Oamenii sunt întotdeauna motivați de dorința de a explora necunoscutul, având chiar un neurotransmitător special – dopamina, care acționează ca un stimulent chimic pentru obținerea informației. Creierul are nevoie de un flux constant de date noi și, chiar dacă aceste date nu sunt esențiale pentru supraviețuire, mecanismul există și este păcat să nu-l folosim.
În articolul de mai jos, aș dori să rezum modul științifico-fantastic de a călători către stele și galaxii îndepărtate, disponibile în prezent în cadrul teoriilor și ipotezelor științifice.
În fața cosmosului, majoritatea activităților umane par nesemnificative, chiar triviale. Carl Sagan, 1980.
Fiecare om a ridicat cel puțin o dată privirea spre cer într-o seară caldă de vară și a observat stelele. Adâncimea cosmosului atrage și inspiră venerare, pe unii pentru o scurtă perioadă, iar pe alții pentru întreaga viață.
Ce este acolo? Există viață? Și ce minuni pot există pe aceste lumi fără număr?
Desigur, singura modalitate de a ajunge acolo și a afla este să ne deplasăm prin spațiu-timp către aceste stele, planete, nebuloase și chiar – GALAXII.
Dar, din păcate, timpul nu este favorabil. Singurul loc pe care tehnologiile noastre de deplasare l-au atins este puțin dincolo de granițele sistemului solar, datorită sondele automate ale proiectului „Voyager”, dintre care a fost lansat în 1977!
Dar pentru a vorbi serios despre alte lumi, avem nevoie de o viteză de cel puțin egală cu cea a luminii, iar în ideal, de o viteză superluminică.
Ce ne oprește?
Aici totul este simplu – sunt doar legile fizicii, și anume cele fundamentale.
Legea cauzalității
Esenta este că efectul nu poate precede cauza. Nimeni nu a observat vreodată ca, de exemplu, întâi o rață să cadă moartă iar apoi vânătorul să tragă. La viteze ce depășesc C, totuși, ordinea evenimentelor devine inversă, banda timpului se derulează înapoi. Acest lucru poate fi demonstrat cu ușurință prin următoarea raționare simplă.
Să presupunem că ne aflăm pe o navă spațială care se mișcă mai repede decât lumina. Atunci, am ajunge treptat din urmă lumina emisă de o sursă în momente tot mai anterioare în timp. Mai întâi, am ajunge din urmă fotonii emisi, să zicem, ieri, apoi – cei emisi alaltăieri, apoi – cu o săptămână, o lună, un an în urmă și așa mai departe. Dacă sursa de lumină ar fi o oglindă care reflectă viața, atunci mai întâi am vedea evenimentele de ieri, apoi cele de alaltăieri și așa mai departe. Am putea vedea, de exemplu, un bătrân care se transformă treptat într-un om de vârstă mijlocie, apoi într-un tânăr, într-un adolescent, într-un copil... Adică timpul ar merge înapoi, ne-am mișca din prezent în trecut. Cauzele și efectele ar schimba locurile.
Limitările bătrânului Albert
Pe lângă problema cauzalității, natura a impus condiții și mai stricte: o mișcare nu doar cu o viteză superioară luminii este inexistentă, ci și cu o viteză egală cu cea a luminii – se poate doar aproxima. Din teoria relativității rezultă că la creșterea vitezei mișcării au loc trei circumstanțe: crește masa obiectului în mișcare, dimensiunea sa se micșorează în direcția mișcării și timpul se încetinește pe acest obiect (din punctul de vedere al unui observator extern «staționar»). La viteze obișnuite, aceste schimbări sunt neglijabile, dar pe măsură ce ne apropiem de viteza luminii devin tot mai semnificative, iar în limita – la viteza egală cu C – masa devine infinit de mare, obiectul își pierde complet dimensiunea în direcția mișcării și timp timpul se oprește. Prin urmare, niciun corp material nu poate atinge viteza luminii. O astfel de viteză o are doar lumina însăși! (Și, de asemenea, particula „totpătrunzătoare” – neutrino, care, la fel ca fotonul, nu poate călători cu o viteză mai mică decât C.
