Tähtien lentäminen on ihmiskunnan pitkäaikainen unelma. Etäisyys heihin on kuitenkin niin suuri, ja kaikkien meille tunnettujen teknisten välineiden nopeus on niin pieni, että näyttää siltä, että unelma pysyisi ikuisesti taiteellisena fantasiana. Ja silti fyysikoilla on idea, kuinka pettää luonnonlakia ja puhkeaa tähtienväliseen avaruuteen.
RAJOITUSNOPEUS
1700-luvun alkuun saakka uskottiin, että valo leviää heti. Vastoin tätä mielipidettä, suuri Galileo Galilei uskoi olevansa tietyllä nopeudella ja keksi jopa kokeilun lyhtyllä sen mittaamiseksi, mutta hän ei onnistunut. Tuloksena sen mittasi ensin tanskalainen tähtitieteilijä Olaf Roemer, joka havaitsi vuonna 1676 Jupiterin kuun Io-pimennykset ja havaitsi, että pimennysten välinen aika lyhenee, kun etäisyys tästä jättiläisplaneetista maapallolle pienenee, ja enemmän, kun se kasvaa. Hän tajusi, että ero johtuu valon nopeudesta, joka "kulkee" suuremman matkan, kun Jupiter palaa, ja pystyi laskemaan sen helposti. Roemer tietysti erehtyi määrittäessään tarkan arvon, mutta hän vahvisti oikein järjestyksen - 214 000 km / s.
Myöhemmin fyysikot suorittivat monia muita mittauksia ja 2000-luvun alussa he totesivat: valon nopeus tyhjiössä on 299 910 km / s - tämä oli jo lähellä nykyaikaista arvoa. Mutta kukaan ei edes kuvitellut, että se on maailmankaikkeuksemme lopullinen.
Vuonna 1905 Albert Einstein hyväksyi erityisen suhteellisuusteoriansa (SRT) postulaattina paitsi lausunnon siitä, että valon nopeus on suurin mahdollinen, mutta myös sen, että se on muuttumaton, ts. Se ei riipu valonlähteen liikkeestä tai viitekehyksestä. tarkkailija. Tästä seurasivat epätavallisia seurauksia. Esimerkiksi kävi ilmi, että mitä lähempänä objektin nopeus on valon nopeutta, sitä hitaampaa sen aika virtaa ja sitä merkittävämmäksi massa muuttuu. Toisin sanoen mikään materiaalikappale ei voi kiihtyä valon nopeuteen, muuten sen massasta tulee ääretön.
Puhelimen PARADOX
Mainosvideo:
Joten valon nopeus on rajoittava, ja jopa valo saavuttaa lähimmän tähden Proxima Centaurin vain 4,2 vuodessa. Jos käytämme nykyaikaista rakettitekniikkaa, jonka ennätys pysyy nopeudella 20 km / s, saavuttaminen vie yli 70 tuhat vuotta! On selvää, että sellaisessa aikataulussa ei ole tarvetta puhua vakavasti retkikunnista lähimpään tähtiin.
Silti etsivät mielet yrittivät melkein heti löytää tavan ylittää nopeusrajoitukset. Yksi näistä tavoista voisi olla teleportaatio.
Mielenkiintoista on, että ajatus esineiden hajottamisesta atomiksi niiden myöhemmällä virkistyksellä keksittiin jo ennen keskustelua teleportaation teknisestä todellisuudesta. Löydämme sen amerikkalaisen Edward Mitchellin tarinassa "Mies ilman vartaloa", julkaistu jo vuonna 1877. Sitten uskottiin, että tiede tunsi molekyylien ja atomien rakenteen, joten kirjoittaja uskoi, että elementin, joka on purettu elementti "tiileiksi", on helppo luoda uudelleen. 1900-luvulla ajatus osoittautui tieteiskirjailijoiden kirjoittajien kysynnäksi, ja nykyään on vaikea kuvitella teoriaa tähtienvälisistä lennoista, joissa ei olisi teleportointia.
Mitä tieteeseen tulee, ennen kuin fyysikot filosofit ajattelivat teleportaation todennäköisiä seurauksia. Oletetaan, että teleportti hajottaa henkilön atomiksi, sitten tietoja heistä välitetään Marsille ja siellä toinen teleportti kerää henkilön paikallisista materiaaleista. Voidaanko Marsissa olevaa henkilöä pitää samana ihmisenä, joka saapui teleporttiin maan päällä? Kävi ilmi, että mikään kriteeri ei riitä henkilön tunnistamiseen, ts. Ennen kuin selvitämme, mikä aineellinen perusta sielulla on, on ennenaikaista puhua teleportin soveltuvuudesta.
