojrozměrném prostoru by červí díra měla vypadat jako koule.
Červí díry jsou lákavou metodou pro provádění mezihvězdných pohybů, protože nevyžadují, abyste překročili rychlost světla. Fyzika nám říká, že nic se nemůže pohybovat rychleji než světlo. Ale s červími dírami lze překonávat obrovské mezihvězdné vzdálenosti, aniž byste porušovali tento zákon.
Warp pohon
Warp, technologie FTL, která v současnosti má být uvedena do života. Warp lze s jistotou nazvat nejrealističtějším způsobem pohybu nad rychlost světla ze všech známých. Ačkoliv zatím zůstává pouze v podobě vzorců na papíře. Hovoříme o .
Princip fungování vychází z způsobu, jak obejít Speciální teorii relativity, která postulovala, že nic v prostoru nemůže cestovat rychleji než světlo. "Cesta" spočívá v tom, že tento postulát se nevztahuje na samotný prostor, který se může smršťovat a rozšiřovat vlivem různých faktorů, například gravitačního pole. Warp motor smršťuje prostor před lodí a rozšiřuje ho za lodí, posouvajíc bublinu obvyklého prostoru společně s lodí vpřed.
Ve vesmíru Star Treku takové motory dosahují poměrně skromných rychlostí podle standardů vědecké fikce - plavby Enterprise byly omezeny na jeden sektor galaxie blízko Sluneční soustavy (~1500 světelných let), trvaly roky a zanechaly řadu bílých skvrn a neprozkoumaných oblastí.
hyperspace
Nedávno se objevily podrobné experimentální z kosmické lodi WMAP o nehomogenitách teploty reliktního záření, což je jeden z hlavních objektů pozorování při studiu naší vesmíru. Při analýze těchto dat byla nalezena velká anomálie úhlového rozdělení fluktuací reliktního záření na nízkých harmonikách. Jedním z vysvětlení tohoto jevu je teorie, že topologie naší vesmíru se liší od trojrozměrné roviny nebo koule. Při zvažování topologie našeho vesmíru jako dodekaedru se teoretické výpočty blíží experimentálním datům.
„Plochou topologicky složitou trojrozměrnou Vesmíru lze postavit pouze na základě krychlí, paralelníků a šestibokých prism. V případě zakřiveného prostoru má širší třída figur tato vlastnosti. Nejlépe se přitom obdržené v experimentu WMAP úhlové spektra shodují s modelem Vesmíru, který má tvar dodekaedru.“ Michail Prochorov, doktor fyzikálně-matematických věd, vedoucí vědecký pracovník oddělení Relativistické astrofyziky Státní astronomické instituce jménem Šternberk.
Tím pádem teorie založené na praktických datech o reliktním záření naznačují možnost existence hyperprostorového Vesmíru, ve kterém se nachází naše omezená vesmír. Avšak i když hyperprostor existuje, pohybovat se v tomto prostoru potřebujete jakýsi speciální motor.
Představte si, že máte před sebou údolí a potřebujete se dostat na místo za údolím. Protože se můžete pohybovat pouze po rovinném povrchu (ve 2D prostoru), musíte obcházet překážku nebo sestoupit do údolí, přejít jej a poté se znovu vystoupat. Ale pokud máte k dispozici letadlo, které může létat v 3D prostoru, dostanete se tam, kam potřebujete, přímo.
V podstatě má hyperprostor jinou metriku než běžný 3D prostor a pohyb v něm připomíná pohyb v červí díře, přičemž tunely mohou spojovat nejen jeden, ale hned několik bodů do běžného 3D prostoru. Navíc samotný pohyb v hyperprostoru se bude vizuálně lišit od pohybu v červí díře (na rozdíl od běžných ilustrací), protože trojrozměrná struktura vesmíru bude „obalovat“ cestovatele uvnitř hyperprostoru. Myslím, že pokud je to možné, pak je to opravdu fascinující podívaná - viditelné hvězdy, mlhoviny nebo celé galaxie klastrova – pomalu se rozplývají a protahují, měníc barvy během posunu do kosmologické červené zóny (?).
Podle mého názoru byla myšlenka hyperprostorového přenosu úspěšně zpracována ve filmu „Kontakt“ z roku 1997 (na motivy románu Carla Sagana, film získal cenu Hugo a 2. místo v seznamu nejvěrohodnějších vědeckofantastických filmů podle NASA). V něm zařízení, jehož plány byly získány signálem od mimozemské civilizace, zachyceným hrdinkou filmu, vytvářelo manipulace s exotickou energií a „propouštělo“ kabinu s člověkem skrz vnitřní prostor sféry. Zřejmě kabina propadla do hyperprostoru, do již vytvořeného „tunelu“. Jak se ukázalo, těchto tunelů je po celé galaxii ohromné množství a všechny byly vytvořeny starší civilizací. No, to jsou slova zástupce rasy, jejíž signál zachytila hrdinka filmu. Takové věci, přátelé. Osobně mám tento film v topu. Ale jak ukazuje praxe — ne každému se líbí.