În general, pe lângă cele descrise mai sus, există multe probleme, de exemplu, la viteza aproape de lumina, în cazul coliziunii unui obiect cu masa de 1 kg cu un granule de nisip, se eliberează o cantitate de energie care permite transformarea a 10.000 de tone de oțel în vapori în 1 secundă. Dacă comparăm acest lucru cu masa reală a unei nave stelare, puterea exploziei va fi egală sau mai mare decât puterea proceselor nucleare care au loc pe Soare.
Dar un om inteligent nu va merge pe munte, ci va ocoli muntele, deoarece legile există tocmai pentru a fi încălcate… glumesc, nu veți putea încălca legile, dar știința ficțională (și cea aproape științifică) ne oferă modalități de transport care ne permit să ocolim principiile STC.
Modalități de deplasare superluminică în spațiu-timp
Podurile Einstein-Rosen
, cunoscute și sub numele de găuri de vierme, sunt, poate, cele mai cunoscute metode de călătorie interstelară — și, cel mai probabil, chiar există. Teoria relativității generale a lui Albert Einstein a prezis existența găurilor de vierme, deși nu s-au reușit să fie descoperite până acum.
Vorbind pe înțelesul tuturor, un pod Einstein-Rosen este un tunel în spațiu, creat prin deformarea spațiu-timpului. Obiecte masive, cum ar fi stelele sau găurile negre, curbează timpul și spațiul, precum o minge de bowling curbează un trambulin. Un obiect suficient de masiv poate îndoi atât de mult spațiu-timpul încât să creeze o legătură între două puncte, suficient de îndepărtate în condiții normale.
Imaginați-vă o foaie de hârtie și două puncte pe ea. Trebuie să ajungeți dintr-un punct în altul și, dacă vă mișcați strict pe suprafața hârtiilor, acea „călătorie” va dura un timp. Cu toate acestea, dacă îndoiți foaia astfel încât punctele să se suprapună și o străpungeți în acel loc cu un creion, folosind creionul ca tunel (sau pod), vom reduce semnificativ distanța dintre puncte.
Intrarea într-o gaură de vierme a fost adesea imaginată ca o intrare într-un tunel, ceea ce are sens având în vedere numele. Dar aceasta este o concepție greșită. În filmul „Interstellar”, acest moment este prezentat corect — din perspectiva unui observator în spațiul tridimensional, o gaură de vierme ar trebui să arate ca o sferă.
Găurile de vierme sunt o metodă tentantă de a realiza deplasări interstelare, deoarece nu necesită să depășiți viteza luminii. Fizica ne spune că nimic nu poate călători mai repede decât viteza luminii. Dar cu ajutorul găurilor de vierme, putem traversa distanțe interstelare uriașe fără a încălca această lege.
Motorul warp
Warp, tehnologia FTL, care în prezent are a fi materializată. Warp poate fi cu siguranță numit cea mai realistă metodă de deplasare peste viteza luminii dintre toate cele cunoscute. Deși momentan rămâne doar sub formă de formule pe hârtie. Este vorba despre .
Principiul de funcționare derivă din modul de a ocoli Teoria Specială a Relativității, care postulază că nimic în spațiu nu poate călători mai repede decât viteza luminii. «Calea» constă în faptul că această postulat nu se aplică spațiului însuși, care poate fi comprimat și extins de diferite influențe, cum ar fi câmpul gravitațional. Motorul Warp comprimă spațiul din fața navei și îl extinde în spatele acesteia, împingând bula de spațiu obișnuit înainte împreună cu nava.
În universul Star Trek, astfel de motoare dezvoltă viteze destul de modeste conform standardelor științifico-fantastice — călătoriile navelor Enterprise au fost limitate la un singur sector al galaxiei în apropierea Sistemului Solar (~1500 de ani-lumină), durând ani de zile și lăsând o mulțime de zone neexplorate și goluri în harta spațială.
hiperspațiul
Recent au apărut detalii experimentale de la sonda spațială WMAP despre inhomogenitățile temperaturii radiației cosmice de fond, care este unul dintre principalele obiecte de observație în studiul universului nostru. Analizând aceste date, a fost descoperită o mare anomalie a distribuției unghiulare a fluctuațiilor radiației cosmice de fond la armonici joase. Una dintre explicațiile acestui fenomen a fost teoria conform căreia topologia universului nostru diferă de un plan tridimensional sau de o sferă. Considerând topologia universului nostru sub forma unui dodecaedru, calculele teoretice se potrivesc strâns cu datele experimentale.
