Pārvietošanās cauri telpai un laikam

Cilvēkus vienmēr virza tieksme pēc neizpētītā, un viņiem pat ir īpašs neirotransmiters – dopamīns, kas ir ķīmiskais motivators informācijas iegūšanai. Smadzenēm pastāvīgi nepieciešams jaunu datu plūsma, un pat ja šie dati nav nepieciešami izdzīvošanai – tā ir izveidojusies mehānika, ko nevar neizmantot.

Zemāk esošajā rakstā es vēlētos apkopt zinātniski fantastiskos veidus, kā pārvietoties uz tālām zvaigznēm un galaktikām, kas šobrīd pieejami zinātnisko teoriju un hipotēžu ietvaros.

Kosmosa priekšā lielākā daļa cilvēku darāmā izskatās niecīga, pat triviāla. Kārls Sagans, 1980. gads.

Katrs cilvēks vismaz reizi dzīvē ir pacēlis galvu uz augšu, siltā vasaras vakarā skatoties uz zvaigznēm. Kosmosa dziļums pievelk un izraisa apbrīnu, kādu cilvēku uz brīdi, bet citiem uz visu mūžu.

Kas tur ir? Vai tur ir dzīvība? Un kādi brīnumi varētu būt uz šīm bezgalīgajām pasaulēm?

Protams, vienīgais veids, kā tur nokļūt un uzzināt – ir pārvietoties cauri telpai-laikam uz šīm tālajām zvaigznēm, planētām, miglājiem un pat – GALAKTIKĀM.

Bet diemžēl – laiks nav tas. Vienīgais, ko mūsu pārvietošanās tehnoloģijas ir sasniegušas – ir nedaudz aiz Saules sistēmas robežām, pateicoties automātiskajiem iniciatīviem no "Voyager" projekta, no kuriem Voyager-1 tika palaists 1977. gadā!

Bet, lai nopietni runātu par citām pasaulēm, mums nepieciešama vismaz gaismas ātruma ātrums, bet ideālā gadījumā – pārgaismas.

Kas traucē?

Te viss ir vienkārši – tikai fizikas likumi, un tie ir fundamentāli.

Cēloņu likums

Būtība ir tāda, ka sekas nevar pārspēt cēloni. Neviens nekad nav novērojis, ka, piemēram, vispirms izsistas pīles, un tad mednieks izšautu. Pie ātrumiem, kas pārsniedz C, notikumu secība kļūst pretēja, laika lente atgriežas atpakaļ. To ir viegli pārliecināties, izmantojot nākamo vienkāršo apspriešanu.

Pieņemsim, ka mēs atrodamies kādā kosmosa kuģī, kas pārvietojas ātrāk par gaismu. Tādējādi mēs pakāpeniski panāktu gaismu, kas izstarota no avota, arvien agrākajos laika brīžos. Vispirms mēs panāktu fotonus, kas izstaroti, teiksim, vakar, tad – izstarotus aizvakar, pēc tam – pirms nedēļas, mēneša, gada un tā tālāk. Ja gaismas avots būtu spogulis, kas atspoguļo dzīvi, tad vispirms mēs redzētu vakardienas notikumus, tad aizvakar un tā tālāk. Mēs varētu redzēt, teiksim, veci cilvēku, kurš pakāpeniski kļūst par vidēja vecuma cilvēku, pēc tam par jaunu cilvēku, pusaudzi, bērnu… Tas nozīmē, ka laiks pagrieztos atpakaļ, mēs pārvietotos no tagadnes uz pagātni. Iemesli un sekas šajā gadījumā mainītos vietām.

