En person er altid drevet af en trang til det ukendte; han har endda en speciel neurotransmitter - dopamin, som er en kemisk motivator for at indhente information. Hjernen har konstant brug for en strøm af nye data, og selvom disse data ikke er nødvendige for at overleve, så sker det bare sådan, at der er en mekanisme, og det ville være synd ikke at bruge den.
I artiklen nedenfor vil jeg gerne skitsere de science-fiction-metoder til at rejse til fjerne stjerner og galakser, som i øjeblikket er tilgængelige inden for rammerne af videnskabelige teorier og hypoteser.
I lyset af rummet ser de fleste menneskelige anliggender ubetydelige ud, endda trivielle. Carl Sagan, 1980
Hver person løftede mindst én gang i sit liv hovedet op på en varm sommeraften og så stjernerne. Rumdybden tiltrækker og vækker ærefrygt, for nogle, igen, for en kort tid, og for andre for en menneskealder.
Hvad er der? Er der liv der? Og hvilke mirakler kan der ske på disse utallige verdener?
Selvfølgelig er den eneste måde at gå dertil og finde ud af at rejse gennem rum-tid til disse fjerne stjerner, planeter, tåger og endda GALAKSER.
Men ak og ah – tiden er ikke inde. Det eneste sted, vores rejseteknologier er nået til, er ikke langt ud over solsystemet, takket være Voyager-projektets automatiske sonder, hvoraf blev lanceret i 1977!
Men for seriøst at tale om andre verdener har vi brug for en hastighed, der mindst svarer til lysets hastighed, og ideelt set superluminal.
Hvad stopper dig?
Alt er simpelt her - kun fysikkens love og grundlæggende.
Lov om kausalitet
Pointen er, at virkningen ikke kan gå forud for årsagen. Ingen har nogensinde observeret, at for eksempel en and først faldt død om og derefter jægeren skød. Ved hastigheder, der overstiger C, vendes rækkefølgen af begivenheder, og tidsbåndet spoles tilbage. Dette er let at verificere ud fra følgende enkle ræsonnement.
Lad os antage, at vi er på et slags rumskib, der bevæger sig hurtigere end lyset. Så ville vi gradvist indhente det lys, som kilden udsendte på tidligere og tidligere tidspunkter. Først ville vi indhente fotoner udsendt, f.eks. i går, derefter dem, der blev udsendt i forgårs, så for en uge, en måned, et år siden og så videre. Hvis lyskilden var et spejl, der reflekterede livet, så ville vi først se begivenhederne i går, så i forgårs, og så videre. Vi kunne for eksempel se en gammel mand, der gradvist bliver til en midaldrende mand, derefter til en ung mand, til en ung, til et barn... Det vil sige, at tiden ville vende tilbage, vi ville bevæge os fra nutiden til fortiden. Årsager og virkninger ville så skifte plads.
Gamle Alberts restriktioner
Ud over problemet med kausalitet har naturen sat endnu strengere betingelser: Bevægelse ikke kun ved superluminal hastighed er uopnåelig, men også med en hastighed svarende til lysets hastighed - det kan kun opnås nærme sig. Af relativitetsteorien følger det, at hvornår stigende hastighed tre forhold opstår: masse øges bevægende objekt, dets størrelse falder i bevægelsesretningen og tiden går langsommere på dette objekt (fra en ekstern "hvilende" iagttagers synspunkt). Ved almindelige hastigheder er disse ændringer ubetydelige, men når de nærmer sig lysets hastighed bliver de mere og mere mærkbare, og i grænsen - ved en hastighed svarende til C - bliver massen uendelig stor, objektet mister fuldstændig størrelse i bevægelsesretningen og tid På ham stop. Derfor kan ingen materiel krop nå lysets hastighed. Kun lyset selv har en sådan hastighed! (Og også en "altgennemtrængende" partikel - en neutrino, der ligesom en foton ikke kan bevæge sig med en hastighed mindre end C.
