Што ќе се случи кога ќе се достигне брзината на светлината. Како научниците на НАСА ќе ја надминат брзината на светлината во вселената

25 март 2017 година

Патувај до суперлуминална брзина- еден од основите на вселенската научна фантастика. Сепак, веројатно сите - дури и луѓето далеку од физиката - го знаат тоа максимум можна брзинаДвижењето на материјалните предмети или ширењето на какви било сигнали е брзината на светлината во вакуум. Тој е означен со буквата в и е скоро 300 илјади километри во секунда; точна вредност s = 299.792.458 m/s.

Брзината на светлината во вакуум е една од основните физички константи. Неможноста да се постигнат брзини кои надминуваат c произлегува од посебна теоријарелативноста (SRT) на Ајнштајн. Кога би можело да се докаже дека преносот на сигнали со суперлуминални брзини е возможен, би паднала теоријата на релативност. Досега тоа не се случи, и покрај бројните обиди да се побие забраната за постоење на брзини поголеми од в. Меѓутоа, во експериментални студииНеодамна некои многу интересни појави, што укажува дека под специјално создадени услови е можно да се набљудуваат суперлуминални брзини и во исто време да не се нарушуваат принципите на теоријата на релативност.

За почеток, да се потсетиме на главните аспекти поврзани со проблемот со брзината на светлината.

Прво: зошто е невозможно (ако нормални услови) ја надминува границата на светлина? Затоа што тогаш се прекршува основниот закон на нашиот свет - законот за каузалност, според кој ефектот не може да ѝ претходи на причината. Никој никогаш не забележал дека, на пример, мечка прво паднала мртва, а потоа ловецот пукал. При брзини што надминуваат c, секвенцата на настани се менува, временската лента се враќа назад. Ова е лесно да се потврди од следново едноставно расудување.

Да претпоставиме дека сме на некој вид вселенски чудо брод, кој се движи побрзо од светлината. Потоа постепено ќе ја достигнеме светлината што ја емитува изворот во претходните и претходните времиња. Прво, ќе ги достигнеме фотоните што се емитуваат, да речеме, вчера, потоа оние што се емитирани завчера, потоа една недела, еден месец, една година, итн. Ако изворот на светлина беше огледало што го рефлектира животот, тогаш прво ќе ги видиме настаните од вчера, потоа завчера итн. Можевме да видиме, да речеме, старец кој постепено се претвора во средовечен човек, па во млад човек, во младост, во дете... Односно, времето би се вратило назад, би се преселиле од сегашноста во минатото. Причините и последиците потоа би ги смениле местата.

Иако оваа дискусија целосно ги игнорира техничките детали за процесот на набљудување на светлината, од фундаментална гледна точка јасно покажува дека движењето со суперлуминални брзини води до ситуација која е невозможна во нашиот свет. Сепак, природата постави уште построги услови: движењето е недостижно не само со суперлуминална брзина, туку и со брзина еднаква брзинасветлина - можете само да му пријдете. Од теоријата на релативност произлегува дека кога брзината на движење се зголемува, се јавуваат три околности: се зголемува масата на предметот што се движи, неговата големина во насока на движење се намалува и текот на времето на овој објект се забавува (од точка поглед на надворешен набљудувач кој „одмара“). При обични брзини, овие промени се занемарливи, но како што се приближуваат до брзината на светлината, тие стануваат сè позабележителни, а во границата - со брзина еднаква на c - масата станува бескрајно голема, предметот целосно ја губи големината во насока на движење и времето застанува на него. Затоа, ниту едно материјално тело не може да ја достигне брзината на светлината. Само самата светлина има таква брзина! (И, исто така, „сеопфатна“ честичка - неутрино, кое, како фотон, не може да се движи со брзина помала од в.)

Сега за брзината на пренос на сигналот. Овде е соодветно да се користи претставата на светлината во форма на електромагнетни бранови. Што е сигнал? Ова се некои информации што треба да се пренесат. Совршено електромагнетен бран- ова е бесконечен синусоид со строго една фреквенција и не може да носи никаква информација, бидејќи секој период од таков синусоид точно ја повторува претходната. Брзината на движење на фазата на синусниот бран - таканаречената фазна брзина - може, под одредени услови, да ја надмине брзината на светлината во вакуум во медиум. Овде нема ограничувања, бидејќи фазната брзина не е брзината на сигналот - сè уште не постои. За да создадете сигнал, треба да направите некој вид „ознака“ на бранот. Таквата ознака може да биде, на пример, промена на кој било од параметрите на бранот - амплитуда, фреквенција или почетна фаза. Но, штом ќе се направи ознаката, бранот ја губи синусоидноста. Тој станува модулиран, кој се состои од збир на едноставни синусни бранови со различни амплитуди, фреквенции и почетни фази- групи бранови. Брзината со која се движи ознаката во модулираниот бран е брзината на сигналот. Кога се шири во медиум, оваа брзина обично се совпаѓа со групната брзина, која го карактеризира ширењето на гореспоменатата група бранови како целина (види „Наука и живот“ бр. 2, 2000 година). Во нормални услови, брзината на групата, а со тоа и брзината на сигналот, е помала од брзината на светлината во вакуум. Не случајно овде се користи изразот „под нормални услови“, бидејќи во некои случаи брзината на групата може да надмине c или дури да го изгуби своето значење, но тогаш тоа не се однесува на ширење на сигналот. Сервисната станица утврдува дека е невозможно да се пренесе сигнал со брзина поголема од c.

Зошто е ова така? Бидејќи пречката за пренос на кој било сигнал со брзина поголема од c е истиот закон за каузалност. Ајде да замислиме таква ситуација. Во одреден момент А, светлосен блиц (настан 1) вклучува уред кој испраќа одреден радио сигнал, а во оддалечената точка Б, под влијание на овој радио сигнал, се случува експлозија (настан 2). Јасно е дека настанот 1 (плам) е причината, а настанот 2 (експлозија) е последицата што се случува подоцнежни причини. Но, ако радио сигналот се ширел со суперлуминална брзина, набљудувачот во близина на точката Б прво би видел експлозија, а дури потоа причината за експлозијата што стигнала до него со брзина на светлосен блесок. Со други зборови, за овој набљудувач, настанот 2 би се случил порано од настанот 1, односно ефектот би претходел на причината.