Alberta ierobežojumi

(Īpašā relativitātes teorija)

Papildus cēloņu problēmai daba uzstādīja vēl stingrākus nosacījumus: ir neiespējami pārvietoties ne tikai ar ātrumu, kas pārsniedz gaismas ātrumu, bet arī ar ātrumu, kas ir līdzīgs gaismas ātrumam – pie tā var tikai tuvojoties. No relatīvā teorijas izriet, ka, ja palielinās kustības ātrums , rodas trīs apstākļi: palielinās kustības objekta masa, samazinās tā izmērs kustības virzienā un laika plūsma šajā objektā saskaņā ar ārējo "miera" novērotāju palēninās. Parastās ātrumos šie pārmaiņas ir nenozīmīgas, bet tuvojoties gaismas ātrumam, tās kļūst arvien jūtamākas, bet ierobežojumā, kad ātrums ir vienāds ar C, masa kļūst bezgalīgi liela , objekts pilnībā zaudē izmēru kustības virzienā unlaiks uz tā apstājas . Tāpēc nekāda materiāla ķermenis nevar sasniegt gaismas ātrumu. Šāds ātrums pieder tikai pašam gaismai! (Tāpat arī "vispārliecinoša" daļiņa – neitrīno, kas, tāpat kā fotons, nevar kustēties ar ātrumu, kas ir mazāks par C.Vispār, papildus tam, kas aprakstīts iepriekš, ir daudz problēmu, piemēram, pie gandrīz gaismas ātruma, 1 kg masas objekta sadursmes ar smiltīm laikā atbrīvojas tik daudz enerģijas, ka tā pietiek, lai 10 tūkstošus tonnu tērauda pārvērstu tvaikā vienā sekundē. Ja šo salīdzina ar reālo zvaigžņu kuģa masu, tad sprādziena jauda būs vienāda vai pārsniegs jaudu, kas rodas kodolprocesos, kas notiek Saules iekšienē.

Tādējādi, konstatējot, ka daudzas, daudzas problēmas ir, piemēram, pie apgaismojošā ātruma, sadursmē objekta masa 1 kg ar smilšu daļiņu tiek atbrīvots tik daudz enerģijas, kas ļauj 10 tūkstoš tonnas tērauda pārvērst tvaikā vienā sekundē. Ja salīdzina ar reālo starship masu, sprādziena jauda būs vienāda vai pārsniegs jaudu, kas rodas kodolprocesu laikā, kas notiek Saules laikā.

Bet gudrs kalnā neies, gudrs kalnu apies, jo likumi ir tie, lai tos pārkāptu... es jokoju, jūs nevarat pārkāpt likumus, taču zinātniskā fantastika (un apzinātā zinātne) piedāvā mums veidus, kā pārvietoties, ļaujot apiet SRT principus.

Veidi pārsniegt gaismas ātrumu telpā-laikā

Einšteina-Rozen tilti

Einšteina-Rozen tilti, kas ir pazīstami arī kā červotocīnas vai krupēja caurules, ir, iespējams, vispazīstamākie starpzvaigžņu ceļojumu līdzekļi — un, iespējams, patiešām eksistē. Alberta Einšteina vispārējā relatīvitātes teorija paredzēja červotocīnu esamību, tomēr tās pagaidām nav izdevies atklāt.

Vienkāršiem vārdiem sakot, Einšteina-Rozen tilts ir caurule telpā, ko izraisa telpas-laika deformācija. Masīvi objekti, piemēram, zvaigznes vai melnie caurumi, izkropļo laiku un telpu, kā bumba, spēlējot boulingu, izkropļo batutu. Pietiekami masīvs objekts var tik ļoti izlocīt telpas-laiku, ka izveidos savienojumu starp divām, parastā stāvoklī pietiekami tālu attālām punktiem.

Iedomājieties papīra lapu un divus punktus uz tās. Jums jānokļūst no viena punkta uz otru, un, ja jūs pārvietosities stingri pa papīra virsmu, šis 'ceļojums' prasīs kādu laiku. Tomēr, ja salocīt lapu tā, lai punkti sakristu, un izduriet to šajā vietā ar zīmuli, tad, izmantojot zīmuli kā tuneli (vai tiltu), mēs ievērojami samazināsim attālumu starp punktiem.