„O univers tridimensională complexă, topologic plată, poate fi construită doar pe baza cuburilor, paralelipipedelor și prismelor hexagonale. În cazul unui spațiu curbat, un astfel de set de proprietăți este deținut de o clasă mai largă de figuri. Totuși, spectrele unghiulare obținute în experimentul WMAP sunt cele mai bine corelate cu modelul universului, care are forma unui dodecaedru.” Mihail Prohorov, doctor în științe fizico-matematice, cercetător principal în cadrul Departamentului de Astrofizică Relativistă al Institutului Astronomic de Stat Sternberg.
Astfel, posibilitatea existenței unui hiperspațiu al universului, în care se află universul nostru limitat, este indicată de teorii bazate pe date practice despre radiația relicvară. Cu toate acestea, chiar dacă hiperspațiul există, pentru a te deplasa în acest spațiu este nevoie de un motor special.
Imaginează-ți că te afli în fața unei văi și trebuie să ajungi într-un punct dincolo de vale. Deoarece poți să te deplasezi doar pe o suprafață plană (într-un spațiu bidimensional), va trebui să ocolești obstacolul sau să cobori în vale, să traversezi și apoi să urci. Dar dacă ai la dispoziție un avion care poate zbura în spațiul tridimensional, vei ajunge direct la destinația dorită.
Practically, hiperspațiul are o metrică diferită față de spațiul tridimensional obișnuit, iar mișcarea în acesta seamănă cu mișcarea printr-o vierme de găuri, dar tunelurile pot conecta nu un singur punct, ci imediat mai multe puncte, ieșind în spațiul tridimensional obișnuit. Mai mult, mișcarea în hiperspațiu va fi vizual diferită de cea dintr-o vierme de guri (contrar ilustrațiilor comune), deoarece structura tridimensională a universului va „înfășura” călătorul în interiorul căii hiperspațiale. Cred că, dacă este posibil, spectacolul este cu adevărat fascinant — stelele vizibile, nebuloasele sau întregi clustere galactice — se desfășoară lent și se întind, schimbând paleta de culori pe parcursul deplasării în zona roșie cosmologică (?)
Ideea teleportării hiperportante a fost, în opinia mea, reușit ecranizată în filmul „Contact” din 1997 (după romanul lui Carl Sagan, filmul fiind recompensat cu premiul Hugo. Locul 2 în lista celor mai credibile filme științifico-fantastice conform NASA). Acesta prezenta o instalație, al cărei desen a fost primit printr-un semnal de la o civilizație extraterestră, receptat de eroina filmului, care crea manipulări ale energiei exotice și, în rezultat, „permeabiliza” o cabină cu o persoană prin spațiul interior al unei sfere. Judecând după cum stau lucrurile, cabina era absorbită în hiperespatiu, într-un „tunel” deja creat. Se pare că aceste tuneluri sunt extrem de numeroase în întreaga galaxie și toate au fost create de o civilizație mult mai veche. Asta este ceea ce a spus un reprezentant al rasei ale cărei semnale le-a captat eroina filmului. Așa stau lucrurile, oameni buni. Personal, consider că acest film este un favorit. Dar, după cum arată practica — nu tuturor le place.
Teleportare etereală
Știm că cea mai frecventă explicație a teleportării este transferul instantaneu al unui obiect material în spațiu pe o distanță arbitrară.
În acest context putem folosi și un găuri de vierme, dar despre aceasta am mai vorbit, așa că vom discuta despre o cale fundamental diferită.
Ceea ce ne interesează este teleportarea informației despre substanță, până la o fotografie cuantică a stării acesteia.
