путешествовать быстрее света

Возможно ли путешествовать быстрее света?

612 просмотров

 

Возможно ли путешествовать быстрее света? «Нет», — ответит на этот вопрос тот, кто помнит школьную физику, и будет неправ.

Точнее, почти неправ. Теория относительности действительно утверждает, что ни одно материальное тело не может перемещаться в пространстве со скоростью выше скорости света. Но как насчёт самого пространства? Здесь нам понадобится небольшое отступление.

Всем известен термин «Большой взрыв»: название общепринятой сегодня космологической модели расширяющейся Вселенной. Беда в том, что этот термин — очень неудачный: его вообще придумал Фред Хойл, который верил в стационарную («вечную») Вселенную, и о «Большом взрыве» говорил в ироническом смысле.

Ключевая проблема термина «Большой взрыв» состоит в том, что он наводит слушателя на мысль, что Вселенная расширяется путём «разлёта» различных объектов. Проще говоря, вот оно всё взорвалось, и теперь галактики разлетаются от «эпицентра» взрыва, как осколки гранаты. Но это категорически не так.

На самом деле, галактики никуда не «разлетаются»: расширение Вселенной происходит за счёт «разбухания» пространства между ними. В этом смысле расширение Вселенной похоже на изменение поверхности надуваемого воздушного шарика: если мы отметим маркером две точки на его поверхности и измерим расстояние между ними, а затем надуем шарик сильнее, то окажется, что расстояние это увеличится, хотя сами точки никуда, конечно же, не двигались.

Так вот. Ограничения теории относительности не распространяются на это «псевдодвижение»: ученые считают, что в прошлом Вселенная расширялась куда быстрее скорости света. Более того, возможно, что некоторые удалённые её области и сейчас убегают от нас быстрее света (из-за чего мы, конечно, не можем получить от них никакой информации). А общепринятая космологическая модель с тёмной материей и тёмной энергией предполагает, что Вселенная расширяется с ускорением, и что со временем её части будут становиться невидимыми для нас, так как их скорость убегания будет превосходить световую.

путешествовать быстрее светаМексиканский физик Алькуберре в 1996 году предложил теоретическую модель космического корабля, который сможет преодолевать расстояние из точки А в точку Б за меньшее время, чем это расстояние преодолел бы свет. Его корабль должен был бы двигаться вместе с пузырём искривлённого пространства — сжатого относительно «нормы» впереди корабля и растянутого — сзади. В этом смысле корабль как бы «протягивает» себя через ткань пространства-времени — причём скорость, с которой он способен это делать, почти ничем принципиально не ограничивается. При этом запреты теории относительности не нарушаются: в пространстве самого пузыря корабль, вообще говоря, может не двигаться вовсе; речь идёт о том самом «псевдодвижении», которое уносит от нас удалённые галактики.

Правда, до практической реализации идеи Алькуберре ещё очень далеко. Изначально она считалась в принципе нереализуемой: мол, для растяжения и сжатия пространства потребуются энергии порядка массы (Е=мс 2) нашей Галактики. Позднейшие расчёты показали, что это значение энергии завышено: позже оказалось, что для этого будет достаточно преобразования в энергию массы порядка массы Юпитера, а новейшие идеи, в которых «пузырь» заменяют тором (бубликом) и вовсе сокращают эту массу до сотен килограммов. Правда, это всё равно очень много: по всей видимости, нам понадобится некий сверхмощный источник энергии, работающий, например, за счёт аннигиляции вещества и антивещества.

Но где взять столько антивещества, ведь сегодня его получают в лабораториях буквально считанными частицами? И как с ним обращаться, ведь оно будет моментально превращаться в энергию при минимальном контакте с любой обычной материей? Есть и другие вопросы, связанные с самими способами создания такого экзотического состояния пространства — вопросы, ответа на которые на нашем этапе научного и технологического развития пока нет.

путешествовать быстрее светаОднако это не означает, что идеи Алькуберре останутся сугубой теорией навсегда. Уже сегодня американцы изучают возможность искривления пространства на микроскопическом уровне, пытаясь создать «микропузырьки Алькуберре» в лабораториях. А российский «Радиоастрон», среди прочего, возможно, поможет нам обнаружить во Вселенной экзотическую материю, которая необходима для строительства «пузыря Алькуберре» и понять, что это материая такое, как она устроена и как с ней работать.

Так что, хотя межзвёздные перелёты и являются пока делом весьма отдалённого будущего, в один прекрасный день научная фантастика может стать реальностью.

Кстати о научной фантастике: можно только поражаться тому, как часто художники, изображающие космические корабли будущего, используют в своих работах кольцевые и тороидальные элементы — почти такие же, какими, по всей видимости, будет обладать космический корабль, придуманный Алькуберре! Причём многие из них — например, знаменитый Enterprise из Стар Трек, были нарисованы задолго до работы Алькуберре. Что это: совпадение или некая гениальная интуиция, не имеющая научного объяснения?