Ieeja červotocinā bieži tiek attēlota kā ieeja tunelī, kas ir jēga, ņemot vērā nosaukumu. Bet tas ir nepareizs priekšstats. Filma 'Interstellar' šo brīdi parāda pareizi — skatītāja acīm trīsdimensiju telpā červotonicai jāizskatās kā sfērai.

Červotonicas ir pievilcīga metode starpzvaigžņu pārvietošanai, jo tās neprasa, lai jūs pārsniegtu gaismas ātrumu. Fizika mums saka, ka nekas nevar pārvietoties ātrāk par gaismu. Bet ar červotonikām var pārvarēt milzīgas starpzvaigžņu distances, nepārkāpjot šo likumu.

Warp dzinējs

Warp, FTL tehnoloģija, kas šobrīd ir reālas iespējas tiktu īstenot. Warp var droši saukt par visreālistiskāko veidu, kā pārvietoties ātrāk par gaismu, no visām zināmajām iespējām. Lai gan tas pagaidām joprojām pastāv tikai formulas uz papīra formā. Runa ir par Alkubiērra dzinēju.

Darbības princips izriet no veida, kā apiet Īpašo relativitātes teoriju, kas postulē, ka nekas telpā nevar pārvietoties ātrāk par gaismu. 'Taka' ir tāda, ka šis postulāts neattiecas uz pašu telpu, kas var saspiesties un izstiepties dažādu ietekmju dēļ, piemēram, gravitācijas lauka, Warp dzinējs sasprindzina telpu kuģa priekšā un izpleš to aiz kuģa, pārvietojot parastu telpu burbuļa kopā ar kuģi uz priekšu.

Zvaigžņu ceļa visumā šādi dzinēji sasniedz salīdzinoši pieticīgas ātruma normas zinātniskās fantastikas standartiem — Enterprise ceļojumi bija ierobežoti ar vienu sektoru galaktikā tuvumā Saules sistēmas (~1500 gaismas gadu), aizņēma gadus un atstāja daudz baltu plankumu un neizpētītu teritoriju.

Hipertelpa

Nepagātnē parādījās detalizēti eksperimentāli dati no kosmiskā aparāta WMAP par relikta starojuma temperatūras neviendabīgumu, kas ir viens no galvenajiem objektiem novērojumos, pētot mūsu visumu. Analizējot šos datus, tika atklāta liela anomālija relikta starojuma fluktuāciju leņķiskajā sadalījumā zemās harmonikās. Viens no šī parādība skaidrojumiem bija teorija par to, ka mūsu visuma topoloģija atšķiras no trīsdimensionālas plaknes vai sfēras. Apsverot mūsu visuma topoloģiju kā dodekaedru, teorētiskie aprēķini tuvojās eksperimentāliem datiem.

«Plakan kritiski sarežģītu trīsdimensionālu Visumu var uzbūvēt tikai, balstoties uz kubiem, paralelogramiem un sešstūriem. Kļūdas telpā šādām īpašībām ir plašāks figūru klases klāsts. Tajā pašā laikā vislabāk iegūtie WMAP eksperimentos leņķu spektri sakrīt ar Visuma modeli, kura forma ir dodekaedrs.» Mihails Prohorovs, fizikas un matemātikas zinātņu doktors, vadošais zinātniskais darbinieks Relativitātes astrofizikas nodaļā Šternberga valsts astronomijas institūtā.

Tādējādi uz iespēju eksistēt hipertelpā Visumā, kurā atrodas mūsu ierobežotā visuma, norāda teorijas, kas balstās uz praktiskiem datiem par reliķveida izstarojumu. Tomēr, pat ja hipertelpa pastāv, lai pārvietotos šajā telpā, ir nepieciešams kāds īpašs dzinējs.

