Létání k hvězdám je dlouhodobým snem lidstva. Jejich vzdálenosti jsou však tak velké a rychlost jakýchkoli technických prostředků, které známe, je tak nízká, že se zdá, jako by sen zůstal navždy uměleckou fantazií. Fyzici však mají představu, jak podvádět zákony přírody a proniknout do mezihvězdného prostoru.
LIMITNÍ RYCHLOST
Až do začátku 17. století se věřilo, že se světlo šíří okamžitě. Na rozdíl od tohoto názoru velký Galileo Galilei věřil, že má určitou rychlost, a dokonce vynalezl experiment s lucernou, který jej změřil, ale neuspěl. Jako výsledek, to bylo nejprve změřeno dánským astronomem Olaf Roemer, kdo v 1676 pozoroval zatmění Io, měsíc Jupitera, a zjistil, že čas mezi zatměním se zkracuje, když vzdálenost od této obří planety k Zemi klesá, a více, když se zvětšuje. Uvědomil si, že rozdíl je způsoben rychlostí světla, která „cestuje“po větší vzdálenosti, když Jupiter ustupuje, a byl schopen jej snadno spočítat. Roemer se samozřejmě při určování přesné hodnoty mýlil, ale správně stanovil pořadí - 214 000 km / s.
Následně fyzici provedli mnoho dalších měření a na začátku dvacátého století se ustanovili: rychlost světla ve vakuu je 299 910 km / s - to už bylo blízko moderní hodnotě. Ale nikdo si ani nedokázal představit, že je to pro náš vesmír vrchol.
V roce 1905 Albert Einstein přijal jako postulát pro svou speciální teorii relativity (SRT) nejen prohlášení, že rychlost světla je maximální možná, ale také to, že je invariantní, to znamená, že nezávisí na pohybu světelného zdroje nebo na referenčním rámci. pozorovatel. Z toho vyplynuly neobvyklé důsledky. Ukázalo se například, že čím blíže je rychlost objektu k rychlosti světla, tím pomalejší je jeho čas a čím významnější je hmota. To znamená, že žádné hmotné tělo nemůže zrychlit na rychlost světla, jinak bude jeho hmotnost nekonečná.
PARADOX TELEPORTACE
Propagační video:
Rychlost světla je tedy omezená a dokonce i světlo dosáhne nejbližší hvězdy Proxima Centauri za pouhých 4,2 roku. Používáme-li moderní raketové technologie, jejichž rekord zůstává rychlostí 20 km / s, bude to trvat déle než 70 tisíc let! Je jasné, že s takovým časovým rámcem není třeba vážně mluvit o výpravách k nejbližším hvězdám.
Přesto se hledání mysli téměř okamžitě pokusilo najít způsob, jak překonat rychlostní limity. Jedním z těchto způsobů může být teleportace.
Je zajímavé, že myšlenka rozkladu objektů na atomy s jejich následnou rekonstrukcí byla vynalezena ještě předtím, než v zásadě vznikla diskuse o technické realitě teleportace. Najdeme to v příběhu amerického Edwarda Mitchella "Muž bez těla", publikovaného již v roce 1877. Pak se věřilo, že věda se naučila strukturu molekul a atomů, takže spisovatel věřil, že by bylo snadné znovu vytvořit objekt rozebraný na elementární „cihly“. Ve dvacátém století se ukázalo, že je tento požadavek požadován spisovateli sci-fi, a dnes je obtížné si představit práci o mezihvězdných letech, při nichž by nedošlo k teleportaci.
Pokud jde o vědu, filozofové před fyziky přemýšleli o pravděpodobných důsledcích teleportace. Předpokládejme, že řekli, že teleport rozdělí člověka na atomy, pak se informace o nich předají na Mars a tam další teleport shromažďuje osobu z místních materiálů. Může být osoba na Marsu považována za stejnou osobu, která vstoupila do teleportu na Zemi? Ukázalo se, že neexistují žádná dostačující kritéria pro identifikaci osoby, to znamená, že dokud nezjistíme, jaký materiální základ má „duše“, je předčasné hovořit o použitelnosti teleportu.
