02.03.2010. - Скорость света недостижима, гиперпространство

Скорость света недостижима, гиперпространство — абсолютная фантастика

Скорость света недостижима, гиперпространство — абсолютная фантастика. Есть ли у человечества шансы в обозримом будущем встретиться с инопланетянами?

Скептиков всегда меньше, чем энтузиастов. Вероятно, таков один из всеобщих законов этой Вселенной. Вот почему тех, кто верит в возможность существования другого разума на безграничных просторах космоса, намного больше, чем тех, кто считает, что мы одни в этой Вселенной и нам предстоит ее осваивать собственными силами.

Однако другие законы Вселенной изо всех сил мешают нам встретиться с представителями иных цивилизаций. Самые совершенные из доступных человечеству технологий позволяют долететь до ближайшей звезды лишь за десятки тысяч лет. Теоретически мы можем разработать более совершенные технологии и приблизиться к скорости света или даже преодолеть ее, однако, согласно последним исследованиям, это не поможет нам отправиться к звездам, поскольку на скорости света на борту корабля погибнет все живое. Как обойти эту проблему, ученые пока не придумали.

Гипотезы о гиперпространстве и темной материи пока остаются лишь теорией. Однако астрономы нашли уже не одну сотню планет в других звездных системах, может быть, есть шанс на то, что инопланетяне уже нашли способы преодолевать колоссальные расстояния, которые отделяют друг от друга звезды?

ДАЛЕКО: ДО ИНОПЛАНЕТЯН ТЫСЯЧИ ЛЕТ ПОЛЕТА

Скорость света убьет все живое на борту космического корабля

Целое столетие в роли могильщика мечты о кратковременных межзвездных перелетах выступал Альберт Эйнштейн, чья теория относительности ставила крест на возможности достигнуть скорости выше, чем скорость света. Эйнштейн предполагал, что для превышения скорости света потребуется приложить бесконечно большую энергию. Кроме того, если предположить, что можно отправиться куда-то со скоростью, выше световой, то это уже будет скорее путешествие во времени, чем в пространстве, во всяком случае, если исходить из того, как описывал пространство-время сам Эйнштейн.

Однако множество футурологов и писателей-фантастов продолжали упорно выдвигать предположения о том, что скорость света можно преодолеть. В первую очередь потому, что лишь таким образом можно преодолевать чудовищные расстояния между нашей Солнечной системой и другими звездами в относительно приемлемые сроки.

В частности, чтобы добраться до ближайшей к нам звезды Проксима Центавра на околосветовой скорости, потребовалось бы всего 4 года. У самого быстрого в истории человечества космического корабля Apollo 10, достигшего скорости около 39 тыс. км/ч, на это ушло бы около 120 тыс. лет!

Смириться с таким положением дел мечтающие о межзвездных полетах никак не могут, поэтому Эйнштейн, установивший запрет на превышение скорости света, всегда был их врагом №1. Теперь у него появился соперник — американский профессор радиологии Уильям Эдельштейн из университета Джона Хопкинса в Балтиморе.

Ученый опубликовал весьма убедительное исследование, результаты которого свидетельствуют о том, что даже если будут найдены возможности для того, чтобы разогнать космический корабль до скорости света, его экипаж моментально погибнет. И дело тут вовсе не в теории относительности.

Главной проблемой является межзвездное вещество, заполняющее космическое пространство. Это очень разреженный газ, состоящий на 90% из атомов водорода и на 10% из атомов гелия. Концентрация этих частиц невероятно мала — в одном кубическом сантиметре содержится в среднем меньше одного атома (для примера, в одном кубическом сантиметре вещества на нашей планете содержится 30 млрд. атомов).

Однако при таких колоссальных скоростях и такой ничтожной концентрации будет достаточно. Эдельштейн провел подсчеты, согласно которым при движении со скоростью света корабль будет подвергаться непрерывной бомбардировке этими частицами. Они разрушат бортовую электронику и убьют экипаж в считанные секунды после достижения скорости света. При скорости света (около 300 тыс. км/сек) атомы водорода в межзвездном веществе приобретут колоссальную энергию 7 ТэВ, поясняет Эдельштейн, добавляя, что это уровень, который достигается протонами в Большом Адронном коллайдере при его работе на полной мощности. «Для команды корабля лететь на скорости света будет все равно что встать прямо в середине коллайдера», — говорит Эдельштейн.

По словам ученого, атомы водорода представляют крайне опасный тип радиационного излучения — сталкиваясь молекулами живого организма, они разрушают в них связи, вызывают ионизацию и ведут к распаду ДНК. При скорости света члены экипажа за одну секунду получат дозу ионизирующего облучения в 1,6 тыс. раз выше смертельной, подчеркивает ученый.