Iedomājieties, ka priekšā jums ir ieleja, bet jums ir jānonāk punktā aiz ielejas. Tā kā jūs varat pārvietoties tikai pa plakanu virsmu (2-dimensionālā telpā), jums nāksies vai apiet šķērsli, vai nolikties ielejā, pāriet pāri tai un tad uzkāpt. Taču, ja jums ir lidmašīna, kas spēj pārvietoties 3-dimensionālā telpā, jūs nonāksiet tur, kur jums nepieciešams, pa taisno.

Pamatā hipertelpa ir atšķirīga no parastās 3-dimensionālās telpas metriskās un kustība tajā ir līdzīga kustībai caur červotaču, tikai tuneļi var savienot nevis vienu, bet vairākus punktus, kas izej uz parasto 3-dimensionālo telpu. Vairāk nekā to, pašam pārvietojumam hipertelpā būs vizuālas atšķirības no pārvietojuma červotačā (neskatoties uz izplatītajām ilustrācijām), jo trīsdimensionālā struktūra visuma „apņem” ceļotāju iekš hipertelpas ceļa. Domāju, ja tas ir iespējams, tad ainava ir patiešām aizraujoša — redzamās zvaigznes, miglājus vai veselas galaktikas klasterus — lēnām izplešas un izstiepjas, mainot krāsu paleti pārvietojoties kosmoloģiskajā sarkanajā zonā (?)

Manuprāt, ideju par hiperprātvietošanu veiksmīgi ir attēlojusi filma "Kontakts" 1997. gadā (saskaņā ar Kārļa Sāgana romānu, filma ir saņēmusi Hugo balvu. 2. vieta vispatiesāko zinātniskās fantastikas filmu sarakstā pēc NASA versijas). Tajā iekārta, kuras shēmas tika iegūtas no signāla no citplanētiešu civilizācijas, ko uztvērusi filmas varone, radīja manipulācijas ar eksotisku enerģiju un rezultātā "palaiž" kabīni ar cilvēku cauri iekšējam sfēras laukam. Izskatās, ka kabīne iekrīt hiperprātā, jau izveidotā "tunelī". Izrādās, šādu tunelu visā galaktikā ir milzums, un tos visus izveidojusi senāka civilizācija. Nu, tā ir norādījusi rase, no kuras signālu uztvēra filmas varone. Tādas ir lietas, draugi. Personīgi man šī filma ir topā. Bet, kā rāda prakse — ne visiem tā patīk.

Neprātīgā telepācija

Mēs zinām, ka visizplatītākais telepācijas skaidrojums ir momentāna materiāla objekta pārvietošanās telpā uz patvaļīgu attālumu.
Šajā kontekstā var izmantot arī červotēnu, bet par to mēs jau runājām, tāpēc runāsim par principā citādu ceļu.

Mūs interesē telepācija par vielu, līdz pat kvanta attēlam, stāvoklim.

Process notiek aptuveni šādi: Jūsu ķermeni ievieto iekārtā punktā A, kas skanē jūs līdz pat subatomiskām daļiņām un to kvanta stāvoklim, un pēc tam digitalizē jūsu kopiju. Pēc tam kvanta stāvoklis tiek nosūtīts kā vienots plūsmīgs pa standartizētiem sakaru kanāliem. Bet šeit ir problēma – tas ir aizliegums uz pārsniegt gaismas ātrumu, saskaņā ar RTR, no otras puses, ja zinātne pierādīs hipotētisko daļiņu eksistenci, kurām ir negatīva vai iztēles masa, piemēram, takioni, informāciju par objektu varēs nodot ar pārsniegtu gaismas ātrumu. Varbūt pat, izmantojot gravitācijas viļņus (?). Pēc tam punktā B cilvēks tiek rekonstrukts kvanta līmenī un voilà — viņš jau ir galamērķī. Par "dvēseles" iznīcināšanu iekārtā A es nekomentēju, jo esmu ateists un to neņemšu vērā (atvainojos).