Соодветно е да се нагласи дека „суперлуминалната забрана“ на теоријата на релативноста се наметнува само на движењето на материјалните тела и преносот на сигнали. Во многу ситуации, движењето со која било брзина е можно, но тоа нема да биде движење на материјални предмети или сигнали. На пример, замислете два прилично долги линијари кои лежат во иста рамнина, од кои едниот се наоѓа хоризонтално, а другиот го пресекува под мал агол. Ако првиот линијар се помести надолу (во насоката означена со стрелката) со голема брзина, точката на вкрстување на линијарите може да се направи да работи толку брзо колку што сакате, но оваа точка не е материјално тело. Друг пример: ако земете фенерче (или, да речеме, ласер што произведува тесен зрак) и брзо опишете лак во воздухот, тогаш линеарна брзинасветлосниот зрак ќе се зголемува со растојание и доволно големо растојаниеќе надмине в. Светлосната точка ќе се движи помеѓу точките А и Б со суперлуминална брзина, но тоа нема да биде пренос на сигнал од А до Б, бидејќи такво светлосно место не носи никакви информации за точката А.

Се чини дека прашањето за суперлуминалните брзини е решено. Но, во 60-тите години на дваесеттиот век, теоретските физичари ја изнесоа хипотезата за постоење на суперлуминални честички наречени тахиони. Ова се многу чудни честички: теоретски тие се можни, но за да се избегнат противречности со теоријата на релативноста, мораше да им се додели имагинарна маса на одмор. Физички, имагинарната маса не постои, таа е чисто математичка апстракција. Сепак, ова не предизвика многу аларм, бидејќи тахионите не можат да мируваат - тие постојат (ако постојат!) само со брзини што ја надминуваат брзината на светлината во вакуум, а во овој случај тахионската маса се покажува како реална. Има некоја аналогија овде со фотоните: фотонот има нулта маса на мирување, но тоа едноставно значи дека фотонот не може да биде во мирување - светлината не може да се запре.

Најтешкото нешто се покажа, како што се очекува, да се усогласи хипотезата за тахион со законот за каузалност. Обидите направени во оваа насока, иако доста генијални, не доведоа до очигледен успех. Никој не успеал експериментално да регистрира ниту тахиони. Како резултат на тоа, интересот за тахионите како суперлуминални елементарни честичкипостепено избледе.

Сепак, во 60-тите, експериментално беше откриен феномен што првично ги збуни физичарите. Ова е детално опишано во написот на А.Н. Ораевски „Супер светлосни брановиво засилувачки медиуми“ (UFN бр. 12, 1998). Овде накратко ќе ја сумираме суштината на предметот, упатувајќи го читателот заинтересиран за детали до наведениот напис.

Набргу по откривањето на ласерите - во раните 60-ти - се појави проблемот со добивање на кратки (во траење од околу 1 ns = 10-9 s) светлосни импулси со висока моќност. За да го направите ова, краток ласерски пулс беше пренесен низ оптички квантен засилувач. Пулсот беше поделен на два дела со огледало што го разделува зракот. Еден од нив, помоќен, беше испратен до засилувачот, а другиот се ширеше во воздухот и служеше како референтен пулс со кој може да се спореди пулсот што минува низ засилувачот. И двата импулси беа напојувани со фотодетектори, а нивните излезни сигнали можеа визуелно да се набљудуваат на екранот на осцилоскопот. Се очекуваше дека светлосниот пулс што минува низ засилувачот ќе доживее одредено доцнење во него во споредба со референтниот пулс, односно брзината на ширење на светлината во засилувачот ќе биде помала отколку во воздухот. Замислете го чудењето на истражувачите кога открија дека пулсот се шири низ засилувачот со брзина не само поголема од воздухот, туку и неколку пати поголема од брзината на светлината во вакуум!

Откако се опоравија од првиот шок, физичарите почнаа да ја бараат причината за таков неочекуван резултат. Никој немаше ни најмал сомнеж за принципите на специјалната теорија на релативноста, и тоа е она што помогна да се најде точното објаснување: ако принципите на SRT се зачувани, тогаш одговорот треба да се бара во својствата на медиумот за засилување.

Без да навлегуваме овде во детали, само ќе укажеме дека деталната анализа на механизмот на дејство на медиумот за засилување целосно ја разјасни ситуацијата. Поентата беше промена во концентрацијата на фотоните за време на ширењето на пулсот - промена предизвикана од промена на засилувањето на медиумот до негативна вредностза време на минување на задниот дел од пулсот, кога медиумот веќе апсорбира енергија, бидејќи неговата сопствена резерва е веќе потрошена поради неговото пренесување светлосен пулс. Апсорпцијата не предизвикува зголемување, туку слабеење на импулсот и на тој начин импулсот се зајакнува во предниот дел и ослабува во задниот дел. Да замислиме дека набљудуваме пулс користејќи уред кој се движи со брзина на светлината во медиумот на засилувачот. Кога медиумот би бил проѕирен, би го виделе импулсот замрзнат во неподвижноста. Во средината во која се случува горенаведениот процес, зајакнувањето на предниот раб и слабеењето на задниот раб на пулсот ќе му се појават на набљудувачот на таков начин што медиумот се чини дека го придвижил пулсот напред. Но, бидејќи уредот (набљудувачот) се движи со брзина на светлината, а импулсот го престигнува, тогаш брзината на импулсот ја надминува брзината на светлината! Токму овој ефект го забележаа експериментаторите. И овде навистина нема противречност со теоријата на релативност: процесот на засилување е едноставно таков што концентрацијата на фотоните што излегле порано се покажува дека е поголема од оние што излегле подоцна. Не се фотоните што се движат со суперлуминална брзина, туку обвивката на пулсот, особено нејзиниот максимум, што се забележува на осцилоскоп.

Така, додека во обичните медиуми секогаш има слабеење на светлината и намалување на нејзината брзина, определено со индексот на рефракција, во активните ласерски медиуми не постои само засилување на светлината, туку и ширење на пулсот со суперлуминална брзина.

Некои физичари се обидоа експериментално да докажат присуство на суперлуминално движење за време на ефектот на тунелот - еден од најневеројатните феномени во квантна механика. Овој ефект се состои во тоа што микрочестичка (поточно, микрообјект, во различни условипокажувајќи и честички и бранови својства) е способен да навлезе низ т.н потенцијална бариера- феномен сосема невозможен во класична механика(во која аналогијата би била следнава ситуација: топката фрлена на ѕид би завршила на другата страна од ѕидот, или движењето слично на бранови дадено на јаже врзано за ѕидот би се префрлило на јаже врзано за ѕидот од другата страна). Суштината на ефектот на тунелот во квантната механика е како што следува. Ако микрообјект со одредена енергија наиде на површина со потенцијална енергија, надминувајќи ја енергијата на микрообјектот, овој регион е бариера за него, чија висина се одредува со енергетската разлика. Но, микро-објектот „протекува“ низ бариерата! Оваа можност му ја дава добро познатата релација на несигурност Хајзенберг, напишана за енергијата и времето на интеракција. Ако интеракцијата на микрообјектот со бариерата се случи во текот на прилично одредено време, тогаш енергијата на микрообјектот, напротив, ќе се карактеризира со несигурност, а ако оваа несигурност е од редот на висината на бариерата, тогаш вториот престанува да биде непремостлива пречка за микрообјектот. Тоа е брзината на пенетрација низ потенцијалната бариера што стана предмет на истражување на голем број физичари, кои веруваат дека може да надмине в.