Опережая скептиков, ученый сразу же отвечает на вопрос о возможности создания надежной защиты от частиц водорода. Каждые 10 см слоя алюминия в бортовой обшивке космического корабля могут поглощать около 1% энергии частиц. Несложно посчитать, что толщина обшивки должна составлять хотя бы 100 м, чтобы обеспечить какую-то теоретически приемлемую защиту.

По словам Эдельштейна, ему, возможно, удалось выяснить причину, по которой мы до сих пор так и не встретили ни одного инопланетного корабля. Инопланетянам так же, как и нам, не под силу достичь скорости света, а следовательно, нет способа соединить между собой островки жизни в разных звездных системах, отделенных друг от друга тысячами лет полета на небольших скоростях.

ВОПРОС: МОЖНО ЛИ ДОСТИЧЬ СКОРОСТИ СВЕТА?

Ковчег. Долететь до звезд сможет только огромный корабль, на борту которого будут сменяться поколения

Вопрос о том, выживет ли кто-нибудь после того, как корабль достигнет скорости света, некоторым ученым представляется вторичным. Гораздо важнее понять, можно ли вообще достичь такой скорости, считают они. Проще говоря, главное — понять, был ли прав Эйнштейн, утверждавший, что это невозможно.

Ряд ученых посвятили войне с Эйнштейном всю свою жизнь и научную карьеру. Время от времени они сотрясают научный мир очередными открытиями, которые призваны доказать, что движение быстрее света возможно.

Одним из таких эйнштейноненавистников является немецкий ученый Гюнтер Нимц, на протяжении десятилетий публикующий труды, направленные против теории относительности. В 2008 году Нимцу совместно с его коллегой по университету Кобленц-Ландау удалось произвести наиболее значимую сенсацию в своей карьере — тогда ученые заявили, что им удалось разогнать фотоны до сверхсветовой скорости.

Ученые провели следующий экперимент — фотоны перемещались между двумя призмами, соединенными между собой. Фотоны, отражавшиеся от призм, улавливались специальным детектором. Затем призмы раздвигались примерно на метр, и при этом некоторые фотоны, отражавшиеся от дальней призмы, достигали детектора одновременно с фотонами, отражавшимися от ближней призмы. Таким образом, они как будто достигали скорости выше скорости света, заключает Нимц. Каким образом это стало возможным, Нимц так и не смог объяснить, по его словам, речь может идти о некоем туннельном эффекте, который позволяет обойти главное условие, выведенное Эйнштейном, — для превышения скорости света потребуется приложить бесконечно большую энергию.

Если Нимц окажется прав и ученым рано или поздно удастся изучить этот эффект и преодолеть световой барьер, то возможно преодоление многих запретов Эйнштейна — путешествия во времени, мгновенного обмена информацией и т.д.

В прошлом году теория о том, что скорость света — не предел — получила еще одно подтверждение. Физики из университета Бэйлора (штат Техас) Джеральд Кливер и Ричард Обози, чьей специальностью является теория Большого взрыва, пришли к выводу, что скорость света может быть преодолена с помощью так называемой темной энергии.

Согласно теории Большого взрыва, Вселенная расширялась со скоростью, превышающей скорость света благодаря темной энергии, из которой на 74% состоит наша Вселенная. Еще 22% составляет темная материя, и лишь 4% — обычная материя.

Кливер и Обози считают, что в теории, научившись управлять темной материей, люди смогут «окутать» корабль темной материей, и он сможет двигаться в пространственно-временном «пузыре», преодолевая световой барьер. Пространство впереди него будет сжиматься, а позади — расширяться.

Теория кажется абсолютно фантастической, однако, мы слишком мало пока знаем о темной энергии, отмечают ученые. Сегодня мы воспринимаем ее так, как люди воспринимали электричество в XVIII веке. Не исключено, что когда-нибудь человечество овладеет темной энергией, и тогда межзвездные полеты станут реальностью.

ГИПЕРПРОСТРАНСТВО: КОРОТКИЙ ПУТЬ ДЛЯ НЛО

Люди когда-то считали, что Земля плоская. Сегодня знание того, что мы живем на планете, имеющей форму шара, позволяет сэкономить время на трансатлантических перелетах, в которых маршрут самолета выбирается таким образом, чтобы использовать кривизну планеты и сократить путь.

Возможно, и Вселенная имеет не столь простую геометрию, как принято считать. Во всяком случае, поначалу писатели-фантасты, а затем и целый ряд ученых склонялись к мнению, что пространство Вселенной трехмерно.

В качестве примера сторонники теории часто приводят следующую ситуацию — вы находитесь в долине и вам нужно попасть в определенную точку. Если вы можете перемещаться только по плоской поверхности (т.е. в двухмерном пространстве), то вам придется обходить множество препятствий. Если же в вашем распоряжении есть самолет, вы можете задействовать третье измерение и долететь до необходимой вам точки по прямой, минуя все препятствия.