Generelt, ud over det, der er beskrevet ovenfor, er der mange problemer, for eksempel ved nærlyshastighed, når en genstand, der vejer 1 kg, kolliderer med et sandkorn, frigives en sådan mængde energi, der tillader 10 tusinde tons af stål, der skal omdannes til damp på 1 sekund. Hvis vi sammenligner dette med rumskibets faktiske masse, så vil eksplosionens kraft være lig med eller overstige styrken af de nukleare processer, der finder sted på Solen.
Men en klog person vil ikke gå op ad et bjerg, en klog person vil gå rundt om et bjerg, fordi lovene er til for at bryde dem... Bare sjov, du vil ikke være i stand til at bryde lovene, men science fiction ( og pseudo-videnskabelige fiktion) tilbyder os måder at bevæge os på, der tillader os at omgå principperne for SRT.
Metoder til superluminal rejse i rum-tid
Einstein-Rosen broer
, også kendt som ormehuller eller ormehuller, er måske det mest kendte middel til interstellar rejse - og eksisterer højst sandsynligt faktisk. Albert Einsteins generelle relativitetsteori forudsagde eksistensen af ormehuller, selvom de endnu ikke er blevet opdaget.
Enkelt sagt er en Einstein-Rosen-bro en tunnel i rummet forårsaget af rumtidens forvridning. Massive genstande som stjerner eller sorte huller bøjer tid og rum, som en bowlingkugle bøjer en trampolin. Et tilstrækkeligt massivt objekt kan bøje rumtiden så meget, at det skaber en forbindelse mellem to punkter, der normalt er ret fjerne.
Forestil dig et stykke papir og to prikker på det. Du skal komme fra et punkt til et andet, og hvis du bevæger dig strengt langs papirets overflade, vil denne "rejse" tage noget tid. Men hvis vi folder arket, så punkterne falder sammen og gennemborer det på dette sted med en blyant, vil vi ved at bruge blyanten som en tunnel (eller bro) reducere afstanden mellem punkterne betydeligt.
Indgangen til et ormehul blev ofte tænkt som indgangen til en tunnel, hvilket giver mening givet navnet. Men dette er en misforståelse. Filmen "Interstellar" viser dette punkt korrekt - set fra en iagttagers synspunkt i det tredimensionelle rum, skal et ormehul ligne en kugle.
Ormehuller er en fristende metode til at opnå interstellar rejse, fordi de ikke kræver, at du går hurtigere end lyset. Fysikken fortæller os, at intet kan rejse hurtigere end lyset. Men med ormehuller er det muligt at rejse store interstellare afstande uden at overtræde denne lov
Warp drev
Warp, en FTL-teknologi, der pt bringes til live. Kædningen kan sagtens kaldes den mest realistiske rejsemetode over lysets hastighed af alle kendte. Lad det kun forblive i form af formler på papir indtil videre. Det drejer sig om .
Operationsprincippet stammer fra en måde at omgå den særlige relativitetsteori, som postulerer, at intet i rummet kan bevæge sig hurtigere end lysets hastighed. "Stien" er, at dette postulat ikke gælder for selve rummet, som kan krympe og strække sig fra forskellige påvirkninger, for eksempel et tyngdefelt, Warp-motoren komprimerer rummet foran skibet og udvider det bag skibet, og bevæger sig boblen af almindeligt rum sammen med skibet fremad.
I Star Trek-universet udvikler sådanne motorer ret beskedne hastigheder efter science fiction-standarder - Enterprises rejser var begrænset til en sektor af galaksen nær Solsystemet (~1500 lysår), tog år og efterlod en masse tomme pletter og uudforskede områder.
Hyperspace
For ikke så længe siden, detaljeret eksperimentel fra rumfartøjet WMAP om inhomogeniteter i temperaturen af den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling, som er et af hovedobjekterne for observation i studiet af vores univers. Ved analyse af disse data blev der opdaget en stor anomali i vinkelfordelingen af CMB-fluktuationer ved lave harmoniske. En af forklaringerne på dette fænomen var teorien om, at topologien i vores univers adskiller sig fra et tredimensionelt plan eller en sfære. Når man betragter topologien af vores univers i form af et dodekaeder, stemmer teoretiske beregninger nøje overens med eksperimentelle data.