Во јуни 1998 година, во Келн се одржа меѓународен симпозиум за проблемите на суперлуминалното движење, каде што се дискутираше за резултатите добиени во четири лаборатории - во Беркли, Виена, Келн и Фиренца.

И, конечно, во 2000 година, се појавија извештаи за два нови експерименти во кои се појавија ефектите од суперлуминалното ширење. Еден од нив беше изведен од Лиџун Вонг и неговите колеги од Истражувачкиот институт Принстон (САД). Неговиот резултат е дека светлосниот пулс кој влегува во комора исполнета со цезиумска пареа ја зголемува неговата брзина за 300 пати. Се покажа дека главен делПулсот го напушта далечниот ѕид на комората уште порано отколку што пулсот влегува во комората преку предниот ѕид. Оваа ситуација е во спротивност не само Здрав разум, но, во суштина, теоријата на релативноста.

Пораката на Л. Вонг предизвика интензивна дискусија меѓу физичарите, од кои повеќето не беа склони да видат повреда на принципите на релативноста во добиените резултати. Предизвикот, сметаат тие, е правилно да се објасни овој експеримент.

Во експериментот на L. Wong, светлосниот пулс кој влегува во комората со цезиумска пареа имал времетраење од околу 3 μs. Атомите на цезиум можат да постојат во шеснаесет можни квантни механички состојби, наречени „хиперфини магнетни поднивоа на основната состојба“. Со користење на оптичко ласерско пумпање, речиси сите атоми беа доведени во само една од овие шеснаесет состојби, што одговара на речиси апсолутна нулатемпература на Келвинова скала (-273,15°C). Должината на цезиумската комора беше 6 сантиметри. Во вакуум, светлината патува 6 сантиметри за 0,2 ns. Како што покажаа мерењата, светлосниот пулс помина низ комората со цезиум во време кое беше 62 ns помалку отколку во вакуум. Со други зборови, времето потребно за пулсот да помине низ цезиумска средина има знак минус! Навистина, ако одземеме 62 ns од 0,2 ns, ќе добиеме „негативно“ време. Ова „негативно доцнење“ во медиумот - неразбирлив временски скок - е еднаков на времето во кое пулсот би направил 310 поминувања низ комората во вакуум. Последица на овој „временски пресврт“ беше тоа што пулсот што ја напушта комората успеа да се оддалечи 19 метри од неа пред влезниот пулс да стигне до блискиот ѕид на комората. Како може да се објасни таквата неверојатна ситуација (освен, се разбира, ако не се сомневаме во чистотата на експериментот)?

Судејќи според тековната дискусија, сè уште не е пронајдено точно објаснување, но нема сомнеж дека необичните дисперзивни својства на медиумот играат улога тука: пареата на цезиумот, која се состои од атоми возбудени од ласерската светлина, е медиум со аномална дисперзија. . Накратко да се потсетиме што е тоа.

Дисперзијата на супстанцијата е зависност на фазата (обичен) индекс на рефракција n од светлосната бранова должина l. Со нормална дисперзија, индексот на прекршување се зголемува со намалување на брановата должина, а тоа е случај кај стаклото, водата, воздухот и сите други супстанции проѕирни на светлина. Кај супстанциите кои силно ја апсорбираат светлината, текот на индексот на рефракција со промена на брановата должина е обратен и станува многу поостар: со намалување l (зголемена фреквенција w), индексот на рефракција нагло се намалува и во одреден регион на бранова должина станува помал од единството ( фазна брзина Vf > s ). Ова е аномална дисперзија, во која шемата на ширење на светлината во супстанцијата радикално се менува. Групната брзина Vgr станува поголема од фазната брзина на брановите и може да ја надмине брзината на светлината во вакуум (а исто така да стане негативна). Л. Вонг укажува на оваа околност како причина за можноста за објаснување на резултатите од неговиот експеримент. Сепак, треба да се забележи дека условот Vgr > c е чисто формален, бидејќи концептот на групна брзина беше воведен за случај на мала (нормална) дисперзија, за проѕирни медиуми, кога група бранови речиси не ја менува својата форма. за време на размножување. Во регионите на аномална дисперзија, светлосниот пулс брзо се деформира и концептот на групна брзина го губи своето значење; во овој случај, се воведуваат концептите на брзина на сигналот и брзина на ширење на енергијата, кои во проѕирните медиуми се совпаѓаат со брзината на групата, а во медиумот со апсорпција остануваат помали од брзината на светлината во вакуум. Но, еве што е интересно за експериментот на Вонг: светлосниот пулс, кој минува низ медиум со аномална дисперзија, не е деформиран - тој точно ја задржува својата форма! И ова одговара на претпоставката дека импулсот се шири со групна брзина. Но, ако е така, тогаш излегува дека нема апсорпција во медиумот, иако аномалната дисперзија на медиумот се должи токму на апсорпцијата! Самиот Вонг, иако признава дека многу останува нејасно, верува дека она што се случува во неговата експериментално поставувањеможе визуелно да се објасни со прво приближување на следниот начин.

Светлосниот пулс се состои од многу компоненти со различни бранови должини (фреквенции). Сликата покажува три од овие компоненти (бранови 1-3). Во одреден момент, сите три бранови се во фаза (нивните максимални се совпаѓаат); овде тие, собирајќи се, меѓусебно се зајакнуваат и формираат импулс. Како понатамошна дисеминацијаВо вселената, брановите се дефазни и на тој начин се „гасат“ еден со друг.

Во регионот на аномална дисперзија (во внатрешноста на цезиумската клетка), бранот што бил пократок (бран 1) станува подолг. Спротивно на тоа, бранот кој беше најдолг од трите (бран 3) станува најкраток.

Следствено, фазите на брановите се менуваат соодветно. Откако брановите ќе поминат низ цезиумската клетка, нивните бранови фронтови се обновуваат. Преку невообичаена фазна модулација во супстанција со аномална дисперзија, трите бранови за кои станува збор повторно се наоѓаат во фаза во одреден момент. Овде тие повторно се собираат и формираат пулс со иста форма како оној што влегува во цезиумската средина.

Вообичаено во воздухот, а всушност во која било проѕирна средина со нормална дисперзија, светлосниот пулс не може точно да ја одржи својата форма кога се шири на далечина, односно, сите негови компоненти не можат да се истурат во која било далечна точка долж патеката на ширење. И во нормални услови, светлосниот пулс се појавува во толку далечна точка по некое време. Сепак, поради аномалните својства на медиумот користен во експериментот, се покажа дека пулсот на оддалечена точка е фазен на ист начин како и при влегувањето во овој медиум. Така, светлосниот пулс се однесува како да има негативно временско задоцнување на пат до далечна точка, односно до него ќе стигне не подоцна, туку порано отколку што поминал низ медиумот!