Mutta jos käytät sitä esineiden lähettämiseen? Eikä kaikki ole täällä yksinkertaista! Werner Heisenbergin löytämä epävarmuusperiaate kieltää hiukkasen kaikkien ominaisuuksien tarkan mittaamisen: Yhden ominaisuuden numeeriseen kiinnittämiseen on "uhrattava" toinen, joten objektia ei voida koskaan kuvata täysin alkutasolla.
Sitten tutkijat pohtivat mahdollisuutta käyttää kvantimekaniikan ominaisuuksia teleportaatioon. Kuten tiedät, on olemassa kvanttinen takertuminen - ilmiö, jossa esineiden kvanttitilat ovat toisistaan riippuvaisia, vaikka esineet itsensäkin erotettaisiin avaruudessa valtavan etäisyyden päässä. Tietysti kvanttisen takertumisen avulla ei voi välittää ainetta tai energiaa, mutta on mahdollista lähettää tietoa ja nopeudella … paljon suurempi kuin valo! Käytännössä se näyttää tältä. Sinulla on esine, joka on takertunut Marsiin lähetettyyn esineeseen. Voit muuttaa kohteen kvanttitilaa, jonka jälkeen esineen tila Marsilla muuttuu välittömästi vastaavasti.
Kvanttiteleportaation kokeiluja on tehty vuodesta 1997, ja tänään on jopa eräänlainen ennätys fotonien tilan kääntämiselle 143 km: n päässä. Fyysikoiden menestykset ovat vaikuttavia, mutta silti luonto ei ole vielä alistunut heidän paineeseensa: tällä tavalla vastaanotetun viestin merkityksen selvittämiseksi tarvitaan lisätietoja, jotka lähetetään tavanomaisen radiokanavan kautta.
Kupla ALCUBIERRE
Neuvostoliiton fyysikko Sergei Snegov keksi toisen idean luonnonlakien pettämisestä fantastisessa trilogiassa People are Gods, joka julkaistiin 1960-luvun jälkipuoliskolla. Hänen kuvaamansa "Tanev-moottorit" kykenivät vaikuttamaan aktiivisesti avaruuteen muuttaen tyhjiön aineeksi, jonka seurauksena merkit pystyivät kehittämään mielivaltaisesti suurta nopeutta.
Jotakin samanlaista ehdotti monta vuotta myöhemmin teoreettinen fyysikko Miguel Alcubierre. Hän kuvaa vuoden 1994 julkaisussaan”Loimilaite: Erittäin nopea liike yleisessä suhteellisuudessa”, hän kuvaili tilan vääntymismenetelmää, joka teoreettisesti mahdollistaa kiihtymisen valoa nopeammin. Hypoteettinen moottori muodostaa eräänlaisen "kuplan" ("loimi pallo"), jonka takana tavallinen tila laajenee ja sen edessä supistuu. Itse asiassa paikallisessa tilavuudessa maailmankaikkeuden varhaisnuoruuden malli luodaan uudelleen, kun avaruuden itse kangas laajeni. Avaruusaluksen sijoittamiseen kuplaan tarvitaan kuitenkin eksoottista negatiivista energiaa. Se puolestaan voidaan tuottaa johtuen Casimir-ilmiöstä, joka tuottaa virtuaalisia hiukkasia.
Tietysti on myös ongelmia. Fyysikot ovat laskeneet, että riittävän kokoisen "kuplan" luomiseksi vaaditaan tavallista energiaa, jonka teho on verrattavissa siihen, mikä saadaan muuttamalla koko Jupiterin massa energiaksi. Siitä huolimatta NASA: n avaruusjärjestöön perustettiin ryhmä, jota johti fyysikko Harold White. Hän on työskennellyt ahkerasti vuodesta 2011 parantaakseen loimilaitteen ajatusta ja onnistunut määrittelemään "kuplan" "levyksi", jonka vuoksi vaadittu energiankulutus laski hyväksyttäväksi määriä. Lisäksi ilmoitetaan, että lähiaikoina hänen ryhmänsä aikoo käynnistää loimilaitteen prototyypin, joka käyttää voimakkaita lasereita "levyn" muodostamiseen.
On huomionarvoista, että taiteilija-suunnittelija Mark Redmaker työskentelee samanaikaisesti fyysikkojen kanssa superluminal-tähtilaivan konseptilla, jota kutsutaan nimellä IXS Enterprise. Hänen piirustuksensa ja maalauksensa auttavat ymmärtämään paremmin niiden teknisten ongelmien syvyyttä, jotka insinöörien on ratkaistava, jos loimilaite rakennetaan. Laskelmien mukaan tähtilaiva pystyy kattamaan etäisyyden Proxima Centauriin vain kahdessa viikossa.
Vaikka Harold White -ryhmän onnistumisesta ei ole varmaa varmuutta, voimme sanoa varmasti: tutkijat eivät hylkää yrityksiään pettää voimassa olevia fysiikan lakeja ja löytää tavan päästä tähtiin.
Anton Pervushin