Возможно, и Вселенная представляет из себя некую структуру, которую можно как бы «проткнуть» насквозь, используя некое дополнительное измерение, часто именуемое гиперпространством. Чаще всего для иллюстрации сторонники идеи берут сложенный вдвое лист бумаги и протыкают его карандашом, чтобы показать, что путь между двумя точками в пространстве может быть намного короче, чем прямая, проложенная по поверхности листа. Иногда этот эффект называют тоннельным переходом.

Ранее эта теория не имела никаких подкреплений и считалась едва ли не чистой фантастикой. Однако в последнее время ученые получили в свое распоряжение некие факты, по крайней мере, косвенно свидетельствующие в ее пользу.

Наблюдая за реликтовым излучением — электромагнитным, которое сохранилось с момента Большого взрыва, ученые зафиксировали аномалию углового распределения. По мнению некоторых физиков, это может свидетельствовать о том, что Вселенная действительно не является трехмерной плоскостью, а имеет иную топологию. Может быть, и такую, которую можно проткнуть насквозь.

МЫ НЕ ОДНИ: В ГАЛАКТИКЕ ЕСТЬ ЕЩЕ 361 ЦИВИЛИЗАЦИЯ

Братья. Контакта с нами ждут более 300 цивилизаций

В нашей Галактике есть три с половиной сотни развитых цивилизаций, убежден шотландский ученый Дуглас Форган. В основе его подсчетов лежит формула полувековой давности, придуманная Фрэнком Дрейком, который первым предположил, что можно хотя бы гипотетически определить, сколько цивилизаций может быть в нашей Галактике. В формуле Дрейка фигурировало множество параметров, например, количество звезд в Галактике, среднее количество звезд, имеющих планеты, среднее количество планет, на которых возможно зарождение жизни, и т.д.

Многие серьезные ученые считали формулу Дрейка попросту упражнением в формальной логике и призывали не воспринимать эти смехотворные данные всерьез. Однако 50 лет спустя шотландец Дуглас Форган готов вдохнуть в идею Дрейка новую жизнь. Форган внес в уравнение новые данные о количестве звезд в Галактике, их массе и наличии планет. Затем Форган построил на основе формулы компьютерную модель, которую он считает вполне рабочей, даже несмотря на то, что часть параметров в формуле по-прежнему чисто умозрительна.

Результаты подсчетов Форгана внушают оптимизм сторонникам идеи о существовании внеземного разума. Если принимать в расчет условия, в которых жизнь появилась на Земле, — богатая металлами долгоживущая звезда, находящаяся на достаточном удалении от центра Галактики, полного опасных излучений, стабильная планетная система и круглая орбита планеты, на которой зарождается жизнь, — то таких случаев в нашей Галактике может быть ни много ни мало 361, утверждает Форган.

ДРУГИЕ ЗЕМЛИ ЕСТЬ, МЫ ИХ НЕ ВИДИМ

Мы знаем 429 экзопланет

Итак, требования к звезде и планете — важнейший фактор возникновения жизни. Являются ли условия на Земле уникальными? Или где-то еще в Галактике есть подобные стечения обстоятельств, вполне благоприятные для возникновения жизни? Судя по подсчетам Дугласа Форгана, таких случаев может быть более трех сотен. Подтверждаются ли подсчеты Форгана практическими наблюдениями астрономов? Да, по крайней мере, отчасти. Экзопланеты (так называют планеты за пределами Солнечной системы) действительно существуют и их достаточно много. На сегодняшний день астрономы нашли 429 экзопланет в 363 звездных системах.

В большинстве случаев найденные планеты являются газовыми гигантами наподобие Юпитера, т.е. можно практически со 100%-ной уверенностью утверждать, что они непригодны для жизни. Однако ученые не спешат отчаиваться. Такие результаты поисков, скорее всего, связаны с несовершенством методов.

Сегодня почти все планеты обнаруживаются с использованием различных непрямых методов наблюдения, а вовсе не банального визуального наблюдения, для которого у нас нет достаточно совершенного оборудования. Астрономы ищут экзопланеты с помощью спектрометров, доплеровского и транзитного методов, которые основаны на том, что планеты, вращающиеся вокруг звезд, отклоняют их свет.

Первая экзопланета была открыта в 1988 году группой канадских астрономов у звезды Гамма Цефея А. С тех пор было открыто 429 экзопланет, таким образом планеты есть примерно у 10% звезд из общего числа светил, которые рассматриваются астрономами, ищущими экзопланеты. Однако ученые убеждены, что по мере совершенствования методов поиска, в частности создания более совершенных орбитальных телескопов, нам удастся разглядеть больше планет.

Это крайне важно для поиска внеземного разума. Представим себе, что кто-то, вооруженный такими же несовершенными методами, как у нас, смотрит на нашу Солнечную систему и видит в ней лишь Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран. Догадаться о том, что где-то здесь прячется маленькая Земля, на которой теплится целая цивилизация, было бы невозможно.

Алексей Бондарев

http://www.segodnya.ua/news/14119208.html