Повеќето физичари се склони да го поврзат овој резултат со појавата на прекурсор со низок интензитет во дисперзивниот медиум на комората. Факт е дека за време на спектралното распаѓање на пулсот, спектарот содржи компоненти на произволно високи фреквенции со занемарливо мала амплитуда, таканаречениот претходник, кој оди пред „главниот дел“ на пулсот. Природата на воспоставување и обликот на претходникот зависат од законот за дисперзија во медиумот. Имајќи го ова на ум, секвенцата на настани во експериментот на Вонг се предлага да се толкува на следниов начин. Дојдовниот бран, „истегнувајќи го“ предвесникот пред себе, се приближува до камерата. Пред врвот на влезниот бран да го погоди блискиот ѕид на комората, претходникот иницира појава на пулс во комората, кој допира до далечниот ѕид и се рефлектира од него, формирајќи „обратен бран“. Овој бран, кој се шири 300 пати побрзо од c, допира до блискиот ѕид и се среќава со дојдовниот бран. Врвовите на еден бран се среќаваат со коритата на друг, така што меѓусебно се уништуваат и како резултат не останува ништо. Излегува дека дојдовниот бран „го враќа долгот“ на атомите на цезиум, кои му „позајмиле“ енергија на другиот крај на комората. Секој што го гледал само почетокот и крајот на експериментот би видел само пулс на светлина што „скокнал“ напред во времето, движејќи се побрзо од в.

Л. Вонг верува дека неговиот експеримент не е во согласност со теоријата на релативноста. Изјавата за недостижноста на суперлуминалната брзина, смета тој, се однесува само на предмети со маса на мирување. Светлината може да биде претставена или во форма на бранови, на кои концептот на маса е генерално неприменлив, или во форма на фотони со маса на мирување, како што е познато. еднаква на нула. Затоа, брзината на светлината во вакуум, според Вонг, не е граница. Сепак, Вонг признава дека ефектот што го открил не овозможува пренос на информации со брзина поголема од в.

„Информациите овде веќе се содржани во предниот раб на пулсот“, вели П. Милони, физичар во Националната лабораторија во Лос Аламос во Соединетите Држави „И може да остави впечаток дека испраќа информации побрзо од светлината, дури и кога вие не го испраќаат“.

Повеќето физичари веруваат во тоа нова работане им задава кршен удар на основните принципи. Но, не сите физичари веруваат дека проблемот е решен. Професорот А. Ранфањи, од италијанската истражувачка група која изврши уште еден интересен експеримент во 2000 година, смета дека прашањето е сè уште отворено. Овој експеримент, спроведен од Даниел Мугнаи, Анедио Ранфањи и Роко Руџери, откри дека радио брановите од сантиметар при нормално воздушно патување со брзина за 25% поголема од в.

Да резимираме, можеме да го кажеме следново.

Работи последниве годинипокажуваат дека под одредени услови навистина може да се појави суперлуминална брзина. Но, што точно се движи со суперлуминални брзини? Теоријата на релативност, како што веќе беше споменато, забранува таква брзина за материјалните тела и за сигналите што носат информации. Сепак, некои истражувачи многу упорно се обидуваат да покажат надминување на светлосната бариера специјално за сигнали. Причината за ова лежи во фактот што специјалната теорија на релативност нема строго математичко оправдување (засновано, да речеме, на Максвеловите равенки за електромагнетно поле) неможност за пренос на сигнали со брзини поголеми од в. Таквата неможност во STR е утврдена, може да се каже, чисто аритметички, врз основа на формулата на Ајнштајн за собирање брзини, но тоа е фундаментално потврдено со принципот на каузалност. Самиот Ајнштајн, со оглед на прашањето за пренос на суперлуминален сигнал, напишал дека во овој случај „...ние сме принудени да разгледаме можен механизам за пренос на сигнал, во кој постигнатото дејство и претходи на причината, но, иако ова е резултат од чисто логична точка гледиштето не се содржи, според мое мислење, нема противречности, сепак толку е во спротивност со природата на целокупното наше искуство што неможноста на претпоставката V > c се чини дека е доволно докажана. Принципот на каузалност е камен-темелникот што лежи во основата на неможноста за пренос на суперлуминален сигнал. И, очигледно, сите пребарувања за суперлуминални сигнали без исклучок ќе се сопнуваат над овој камен, без разлика колку експериментаторите би сакале да детектираат такви сигнали, бидејќи таква е природата на нашиот свет.

Но, сепак, да замислиме дека математиката на релативноста сепак ќе работи со суперлуминални брзини. Ова значи дека теоретски сè уште можеме да дознаеме што би се случило ако некое тело ја надмине брзината на светлината.

Ајде да замислиме два вселенски брода како се движат од Земјата кон ѕвезда која е оддалечена 100 светлосни години од нашата планета. Првиот брод ја напушта Земјата со 50% од брзината на светлината, така што ќе бидат потребни 200 години за да се заврши патувањето. Вториот брод, опремен со хипотетички ворп погон, ќе патува со 200% брзина на светлината, но 100 години по првата. Што ќе се случи?

Според теоријата на релативноста, точниот одговор во голема мера зависи од перспективата на набљудувачот. Од Земјата, ќе изгледа дека првиот брод веќе поминал значително растојание пред да биде престигнат од вториот брод, кој се движи четири пати побрзо. Но, од гледна точка на луѓето на првиот брод, сè е малку поинаку.

Бродот бр. 2 се движи побрзо од светлината, што значи дека може дури и да ја надмине светлината што самиот ја емитува. Ова доведува до еден вид „светлински бран“ (аналогно на звучниот бран, само наместо воздушни вибрации, светлосните бранови вибрираат овде), што генерира неколку интересни ефекти. Потсетете се дека светлината од бродот #2 се движи побавно од самиот брод. Резултатот ќе биде визуелно удвојување. Со други зборови, прво екипажот на бродот бр.1 ќе види дека до нив се појавил вториот брод како од никаде. Потоа, светлината од вториот брод ќе стигне до првиот со мало задоцнување, а резултатот ќе биде видлива копија која ќе се движи во иста насока со мало заостанување.

Нешто слично може да се види во Компјутерски игрикога, како резултат на дефект на системот, моторот го вчитува моделот и неговите алгоритми крајна точкадвижења побрзо отколку што завршува самата анимација, така што се случуваат повеќекратни преземања. Веројатно затоа нашата свест не го согледува тој хипотетички аспект на Универзумот во кој телата се движат со суперлуминални брзини - можеби ова е најдобро.