Ale pokud jej používáte k odesílání položek? A ne všechno je tady jednoduché! Princip nejistoty, objevený Wernerem Heisenbergem, zakazuje přesné měření všech charakteristik částice: pro numerickou fixaci jedné charakteristiky je třeba „obětovat“druhou, takže nikdy nemůžeme úplně popsat objekt na elementární úrovni.
Vědci pak přemýšleli o možnosti využití vlastností kvantové mechaniky pro teleportaci. Jak víte, existuje kvantové zapletení - jev, ve kterém jsou kvantové stavy objektů vzájemně závislé, i když samotné objekty jsou v prostoru odděleny velkou vzdáleností. Samozřejmě s pomocí kvantového zapletení člověk nemůže přenášet hmotu ani energii, ale je možné přenášet informace a rychlostí … mnohem vyšší než světlo! V praxi to vypadá takto. Máte objekt, který je zamotaný s objektem, který je odeslán na Mars. Změníte kvantový stav vašeho objektu a poté se okamžitě změní stav objektu na Marsu.
Pokusy s kvantovou teleportací byly prováděny od roku 1997 a dnes byl zaznamenán i určitý druh záznamu o překladu stavů fotonů na 143 km. Úspěchy fyziků jsou působivé, ale příroda stále ještě nepodlehla jejich tlaku: k dešifrování významu zprávy přijaté tímto způsobem jsou zapotřebí další informace, které jsou přenášeny přes konvenční rozhlasový kanál.
BUBBLE ALCUBIERRE
Další nápad, jak oklamat přírodní zákony, byl vynalezen sovětským fyzikem Sergei Snegovem ve fantastické trilogii Lidé jsou bohové, která byla zveřejněna ve druhé polovině 60. let. "Tanevovy motory", které popsal, dokázaly aktivně ovlivňovat prostor a přeměňovat vakuum na hmotu, díky čemuž se postavy dokázaly vyvíjet libovolně vysokou rychlostí.
Něco podobného navrhl mnoho let později teoretický fyzik Miguel Alcubierre. Ve svém článku z roku 1994 „Warp Drive: Ultra-Fast Travel in General Relativity“popsal metodu deformace prostoru, která teoreticky umožňuje zrychlit rychleji než světlo. Hypotetický motor tvoří jakýsi „bublina“(„warp koule“), za kterým se obyčejný prostor rozšíří a před ním se zkrátí. Ve skutečnosti se v místním svazku obnovuje model rané mládí vesmíru, když se rozšiřovala samotná struktura vesmíru. Místo vesmírné lodi v bublině však vyžaduje exotickou negativní energii. To může být zase generováno díky Casimirovu efektu, který generuje virtuální částice.
Samozřejmě existují i problémy. Fyzici vypočítali, že pro vytvoření „bubliny“dostatečné velikosti je zapotřebí obyčejná energie, jejíž síla je srovnatelná s tou, která by byla získána přeměnou celé hmoty Jupiteru na energii. Navzdory tomu byla ve vesmírné agentuře NASA vytvořena skupina vedená fyzikem Haroldem Whiteem, který od roku 2011 tvrdě pracuje na vylepšení myšlenky na warp drive a podařilo se mu nakonfigurovat „bublinu“na „disk“, díky čemuž byly potřebné náklady na energii sníženy na přijatelnou množství. Navíc je oznámeno, že v dohledné době bude jeho skupina představovat prototyp warp jednotky, která používá výkonné lasery k vytvoření „disku“.
Je pozoruhodné, že souběžně s fyziky pracuje umělec-designér Mark Redmaker na koncepci superhvězdné hvězdné lodi, nazvané IXS Enterprise, jejíž kresby a obrazy pomáhají lépe pochopit hloubku technických problémů, které budou muset inženýři vyřešit, pokud bude postavena warp pohon. Podle výpočtů bude hvězdná loď schopna ujet vzdálenost k Proxima Centauri za pouhé dva týdny.
I když neexistuje žádná pevná důvěra v to, že skupina Harold White uspěje, ale můžeme s jistotou říci: vědci neopustí své pokusy oklamat existující fyzikální zákony a najít způsob, jak se dostat ke hvězdám.
Anton Pervushin