Procesul este, în linii mari, următorul: Corpul dvs. este plasat într-o instalație la punctul A, care vă scanează până la particulele subatomice și starea lor cuantică, și apoi vă digitalizează copia. După aceea, starea cuantică este transmisă ca un flux unic prin canalele standard de comunicație. Dar aici apare o problemă – există o interdicție asupra transferului de date mai rapid decât viteza lumină, conform SRT; pe de altă parte, dacă știința va dovedi existența particulelor ipotetice ce au masă restingă negativă sau imaginară, cum ar fi tachionii, informația despre obiect ar putea fi transmisă cu o viteză superluminică. Poate chiar și cu ajutorul undelor gravitaționale (?). După aceea, la punctul B, persoana este recreată la nivel cuantic și, voila, el este deja la destinație. Discuțiile despre „suflet” care ar fi fost distrus în instalația A le ocolesc, deoarece sunt ateu și nu iau în considerare acest aspect (îmi pare rău).
Această metodă este bună deoarece pentru teleportația cuantică a unui obiect material nu este nevoie să se folosească deformarea spațiu-timp și să se cheltuie o cantitate uriașă de energie. Problema, desigur, constă în livrarea inițială a instalației care va reproduce obiectul în punctul B. Dar acesta poate fi livrat prin metode mai lungi, care nu se limitează la una sau mai multe vieți omenești.
Resetarea masei
Toate navele spațiale din universul Mass Effect folosesc, într-un fel sau altul, Elementul Zero, care generează Efectul Masei specificat, fie scăzând masa obiectelor din jur, fie crescând-o. În acest fel, se reușește manipularea Teoriei Relativității și depășirea vitezei luminii.
Călătoriile obișnuite între planete și stele aflate aproape produse cu ajutorul motoarelor FTL, care sunt capabile doar să reducă masa navei. Pentru zborurile interstelare pe distanțe mari se folosesc Răle de Masă — stații uriașe construite în jurul nucleelor dense formate din Elementul Zero. Răle sunt de obicei legate de una sau mai multe alte răle și sunt capabile să creeze un coridor în care masa dispare efectiv, transportând nava instantaneu pe mii de ani-lumină.
Curbele temporale închise
Ultima formă de deplasare superluminică pe care o vom examina pare, la prima vedere, să fie cea mai puțin științifică.
De-a lungul a 55 de ani, serialul „Doctor Who” a povestit despre aventurile în timp și spațiu ale Doctorului și ale însoțitorilor săi uhuman. Cu ce mijloace de transport se foloseau? O mare cabină albastră, cunoscută sub numele de TARDIS (eng. TARDIS — Time and Relative Dimension in Space), care îi poate duce în orice loc și în orice timp doresc.
Construite (sau, mai degrabă, crescute) de o rasă antică numită „Stăpânii Timpului”, TARDIS-urile sunt mai magice decât tehnologia „Mass Effect”. Așa cum explică Doctorul însuși, vehiculul său de transport este o „chestie temporală zavistică”. Se pare că la deplasarea în TARDIS există o oarecare întârziere — adică este mai aproape de un motor hiper decât de un teleporter. Dar, în esență, TARDIS-ul dispare de aici, trece printr-un „vortex temporal” și apare acolo. Aceasta este tot ce trebuie să știți cu adevărat.
Sau nu? Se pare că TARDIS are chiar mai multe baze teoretice decât hiper-spațiul.
În 2013, fizicienii Benjamin K. Tippett și David Tsang au publicat un document care propune baze teoretice pentru crearea unei mașini a timpului reale, adică a unei metode de a călători în propriul tău trecut. Articolul se numea «Domenii Retrograde Achronale Traversabile În Spațiu-Timp» (verificați acronimul).
Tippett și Tsang descriu un călător în timp, aflat într-o bucătărie spațiu-timp, care intră într-o (practic, similară cu podul Einstein-Rosen). În interiorul acestei curbe, călătorul poate merge oriunde pe propria scală temporală, în timp ce în interiorul bulei timpul pare să curgă normal.
Cei doi fizicieni au sugerat chiar că curbele temporale pot fi separate și conectate, deschizând posibilitatea de a călători nu doar pe propria scală temporală, ci și în orice moment din timp și spațiu.
Cam atât am putut să vă ofer.
Sunt sigur că am omis ceva sau chiar am exagerat în zona fanteziei. Așa că aștept comentariile voastre.
Sursa: habr.com