П.С. ... но во последен примерНе разбирам нешто, зошто вистинската положба на бродот е поврзана со „светлината што ја емитува“? Па, и да го видат на погрешно место, во реалноста ќе го престигне првиот брод!

извори

Авторско право на илустрација Thinkstock

Сегашниот рекорд на брзина во вселената трае 46 години. Дописникот се прашуваше кога ќе биде претепан.

Ние луѓето сме опседнати со брзина. Така, дури во последните неколку месеци се дозна дека студентите во Германија поставиле брзински рекорд за електричен автомобил, а американското воено воздухопловство планира да ги подобри хиперсоничните авиони за да достигнуваат брзина пет пати поголема од брзината на звукот, т.е. над 6100 km/h.

Таквите авиони нема да имаат екипаж, но не затоа што луѓето не можат да се движат со толку големи брзини. Всушност, луѓето веќе се движеле со брзини кои се неколку пати поголеми од брзината на звукот.

Меѓутоа, дали постои граница над која нашите тела кои брзо брзаат повеќе нема да можат да го издржат преоптоварувањето?

Сегашниот брзински рекорд подеднакво го делат тројца астронаути кои учествуваа во вселенската мисија Аполо 10 - Том Стафорд, Џон Јанг и Јуџин Сернан.

Во 1969 година, кога астронаутите кружеле околу Месечината и се вратиле назад, капсулата во која се наоѓале достигнала брзина која на Земјата би била 39,897 км/ч.

„Мислам дека пред сто години тешко можевме да замислиме дека човек може да се движи во вселената со брзина од речиси 40 илјади километри на час“, вели Џим Бреј од воздушниот концерн Локхид Мартин.

Бреј е директор на проектот за вселенски модул за вселенското летало Орион, кој го развива американската вселенска агенција НАСА.

Според програмерите, вселенски бродОрион е повеќенаменски и делумно повторно употреблив и треба да носи астронаути во ниската орбита на Земјата. Многу е можно со негова помош да се сруши брзинскиот рекорд поставен за лице пред 46 години.

Новата супертешка ракета, дел од системот за вселенско лансирање, треба да го изврши својот прв лет со екипаж во 2021 година. Ова ќе биде прелет на астероид кој се наоѓа во орбитата на Месечината.

Просечниот човек може да издржи околу пет Gs сила пред да онесвести.

Потоа треба да следат повеќемесечни експедиции на Марс. Сега, според дизајнерите, вообичаеното максимална брзинаОрион треба да биде приближно 32 илјади км/ч. Сепак, брзината што ја постигнува Аполо 10 може да се надмине дури и ако се одржува основната конфигурација на леталото Орион.

„Орион е дизајниран да лета до за различни намениво текот на неговиот животен век“, вели Бреј. „Неговата брзина може да биде значително поголема од она што моментално го планираме.

Но, дури и Орион нема да го претставува врвот на човечкиот брзински потенцијал. „Во суштина нема ограничување на брзината со која можеме да патуваме освен брзината на светлината“, вели Бреј.

Брзината на светлината е милијарда км/час. Има ли надеж дека ќе успееме да го премостиме јазот меѓу 40 илјади km/h и овие вредности?

Неверојатно, брзината векторска количина, што укажува на брзината на движење и насоката на движење, не е проблем за луѓето во физичка смисла, се додека е релативно константна и насочена во една насока.

Следствено, луѓето - теоретски - можат да се движат во вселената само малку побавно од „ограничувањето на брзината на универзумот“, т.е. брзина на светлината.

Авторско право на илустрацијаНАСАНаслов на сликата Како ќе се чувствува човек во брод што лета со брзина речиси на светлината?

Но, дури и ако ги надминеме значајните технолошки пречки поврзани со вселенските летала со голема брзина, нашите кревки, главно водни тела ќе се соочат со нови опасности поврзани со ефектите од голема брзина.

Може да се појават само имагинарни опасности ако луѓето можат да се движат поголема брзинасветлината преку искористување на дупките во модерната физика или преку откритијата што ја кршат калапот.

Како да издржите преоптоварување

Меѓутоа, ако имаме намера да патуваме со брзина над 40 илјади км/ч, ќе мораме да го достигнеме, а потоа да успориме, полека и со трпение.

Брзото забрзување и подеднакво брзото забавување се полни со смртна опасностза човечкото тело. За тоа сведочи сериозноста на повредите настанати од сообраќајни несреќи, во кои брзината паѓа од неколку десетици километри на час на нула.

Која е причината за ова? Во тоа својство на Универзумот, кое се нарекува инерција или способност физичкото тело, кои имаат маса, се спротивставуваат на промените во неговата состојба на мирување или движење во отсуство или компензација на надворешни влијанија.

Оваа идеја е формулирана во првиот Њутнов закон, кој вели: „Секое тело продолжува да се одржува во состојба на мирување или униформа и праволиниско движење, се додека и доколку не биде принудено од применетите сили да ја промени оваа состојба“.

Ние луѓето сме способни да издржиме огромни преоптоварувања без сериозни повреди, иако само за неколку моменти.

„Состојба на одмор и движење со постојана брзина„Ова е нормално за човечкото тело“, објаснува Бреј. „Попрво треба да бидеме загрижени за состојбата на личноста во моментот на забрзување.

Пред околу еден век, развојот на груби авиони кои можеа да маневрираат со брзина ги наведе пилотите да пријават чудни симптоми предизвикани од промените во брзината и насоката на летот. Овие симптоми вклучуваат привремено губење на видот и чувство на тежина или бестежинска состојба.

Причината се g-силите измерени во G единици, што е односот линеарно забрзувањеда се забрза слободен падна површината на Земјата под влијание на привлечност или гравитација. Овие единици го одразуваат ефектот на забрзувањето на гравитацијата врз масата на, на пример, човечко тело.

Преоптоварување од 1 G е еднакво на тежината на телото кое се наоѓа во гравитационото поле на Земјата и е привлечено кон центарот на планетата со брзина од 9,8 m/sec (на ниво на морето).

Г-силите искусени вертикално од глава до пети или обратно се навистина лоша вест за пилотите и патниците.

При негативни преоптоварувања, т.е. забавувајќи се, крвта ита од прстите кон главата, се јавува чувство на презаситеност, како при држење на раце.

Авторско право на илустрација SPLНаслов на сликата Со цел да се разбере колку Gs астронаутите можат да издржат, тие се обучуваат во центрифуга

„Црвениот превез“ (чувството што го доживува човекот кога крвта ита кон главата) се јавува кога отечените со крв, проѕирни долни очни капаци се креваат и ги покриваат зениците на очите.