”Et fladt topologisk komplekst tredimensionelt univers kan kun bygges på basis af terninger, parallelepipeder og sekskantede prismer. I tilfælde af buet rum har en bredere klasse af figurer sådanne egenskaber. Samtidig er de bedste vinkelspektre opnået i WMAP-eksperimentet i overensstemmelse med den dodekaederformede model af universet." Mikhail Prokhorov, doktor i fysiske og matematiske videnskaber, førende forsker ved Institut for Relativistisk Astrofysik ved Sternberg State Astronomical Institute.
Således er muligheden for eksistensen af universets hyperrum, hvori vores begrænsede univers er til stede, indikeret af teorier baseret på praktiske data om kosmisk mikrobølgebaggrundsstråling. Men selvom der findes hyperrum, er der brug for en slags speciel motor for at bevæge sig i dette rum.
Forestil dig, at der er en dal foran dig, og du skal nå et punkt ud over dalen. Da du kun kan bevæge dig på en flad overflade (i 2-dimensionelt rum), bliver du enten nødt til at gå rundt om en forhindring eller gå ned i en dal, krydse den og så klatre op. Men hvis du har et fly til din rådighed, der kan bevæge sig i 3-dimensionelt rum, så kommer du derhen, hvor du skal hen i en lige linje.
Faktisk har hyperrum en anden metrik end almindeligt 3-dimensionelt rum, og bevægelse i det ligner bevægelse i et ormehul, kun tunneler kan forbinde ikke et, men flere punkter på én gang, der åbner ind i almindeligt 3-dimensionelt rum. Desuden vil selve bevægelsen i hyperrummet være visuelt anderledes end bevægelse i et ormehul (i modsætning til populære illustrationer), eftersom universets tredimensionelle struktur vil "omslutte" den rejsende inde i hyperrumstien. Jeg tror, at hvis dette er muligt, så er skuet virkelig fascinerende - synlige stjerner, tåger eller hele galaksehobe breder sig langsomt og strækker sig, og ændrer farvepaletten, når de skifter ind i den kosmologiske røde zone (?).
Idéen om hyperrumrejser blev efter min mening med succes filmet i 1997-filmen "Contact." (baseret på romanen af Carl Sagan, blev filmen belønnet med Hugo Award. 2. plads på listen over de mest pålidelige science fiction-film ifølge NASA). I den skabte installationen, hvis tegninger blev modtaget af et signal fra en udenjordisk civilisation fanget af filmens heltinde, manipulationer med eksotisk energi og som et resultat "passerede" kabinen med en person gennem det indre rum af sfæren. Tilsyneladende faldt kabinen i hyperspace, i en allerede skabt "tunnel". Som det viste sig, er der rigtig mange af disse tunneler i hele galaksen, og de blev alle skabt af en ældre civilisation. Nå, dette er fra ordene fra en repræsentant for racen, hvis signal blev fanget af filmens heltinde. Det var det, gutter. Personligt er denne film på min top. Men som praksis viser, er det ikke alle, der kan lide det.
Immateriel teleportering
Vi ved, at den mest almindelige forklaring på teleportation er den øjeblikkelige bevægelse af et materielt objekt i rummet til en vilkårlig afstand.
I denne sammenhæng kan du også bruge et ormehul, men vi har allerede talt om det, så lad os tale om en fundamentalt anderledes måde.
Og vi er interesserede i teleportering af information om stof, op til et kvanteøjebliksbillede.
