Letjeti do zvijezda dugogodišnji je san čovječanstva. Međutim, udaljenosti do njih su tako velike, a brzina poznatih tehničkih sredstava nam je tako mala da se čini kao da će san zauvijek ostati umjetnička fantazija. I, svejedno, fizičari imaju ideju kako zavesti zakone prirode i probiti se u međuzvjezdani prostor.
OGRANIČENA BRZINA
Do početka 17. stoljeća vjerovalo se da se svjetlost širi odmah. Suprotno ovom mišljenju, veliki Galileo Galilei vjerovao je da ima određenu brzinu, pa je čak izmislio eksperiment s fenjerom kako bi ga izmjerio, ali nije uspio. Kao rezultat toga, prvi ga je mjerio danski astronom Olaf Roemer, koji je 1676. promatrao pomračenja Ija, mjeseca Jupitera i ustanovio da vrijeme između pomračenja postaje kraće kada se udaljenost od ovog ogromnog planeta do Zemlje smanjuje, a više i kada se povećava. Shvatio je da je razlika posljedica brzini svjetlosti, koja "prijeđe" veću udaljenost kad se Jupiter odstupi, i uspio ga je lako izračunati. Roemer je, naravno, pogriješio u određivanju točne vrijednosti, ali ispravno je uspostavio redoslijed - 214.000 km / s.
Potom su fizičari izvršili mnoga druga mjerenja i do početka dvadesetog stoljeća utvrdili: brzina svjetlosti u vakuumu iznosi 299 910 km / s - to je već bilo blizu modernoj vrijednosti. Ali nitko nije mogao ni zamisliti da je to krajnji kraj za naš Univerzum.
Godine 1905. Albert Einstein prihvatio je kao postulat za svoju posebnu teoriju relativnosti (SRT) ne samo tvrdnju da je brzina svjetlosti najveća moguća, već i da je invariantna, odnosno da ne ovisi o kretanju izvora svjetlosti ili o referentnom okviru. posmatrač. Iz toga su slijedile neobične posljedice. Na primjer, pokazalo se da što je veća brzina nekog predmeta brzini svjetlosti, to će mu sporije teći vrijeme i masa postaje značajnija. Odnosno, nijedno materijalno tijelo ne može ubrzati do brzine svjetlosti, inače će njegova masa postati beskonačna.
PARADOX TELEPORTACIJE
Promotivni video:
Dakle, brzina svjetlosti je ograničavajući, pa čak i svjetlost do najbliže zvijezde Proxime Centauri dostiže u samo 4,2 godine. Ako koristimo moderne raketne tehnologije, čiji rekord ostaje brzina od 20 km / s, tada će trebati više od 70 tisuća godina! Jasno je da s takvim vremenskim okvirom ne treba ozbiljno razgovarati o ekspedicijama do najbližih zvijezda.
Ipak tragajući umima gotovo je odmah pokušao pronaći način kako da prebrodi ograničenja brzine. Jedan od tih načina mogla bi biti i teleportacija.
Zanimljivo je da je ideja raspadanja predmeta u atome s njihovom naknadnom rekreiranjem izumljena i prije nego što je u principu nastala rasprava o tehničkoj stvarnosti teleportacije. Nalazimo ga u priči američkog Edwarda Mitchella "Čovjek bez tijela", objavljenoj davne 1877. godine. Tada se vjerovalo da je znanost naučila strukturu molekula i atoma, pa je pisac vjerovao da će lako stvoriti objekt rastavljen na elementarne „cigle“. U dvadesetom stoljeću pojavila se ideja koju pisci znanstvene fantastike traže, a danas je teško zamisliti djelo o međuzvjezdanim letovima u kojem ne bi bilo teleportacije.
Što se tiče znanosti, filozofi fizike prije razmišljali su o mogućim posljedicama teleportacije. Pretpostavimo da, rekli su, teleport rastavlja čovjeka na atome, zatim se informacije o njima prenose na Mars, a tamo drugi teleport skuplja osobu iz lokalnih materijala. Može li se osoba na Marsu smatrati istom osobom koja je ušla u teleport na Zemlji? Pokazalo se da ne postoje kriteriji dostatni za identifikaciju osobe, odnosno dok ne ustanovimo kakvu materijalnu osnovu ima "duša", prerano je govoriti o primjenjivosti teleporta.