И, обратно, за време на забрзувањето или позитивните г-сили, крвта тече од главата кон стапалата, на очите и на мозокот почнуваат да им недостасува кислород додека крвта се акумулира во долните екстремитети.

На почетокот, видот станува маглив, т.е. доаѓа до губење на видот на бојата и се превртува она што се нарекува „сив превез“, потоа доаѓа до целосно губење на видот или „црн превез“, но лицето останува свесно.

Прекумерното преоптоварување доведува до целосно губење на свеста. Оваа состојба се нарекува синкопа со преоптоварување. Многу пилоти загинаа затоа што им падна „црн превез“ над очите и тие се урнаа.

Просечниот човек може да издржи околу пет Gs сила пред да ја изгуби свеста.

Пилотите, облечени во специјални анти-г одела и обучени да ги затегнуваат и опуштаат мускулите на торзото на посебен начин за да ја задржат крвта да тече од главата, можат да го контролираат авионот на околу девет Gs.

По постигнување стабилна брзина на крстарење од 26.000 км/ч во орбитата, астронаутите доживуваат брзина не повеќе од патниците на комерцијалните летови

„За кратки временски периоди човечкото теломоже да издржи многу поголеми г-сили од девет Г-си, вели Џеф Свиатек, извршен директор на Медицинското здружение за воздушна и вселенска асоцијација, со седиште во Александрија, Вирџинија. - Но издржи високи преоптоварувања во текот на долг периодМногу малку луѓе се способни за време“.

Ние луѓето сме способни да издржиме огромни преоптоварувања без сериозни повреди, иако само за неколку моменти.

Краткорочниот рекорд на издржливост го постави капетанот на американските воздухопловни сили Ели Бидинг Џуниор во воздухопловната база Холоман во Ново Мексико. Во 1958 година, при сопирање на специјална санка со ракетен мотор, откако забрзал до 55 km/h за 0,1 секунда, доживеал преоптоварување од 82,3 G.

Овој резултат го забележал акцелерометар прикачен на неговите гради. Бидинг, исто така, претрпел „црн облак“ над очите, но тој избегал само со модринки за време на овој извонреден приказ на човечка издржливост. Точно, по трката тој помина три дена во болница.

И сега во вселената

Астронаутите, во зависност од превозните средства, исто така доживеаја прилично високи преоптоварувања - од три до пет Г - за време на полетувањата и при враќање во густите слоеви на атмосферата, соодветно.

Овие преоптоварувања се толерираат релативно лесно, благодарение на паметната идеја за прицврстување на патниците во вселената на седиштата во лежечка положба свртена кон насоката на летот.

Откако ќе постигнат стабилна брзина на крстарење од 26.000 km/h во орбитата, астронаутите не чувствуваат поголема брзина од патниците на комерцијалните летови.

Ако преоптоварувањата не претставуваат проблем за долгите експедиции на бродовите Орион, тогаш со малите вселенски карпи– микрометеорити – сè е покомплицирано.

Авторско право на илустрацијаНАСАНаслов на сликата За да се заштити од микрометеорити, на Орион ќе му треба некој вид вселенски оклоп

Овие честички, со големина на зрно ориз, можат да достигнат импресивни и разорни брзини до 300 илјади км/ч. За да се обезбеди интегритетот на бродот и безбедноста на неговиот екипаж, Орион е опремен со надворешен заштитен слој, чија дебелина варира од 18 до 30 см.

Дополнително, обезбедени се дополнителни заштитни штитови, а се користи и генијално поставување на опрема во внатрешноста на бродот.

„За да избегнеме губење на системите за летање кои се од витално значење за целото вселенско летало, мора точно да ги пресметаме аглите на приближување на микрометеоритите“, вели Џим Бреј.

Бидете сигурни: микрометеоритите не се единствената пречка за вселенските мисии, за време на кои големите брзини на човечки лет во вакуум ќе играат сè поважна улога.

За време на експедицијата на Марс, ќе треба да се решат и други практични проблеми, на пример, снабдување на екипажот со храна и спротивставување на зголемената опасност од рак поради изложеност на човечкото телокосмичко зрачење.

Намалувањето на времето на патување ќе ја намали сериозноста на ваквите проблеми, па брзината на патување ќе стане сè попожелна.

Вселенски летови од следната генерација

Оваа потреба за брзина ќе им фрли нови пречки на патот на вселенските патници.

Новото вселенско летало на НАСА, кое се заканува да го собори брзинскиот рекорд на Аполо 10, сепак ќе се потпира на време-тестиран хемиски системиракетни мотори кои се користат уште од првиот момент вселенски летови. Но, овие системи имаат сериозни ограничувања на брзината поради ослободување на мали количини на енергија по единица гориво.

Најпосакуваниот, иако неостварлив, извор на енергија за брзо вселенско летало е антиматеријата, пандан и антипод на обичната материја.

Затоа, со цел значително да се зголеми брзината на летот за луѓето кои одат на Марс и пошироко, научниците признаваат дека се потребни сосема нови пристапи.

„Системите што ги имаме денес се сосема способни да не одведат таму“, вели Бреј, „но сите би сакале да бидеме сведоци на револуција во моторите“.

Ерик Дејвис, виш истражувачки физичар на Институтот за напредни студии во Остин, Тексас и шестгодишен учесник во Програмата за физика за пробив на погон на НАСА истражувачки проект, завршен во 2002 година, ги идентификуваше трите најперспективни средства, од гледна точка на традиционалната физика, кои можат да му помогнат на човештвото да постигне брзини разумно доволни за меѓупланетарни патувања.

Накратко, зборуваме за појавите на ослободување енергија при расцепување на материјата, термонуклеарно спојување и уништување на антиматеријата.

Првиот метод вклучува фисија на атомите и се користи во комерцијални нуклеарни реактори.

Втората, термонуклеарна фузија, вклучува создавање на потешки атоми од едноставни атоми– ваквата реакција го храни Сонцето со енергија. Ова е технологија која фасцинира, но е тешко да се сфати; тоа е „секогаш уште 50 години“ - и така секогаш ќе биде, како што вели старото мото на индустријата.

„Ова е сосема Hi-tech, вели Дејвис, „но тие се засноваат на традиционалната физика и цврсто се воспоставени од почетокот на атомската ера, според оптимистичките проценки, погонските системи засновани на концептите на атомска фисија и нуклеарна фузија, во теорија, можат да забрзаат брод до 10% од брзината на светлината, односно до многу респектабилни 100 милиони км/ч.

Авторско право на илустрацијаВоздухопловните сили на САДНаслов на сликата Летањето со суперсонична брзина повеќе не е проблем за луѓето. Друга работа е брзината на светлината, или барем блиску до неа...

Најпосакуваниот, иако тешко остварлив, извор на енергија за брзо вселенско летало е антиматеријата, пандан и антипод на обичната материја.