Processen er nogenlunde som følger: Din krop placeres i punkt A, som scanner dig ned til de subatomare partikler og deres kvantetilstand, og derefter digitaliserer en kopi af dig. Herefter transmitteres kvantetilstanden i en enkelt strøm via standardkommunikationskanaler. Men der er et problem her - dette er et forbud mod superluminal datatransmission, ifølge SRT, på den anden side, hvis videnskaben beviser eksistensen af hypotetiske partikler med en negativ eller imaginær hvilemasse, såsom en tachyon, information om objektet kan transmitteres med superluminal hastighed. Eller måske endda ved hjælp af gravitationsbølger (?). Herefter, ved punkt B, genskabes personen på kvanteniveau og voila - han er allerede på sin destination. Jeg udelader ræsonnementet om "sjælen" ødelagt i installation A, da jeg er ateist og ikke tager højde for dette (undskyld).
Denne metode er god, fordi det til kvanteteleportering af et materielt objekt ikke er nødvendigt at bruge rumtidens krumning og bruge en enorm mængde energi. Problemet er selvfølgelig den første levering af selve installationen, som vil gengive objektet i punkt B. Men det kan leveres på længere måder, ikke begrænset til et eller flere menneskeliv.
Nulstillingsmasse
Alle rumskibe i Mass Effect-universet bruger Element Zero på den ene eller anden måde, som genererer den udpegede Mass Effect, enten ved at reducere massen af objekter omkring den eller øge den. Det er således muligt at fordreje relativitetsteorien og overskride lysets hastighed.
Konventionel rejse mellem planeter og nærliggende stjerner udføres ved hjælp af FTL-motorer, som kun kan reducere skibets masse. Til interstellare langdistanceflyvninger bruges Mass Relays - enorme stationer bygget op omkring tætte kerner bestående af element nul. Relæerne er normalt bundet til et eller flere andre relæer og er i stand til at skabe en korridor, hvor massen i det væsentlige forsvinder, og næsten øjeblikkeligt transporterer skibet tusinder af lysår
Lukkede tidslignende kurver
Den sidste form for superluminal rejse, som vi vil overveje, synes ved første øjekast at være den mindst videnskabelige.
I 55 år har Doctor Who skildret lægens og hans/hendes menneskelige kammeraters eventyr på tværs af tid og rum. Hvilket transportmiddel brugte de? En stor blå kasse kendt som TARDIS (TARDIS - Time and Relative Dimension in Space), som kan transportere dem til et hvilket som helst sted og når som helst, de vil.
Bygget (eller rettere, opdrættet) af den ældgamle race af Time Lords, TARDIS'er er mere magiske end Mass Effect-teknologi. Som lægen selv forklarede, er hans køretøj en "vaklende, vaklende, midlertidig, midlertidig ting." Der ser ud til at være en form for forsinkelse, når man bevæger sig i TARDIS - hvilket betyder, at den er tættere på et hyperdrev end en teleporter. Men i det væsentlige forsvinder TARDIS her, flyver gennem "tidshvirvelen" og dukker op der. Det er alt, du virkelig behøver at vide.
Eller ikke? Det viser sig, at TARDIS har endnu mere teoretisk grundlag end hyperspace.
I 2013 udgav fysikerne Benjamin K. Tippett og David Tsang et papir, der foreslog det teoretiske grundlag for at skabe en realtidsmaskine, dvs. en måde at rejse ind i din fortid. Artiklen hed "Traversable Achnronal Retrograde Domains In Spacetime" (tjek akronymet).
Tippett og Tsang beskriver en tidsrejsende i en rum-tid-boble, der kommer ind (i det væsentlige det samme som Einstein-Rosen-broen). Inden for denne kurve kan den rejsende gå hvor som helst på hans eller hendes egen tidslinje, mens tiden inde i boblen ser ud til at fortsætte som normalt.
To fysikere har endda foreslået, at tidslignende kurver kunne opdeles og forbindes, hvilket åbner muligheden for at rejse ikke kun i din egen tidslinje, men hvor som helst i tid og rum.
Det ser ud til at være alt, jeg kunne tilbyde dig.
Sikkert gik jeg glip af noget eller gik endda for langt ind i fantasiens område. Så jeg venter på dine versioner i kommentarerne.
Kilde: www.habr.com