Nehmotné teleportace
Víme, že nejběžnější vysvětlení teleportace je okamžité přesunutí hmotného objektu v prostoru na libovolnou vzdálenost.
V tomto kontextu lze použít i červí díru, ale o té jsme již mluvili, takže se podíváme na zásadně jinou cestu.
Zajímá nás teleportace informace o látce, až po kvantový snímek jejího stavu.
Proces je zhruba následující: Vaše tělo je umístěno do zařízení na místě A, které vás skenuje až na úrovni subatomárních částic a jejich kvantového stavu, a poté vytvoří digitální kopii. Následně se kvantový stav přenáší jako jediný tok přes standardní komunikační kanály. Ale tady nastává problém – jde o zákaz nadsvětelného přenosu dat podle SRT, na druhou stranu, pokud věda prokáže existenci hypotetických částic s negativní nebo imaginární klidovou hmotností, jako jsou tachyony, bude možné informace o objektu předávat nadsvětelnou rychlostí. A možná i pomocí gravitačních vln (?). Poté je na místě B člověk znovu vytvořen na kvantové úrovni a voilà — již je na místě určení. Úvahy o „duši“, zničené v zařízení A, vynechávám, protože jsem ateista a to do toho nezahrnuji (omlouvám se).
Tato metoda je dobrá v tom, že pro kvantovou teleportaci hmotného objektu není třeba používat zakřivení prostoru-času a vynakládat obrovské množství energie. Problém však spočívá v počáteční dopravě samotného zařízení, které bude reprodukovat objekt na místě B. Ale může být dodáno i delšími způsoby, které neomezují pouze na jednu nebo několik lidských životů.
Nulování hmotnosti
Všechny vesmírné lodě v univerzu Mass Effect nějakým způsobem využívají Nulový prvek, který generuje označený efekt hmotnosti, buď snižováním hmotnosti objektů kolem něj, nebo ji zvyšováním. Tímto způsobem se daří manipulovat s Teorií relativity a překonávat rychlost světla.
Běžné cestování mezi planetami a blízkými hvězdami se provádí pomocí FTL motorů, které jsou schopny pouze snížit hmotnost lodi. Pro mezihvězdné lety na dlouhé vzdálenosti se používají Hmotové relé — obrovské stanice postavené kolem hustých jader složených z nulového prvku. Relé jsou obvykle spojena s jedním nebo několika dalšími relé a mohou vytvářet koridor, ve kterém hmotnost v podstatě zmizí, což prakticky okamžitě přenáší loď na tisíce světelných let.
Uzavřené časové podobné křivky
Poslední forma nadsvětelného pohybu, kterou prozkoumáme, se na první pohled zdá být nejméně vědecká.
Po dobu 55 let seriál „Doctor Who“ vyprávěl o dobrodružstvích v čase a prostoru Doktora a jeho/její lidských společníků. Jakými prostředky se pohybovali? Velká modrá telefonní budka, známá jako TARDIS (angl. TARDIS — Time and Relative Dimension in Space), která je může přenést kamkoli a kdykoli si jen přejí.
TARDISy, postavené (nebo spíše vypěstované) starobylou rasou „Pánů času“, jsou kouzelnější než technologie „Mass Effect“. Jak sám Doctor vysvětloval, jeho dopravní prostředek je „chabá časová barabizna“. Při pohybu v TARDISu se zdá, že je zde nějaké zpoždění — to znamená, že je blíže hypermotoru než teleportu. Ale v podstatě TARDIS zde zmizí, proletí „časovým vírem“ a objeví se tam. To je vše, co potřebujete vědět.
Nebo ne? Ukazuje se, že TARDIS má dokonce více teoretického základu než hyperspace.
V roce 2013 fyzici Benjamin K. Tippett a David Tsang publikovali dokument, který nabízí teoretické základy pro vytvoření skutečné časové mašiny, tedy způsob, jak cestovat do své minulosti. Článek se jmenoval „Traversable Achronal Retrograde Domains In Spacetime“ (podívejte se na zkratku).
Tippett a Tsang popisují časového cestovatele, který se nachází v bublině prostorového-času, jež vchází do (v podstatě stejně jako most Einstein-Rosen). V rámci této křivky může cestovatel jet kamkoli na své vlastní časové ose, zatímco uvnitř bubliny čas plyne zdánlivě normálně.
Dva fyzici dokonce navrhli, že časopodobné křivky mohou být rozděleny a spojeny, což otevírá možnost cestovat nejen po vlastní časové ose, ale i kdykoli a kdekoli v čase a prostoru.
No, to je asi všechno, co jsem vám mohl nabídnout.
Jistě jsem něco opomenul nebo dokonce vybočil do oblasti fantasy. Takže čekám na vaše verze v komentářích.
Zdroj: habr.com