Кога два вида материја доаѓаат во контакт, тие се уништуваат едни со други, што резултира со ослободување на чиста енергија.

Технологиите кои овозможуваат производство и складирање – засега крајно незначителни – количини на антиматерија постојат денес.

Во исто време, производството на антиматерија во корисни количини ќе бара нови посебни способности на следната генерација, а инженерството ќе мора да влезе во натпреварувачка трка за создавање на соодветно летало.

Но, како што вели Дејвис, многу одлични идеивеќе се разработува на таблите за цртање.

Вселенските летала напојувани со енергија на антиматерија би можеле да забрзуваат со месеци или дури со години и да достигнат поголем процент од брзината на светлината.

Во исто време, преоптоварувањата на бродот ќе останат прифатливи за жителите на бродот.

Во исто време, ваквите фантастични нови брзини ќе бидат преполни со други опасности за човечкото тело.

Енергетски град

Со брзина од неколку стотици милиони километри на час, секоја дамка прашина во вселената, од дисперзирани атоми на водород до микрометеорити, неизбежно станува куршум со висока енергијаи способен да го пробие трупот на бродот веднаш.

„Кога се движите со многу големи брзини, тоа значи дека честичките кои доаѓаат кон вас се движат со иста брзина“, вели Артур Еделштајн.

Заедно со неговиот покоен татко, Вилијам Еделштајн, професор по радиологија на Медицинско училиштеУниверзитетот Џон Хопкинс, на кој работел научна работа, кој ги разгледуваше ефектите од изложеноста (на луѓето и технологијата) на космичките атоми на водород за време на ултрабрзото вселенско патување во вселената.

Водородот ќе почне да се распаѓа во субатомски честички, кој ќе навлезе во внатрешноста на бродот и ќе ги изложи на радијација и екипажот и опремата.

Моторот Alcubierre ќе ве придвижи како сурфер кој јава бран Ерик Дејвис, истражувачки физичар

Со 95% од брзината на светлината, изложеноста на такво зрачење би значело речиси моментална смрт.

Вселенскиот брод ќе се загрее до температури на топење на кои не може да одолее ниту еден замислив материјал, а водата содржана во телата на членовите на екипажот веднаш ќе зоврие.

„Сите овие се исклучително вознемирувачки проблеми“, забележува Еделштајн со мрачен хумор.

Тој и неговиот татко грубо го пресметале тоа за да создадат некои хипотетички системМагнетна заштита способна да го заштити бродот и луѓето во него од смртоносен водороден дожд, ѕвездата може да се движи со брзина што не надминува половина од брзината на светлината. Тогаш луѓето на бродот имаат шанса да преживеат.

Марк Милис, проблематичен физичар движење напред, И поранешен менаџерПробивната програма за физика на движење на НАСА предупредува дека ова потенцијално ограничување на брзината за патување во вселената останува проблем за далечната иднина.

„Врз основа физичко знаењеакумулирано до денес, можеме да кажеме дека ќе биде исклучително тешко да се достигне брзина над 10% од брзината на светлината, вели Милис. „Сè уште не сме во никаква опасност“. Едноставна аналогија: зошто да се грижиме за давење ако сè уште не сме влегле во вода“.

Побрзо од светлината?

Ако претпоставиме дека сме научиле, така да се каже, да пливаме, дали тогаш ќе можеме да го совладаме лизгањето низ космичкото време - да ја развиеме оваа аналогија понатаму - и да летаме со суперлуминални брзини?

Хипотезата за вродена способност да се преживее во суперлуминална средина, иако е сомнителна, не е без одредени прикази на образовано просветлување во темнината.

Едно такво интригантно средство за патување се заснова на технологии слични на оние што се користат во „warp drive“ или „warp drive“ од серијата Star Trek.

Принципот на работа на оваа електрана, позната и како „мотор Алкубиер“ * (именувана по мексиканскиот теоретски физичар Мигел Алкубиер), е тоа што му овозможува на бродот да го компресира нормалното време-простор пред него, како што го опиша Алберт. Ајнштајн, и да го проширам зад себе.

Авторско право на илустрацијаНАСАНаслов на сликата Моменталниот брзински рекорд го држат тројца астронаути од Аполо 10 - Том Стафорд, Џон Јанг и Јуџин Сернан.

Во суштина, бродот се движи во одреден волумен на време-просторот, еден вид „балон за искривување“ што се движи побрзо од брзината на светлината.

Така, бродот останува неподвижен во нормално време-простор во овој „меур“, без да биде подложен на деформација и да избегне прекршување на универзалната граница на брзината на светлината.

„Наместо да лебдите низ водата на нормалното време-простор“, вели Дејвис, „погонот Alcubierre ќе ве носи како сурфер кој јава на даска за сурфање по врвот на бранот“.

Тука има и одреден улов. За да се спроведе оваа идеја, потребна е егзотична форма на материја која има негативна маса за да го компресира и прошири простор-времето.

„Физиката не кажува ништо против негативната маса“, вели Дејвис, „но нема примери за тоа и никогаш не сме ја виделе во природата“.

Има уште еден улов. Во трудот објавен во 2012 година, истражувачите од Универзитетот во Сиднеј сугерираа дека „искривен меур“ ќе се акумулира многу наелектризиран космички честички, бидејќи неизбежно ќе почне да комуницира со содржината на Универзумот.

Некои честички ќе навлезат во самиот меур и ќе го пумпаат бродот со зрачење.

Заробени со брзини под светлина?

Дали сме навистина осудени да бидеме заглавени со брзини под светлина поради нашата деликатна биологија?!

Овде не станува збор толку за поставување на нов светски (галактички?) брзински рекорд за луѓето, туку за изгледите за трансформирање на човештвото во меѓуѕвездено општество.

Со половина од брзината на светлината - и ова е границата што, според истражувањето на Еделштајн, нашето тело може да ја издржи - патување до најблиската ѕвездаповратен пат ќе трае повеќе од 16 години.

(Ефектите на проширување на времето, што би предизвикало екипажот на вселенскиот брод да искуси помалку време во нивниот координатен систем отколку луѓето што остануваат на Земјата во нивниот координатен систем, нема да имаат драматични последици со половина од брзината на светлината.)

Марк Милис се надева. Имајќи предвид дека човештвото измислило G-костуми и заштита од микрометеори кои им овозможуваат на луѓето безбедно да патуваат во големата сина и ѕвездена црна боја на вселената, тој е уверен дека можеме да најдеме начини да преживееме какви било ограничувања на брзината што ќе ги достигнеме во иднина.

„Истите технологии кои можат да ни помогнат да постигнеме неверојатни нови брзини на патување“, размислува Милис, „ќе ни обезбедат нови, сè уште непознати способности за заштита на екипажот“.