Šī metode ir laba, jo kvantu telepācijai materiāla objekta nav nepieciešams izmantot laika un telpas izkropļojumu un patērēt milzīgu enerģijas daudzumu. Problēma ir sākotnējā iekārtas piegādē, kas reproducēs objektu punktā B. Taču to var piegādāt arī garākos veidos, kas neaprobežojas ar vienu vai vairākiem cilvēka dzīves gadiem.

Masa nullēšana

Visi Masa Efekta visuma kosmiskie kuģi šādā vai citādā veidā izmanto Nulles Elementu, kas ģenerē noteikto Masas Efektu, samazinot apkārtējo objektu masu vai palielinot to. Tādējādi izdodas pagriezt Relativitātes Teoriju un pārsniegt gaismas ātrumu.

Parastās ceļojumi starp planētām un tuvējām zvaigznēm notiek ar FTL dzinējiem, kuri spēj tikai samazināt kuģa masu. Interstellar lidojumiem uz lieliem attālumiem tiek izmantoti Masas Relē — milzīgas stacijas, kas uzbūvētas ap blīvām kodolēm, kas sastāv no nulles elementa. Relē parasti ir savienotas ar vienu vai vairākiem citiem relē un spēj radīt koridoru, kurā masa faktiski pazūd, praktiski acumirklī pārvietojot kuģi tūkstošiem gaismas gadu attālumā.

Aizvērtas laika līdzīgas līknes

Pēdējā supergaismas pārvietošanās forma, ko mēs aplūkosim, sākotnēji šķiet vismazāk zinātniska.

Jau 55 gadus seriāls 'Doktors Kas' stāsta par Doktora un viņa/sevi cilvēku pavadoni piedzīvojumiem laikā un telpā. Kādi transportlīdzekļi viņi izmantoja? Lielā zilo būda, kas pazīstama kā TARDIS (angļu valodā TARDIS — Time and Relative Dimension in Space), kas var pārvietot viņus jebkurā vietā un laikā, kuru viņi vēlas.

TARDIS, ko uzbūvēja (vai drīzāk audzēja) senā rase 'Laika Majoru', ir maģiskāki nekā 'Mass Effect' tehnoloģija. Kā pats Doktors skaidroja, viņa transports ir 'nestabila laika mašīna'. Izskatās, ka ceļojot TARDIS ir kāda kavēšanās — tātad tā ir tuvāk hiperdzinējam nekā teleporteram. Bet, faktiski, TARDIS pazūd šeit, iziet cauri 'laika virpuļiem' un parādās tur. Tas ir viss, kas jums patiesībā jāzina.

Vai nē? Izrādās, ka TARDIS ir vēl vairāk teorētisko pamatu nekā hiperfiziskā telpa.

2013. gadā fiziķi Benžamins K. Tipet un Deivids Cangs publicēja dokumentu, kurā tika piedāvāti teorētiskie pamati reālas laika mašīnas izveidei, proti, ceļojumiem uz savu pagātni. Raksts saucās «Pārejamas Ahnronālās Retrogrādās Jomas Laikā un Telpā» (paskatieties uz akronīmu).

Tipets un Cangs apraksta laika ceļotāju, kurš atrodas laika-telpas burbulī, kas ievada slēgtā laikam līdzīgā līkne (principā tādu pašu kā Einašteina-Rozena tilts). Šajā līknes iekšienē ceļotājs var doties uz jebkuru vietu uz savas laika skalas, kamēr iekšējā burbulī laiks šķiet rit normāli.

Divi fiziķi pat pieņēma, ka laika līdzīgas līknes var tikt dalītas un savienotas, kas atver iespēju ceļot ne tikai pa savu laika grafiku, bet arī kur vien vēlaties laika un telpas ietvaros.

Nu, šķiet, ka tas ir viss, ko es varēju jums piedāvāt.

Droši vien es kaut ko esmu aizmirsis vai pat pārsteidzis fantāzijas virzienā. Tāpēc gaidu jūsu versijas komentāros.

Avots: habr.com