Ali ako ga koristite za slanje predmeta? I nije ovdje sve jednostavno! Princip nesigurnosti, koji je otkrio Werner Heisenberg, zabranjuje precizno mjerenje svih karakteristika čestice: za numeričko fiksiranje jedne karakteristike treba „žrtvovati“drugu, tako da nikada ne možemo u potpunosti opisati objekt na elementarnoj razini.
Tada su znanstvenici razmišljali o mogućnosti korištenja značajki kvantne mehanike za teleportaciju. Kao što znate, postoji kvantno zapletenost - fenomen u kojem su kvantna stanja objekata međusobno ovisna, čak i ako su sami predmeti razdvojeni u prostoru na ogromnoj udaljenosti. Naravno, uz pomoć kvantnog zapletanja ne može se prenijeti materija ili energija, ali moguće je prenijeti informacije, i to brzinom … puno većom od svjetlosti! U praksi to izgleda ovako. Imate objekt koji je isprepleten s objektom koji je poslan na Mars. Mijenjate kvantno stanje vašeg objekta, nakon čega se stanje objekta na Marsu odmah u skladu s tim mijenja.
Eksperimenti na kvantnoj teleportaciji provode se od 1997. godine, a danas je postavljen čak i svojevrsni rekord u prevođenju stanja fotona na 143 km. Uspjesi fizičara su impresivni, ali priroda još uvijek nije podlegla njihovom pritisku: za dešifriranje značenja poruke primljene na ovaj način potrebne su dodatne informacije, koje se prenose preko uobičajenog radio kanala.
BUBBLE ALCUBIERRE
Još jednu ideju o tome kako prevariti zakone prirode izmislio je sovjetski fizičar Sergej Snegov u fantastičnoj trilogiji Ljudi su bogovi, objavljenoj u drugoj polovici 1960-ih. Opisani "Tanev motori" bili su u stanju aktivno utjecati na prostor, pretvarajući vakuum u materiju, zbog čega su se likovi mogli razvijati proizvoljno velikom brzinom.
Nešto slično predložio je mnogo godina kasnije teorijski fizičar Miguel Alcubierre. U svom radu iz 1994. "Warp Drive: Ultra brzo putovanje u općoj relativnosti", on je opisao metodu za izvijanje prostora koja teoretski omogućava ubrzanje brže od svjetlosti. Hipotetički motor tvori neku vrstu "mjehurića" ("warp sfere"), iza kojega će se proširiti obični prostor, a ispred njega ugovoriti se. U stvari, u lokalnom volumenu se rekreira model rane mladosti svemira, kada se sama tkanina prostora širila. Međutim, potrebna je egzotična negativna energija da bi svemirski brod stavili u mjehurić. Ona se, pak, može stvoriti zahvaljujući efektu Casimir, koji stvara virtualne čestice.
Naravno, postoje i problemi. Fizičari su izračunali da je za stvaranje "mjehurića" dovoljne veličine potrebna obična energija, čija je snaga usporediva s onom koja bi se dobila pretvaranjem čitave mase Jupitera u energiju. Unatoč tome, u NASA-inoj svemirskoj agenciji formirana je grupa koju je vodio fizičar Harold White, koji naporno radi od 2011. na poboljšanju ideje o warp pogonu i uspio je konfigurirati "mjehurić" u "disk", zbog čega su potrebni troškovi energije smanjeni na prihvatljive količinama. Štoviše, najavljeno je da će u dogledno vrijeme njegova grupa lansirati prototip warp pogona koji koristi moćne lasere za stvaranje "diska".
Primjetno je da paralelno s fizičarima umjetnik-dizajner Mark Redmaker radi na konceptu natprosječnog zvjezdanog broda, nazvanom IXS Enterprise, čiji crteži i slike pomažu u boljem razumijevanju dubine tehničkih problema koje će inženjeri morati riješiti ako se izgradi warp pogon. Prema proračunima, brod će biti u mogućnosti prevaliti udaljenost do Proxime Centauri u samo dva tjedna.
Iako ne postoji čvrsto uvjerenje da će skupina Harold White uspjeti, ali možemo sa sigurnošću reći: znanstvenici neće odustati od pokušaja obmanjivanja postojećih zakona fizike i pronalaženja načina da dođu do zvijezda.
Anton Pervušin