Забелешки на преведувачот:

*Мигел Алкубиер дошол на идеја за неговиот балон во 1994 година. И во 1995 година, рускиот теоретски физичар Сергеј Красников го предложи концептот на уред за вселенско патување побрзо од брзината на светлината. Идејата беше наречена „цевката Красников“.

Ова е вештачко искривување на простор-времето според принципот на т.н црвја дупка. Хипотетички, бродот би се движел права линија од Земјата до дадена ѕвезда низ закривен простор-време, поминувајќи низ други димензии.

Според теоријата на Красников, вселенскиот патник ќе се врати назад во исто време кога ќе тргне.

20 век беше обележан со најголемите откритија во областа на физиката и космологијата. Основата за овие откритија беа теориите развиени од галаксијата извонредни физичари. Најпознат од нив е Алберт Ајнштајн, на чија работа во голема мера се заснова модерната физика. Од теориите на научникот произлегува дека брзината на светлината во вакуум е максималната брзина на движење и интеракција на честичките. И временските парадокси кои произлегуваат од овие теории се сосема неверојатни: за објектите што се движат, времето тече побавно во однос на оние што се во мирување, и колку е поблиску до брзината на светлината, толку повеќе времето се забавува. Излегува дека за објект што лета со брзина на светлината, времето целосно ќе запре.

Препорачуваме

Ова ни дава надеж дека со соодветно ниво на технологија, теоретски, човекот е способен да постигне најмногу оддалечени аглиУниверзум. Во исто време, времето на летот во земјен системодбројувањето ќе биде милиони години, додека на брод што лета со брзина речиси на светлината, ќе поминат само неколку дена... Ваквите можности се импресивни, а во исто време се поставува прашањето: дали физичарите и инженерите на иднината некако да го забрзаме леталото до огромни вредности, дури и теоретски до брзината на светлината (иако нашата физика ја негира оваа можност), дали ќе можеме да стигнеме не само до најоддалечените галаксии и ѕвезди, туку и до работ на нашиот Универзум, да погледнеме подалеку границата на непознатото, за која научниците немаат поим?

Знаеме дека Универзумот е формиран пред околу 13,79 милијарди години и оттогаш континуирано се шири. Може да се претпостави дека неговиот радиус е овој моменттреба да биде 13,79 милијарди светлосни години, а дијаметарот, соодветно, 27,58 милијарди светлосни години. И ова би било точно ако Универзумот се шири подеднакво со брзината на светлината - максималната можна брзина. Но, добиените податоци ни кажуваат дека Универзумот се шири со забрзана стапка.

Набљудуваме дека најоддалечените галаксии од нас се оддалечуваат од нас побрзо од оние во близина - просторот на нашиот свет постојано се шири. Во исто време, постои дел од Универзумот кој се оддалечува од нас побрзо од брзината на светлината. Во овој случај, не се прекршени никакви постулати и заклучоци од теоријата на релативноста - објектите во Универзумот остануваат со брзини под светлина. Овој дел од Универзумот не може да се види - брзината на фотоните емитирани од изворите на зрачење едноставно не е доволна за да се надмине брзината на проширување на вселената.

Пресметките покажуваат дека делот од нашиот свет видлив за нас има дијаметар од околу 93 милијарди светлосни години и се нарекува Метагалаксија. Можеме само да претпоставуваме што се наоѓа надвор од оваа граница и колку далеку се протега Универзумот. Логично е да се претпостави дека работ на Универзумот најбрзо се оддалечува од нас и далеку ја надминува брзината на светлината. И оваа брзина постојано се зголемува. Станува очигледно дека дури и некој предмет да лета со брзина на светлината, никогаш нема да стигне до работ на Универзумот, бидејќи работ на Универзумот побрзо ќе се оддалечи од него.

Ако најдете грешка, означете дел од текстот и кликнете Ctrl+Enter.

Дури и кога би можеле да изградиме прототипови на бродовите замислени од научниците на НАСА кои би можеле да се движат на релативистичка брзина, и, исто така, најдовме непристојно голем извор на енергија потребен за нивно лансирање на небото, нашето патување немаше да биде толку пријатно како што може да изгледа од бродот на Милениумскиот сокол. Не е технологијата што нè дели од можноста да летаме до соседните ѕвезди - тоа е само прашање на неколку векови. Проблемот е колку просторот е опасен кога станува живеалиште и колку всушност може да биде кревко човечкото тело.

Ако почнеме да се движиме со брзина на светлината (300.000 km/s) во меѓуѕвездениот простор, ќе умреле за неколку секунди. И покрај фактот дека густината на материјата во вселената е многу мала, со оваа брзина дури и неколку атоми на водород на кубен сантиметар ќе се срушат во лакот на бродот со забрзување кое на Земјата е остварливо само со Големиот хадронски судирач. Поради ова, ќе добиеме доза на зрачење еднаква на десет илјади сиверти во секунда. Имајќи предвид дека смртоносната доза за луѓето е шест сиверти, како радиоактивен зракќе го оштети бродот и ќе го уништи целиот живот на бродот.

„Ако почнеме да се движиме со брзина на светлината во вселената, ќе умреме за неколку секунди“.

Според истражувањето на научниците од Универзитетот Џон Хопкинс, ниту еден оклоп не може да не заштити од ова јонизирачко зрачење. Алуминиумска преграда дебела десет сантиметри во овој случај ќе апсорбира помалку од 1% од енергијата - но големината на преградите не може да се зголемува на неодредено време без да се ризикува можноста за полетување. Сепак, покрај радиоактивниот водород, на нашето вселенско летало со брзина на светлината ќе биде загрозена и ерозија што ќе произлезе од ударот меѓуѕвездена прашина. Во најдобар случај, ќе треба да се задоволиме со 10% од брзината на светлината, што ќе ни овозможи само со голема тешкотија да стигнеме до најблиската ѕвезда, Проксима Кентаур. Земајќи го предвид растојанието од 4.22 светлосни годиниеден таков лет би траел 40 години - односно еден нецелосен човечки живот.

Космичкото зрачење останува непремостлива пречка за нас, но ако во далечна иднина можеме да го надминеме, патувањето со брзина на светлината ќе биде најневеројатното можно искуство за човекот. Со оваа брзина, времето ќе се забави, а стареењето ќе стане многу попродолжен процес (на крајот на краиштата, дури и астронаутите на ISS за шест месеци успеваат да стареат 0,007 секунди помалку од луѓето на Земјата). За време на таков лет, нашето видно поле ќе се свитка, претворајќи се во тунел. Ќе летаме по овој тунел напред, кон снежно-бел сјај, без да видиме траги од ѕвездите и да не ја оставиме зад нас најцрната, најапсолутна темнина што можете да ја замислите.