Сенките можат да патуваат побрзо од светлината, но не можат да носат супстанција или информации

Дали е можен лет со FTL?

Деловите во овој напис имаат поднаслови и можете да се повикате на секој оддел одделно.

Едноставни примери на патување во ФТЛ

1. Ефектот на Черенков

Кога зборуваме за движење со суперлуминална брзина, мислиме на брзината на светлината во вакуум в(299 792 458 m / s). Затоа, ефектот Черенков не може да се смета за пример на движење со суперлуминална брзина.

2. Трет набудувач

Ако ракетата А.лета далеку од мене со брзина 0,6cна запад, и ракетата Б.лета далеку од мене со брзина 0,6cна исток, тогаш гледам дека растојанието помеѓу А.и Б.зголемувајќи се по стапка 1,2в... Гледајќи како ракетите летаат А.и Б.од страна, третиот набудувач гледа дека вкупната брзина на отстранување на ракетата е поголема од в .

но релативна брзинане е еднаква на збирот на брзините. Брзина на ракета А.во врска со ракетата Б.е брзината со која се зголемува растојанието до ракетата А.видено од набудувач како лета на ракета Б.... Релативната брзина мора да се пресмета со употреба на релативистичката формула за додавање на брзини. (видете Како додавате брзини во посебна релативност?) Во овој пример, релативната брзина е приближно 0,88ц... Значи, во овој пример не ја добивме суперлуминалната брзина.

3. Светло и сенка

Размислете колку брзо може да се движи сенката. Ако ламбата е близу, тогаш сенката на прстот на крајниот wallид се движи многу побрзо отколку што се движи прстот. Кога ќе го поместите прстот паралелно со wallидот, брзината на сенката влегува внатре Д / Дпати повеќе од брзината на прстот. Еве г.е растојанието од ламбата до прстот и Д.- од ламба до wallид. Брзината ќе биде уште поголема ако theидот е под агол. Ако theидот е многу далеку, тогаш движењето на сенката ќе заостане зад движењето на прстот, бидејќи на светлината му треба време да се достигне theидот, но брзината на движење на сенката по alongидот ќе се зголеми уште повеќе. Брзината на сенката не е ограничена со брзината на светлината.

Друг објект што може да патува побрзо од светлината е место на светлината од ласерот насочен кон Месечината. Растојанието до Месечината е 385.000 км. Можете сами да ја пресметате брзината на светлосното место на површината на Месечината кога малку ќе го вибрирате ласерскиот покажувач во раката. Можеби ќе ви се допадне и примерот на бран кој тече во права линија на плажата под мал агол. Колку брзо може да се движи пресекот на бранот и брегот покрај плажата?

Сите овие работи можат да се случат во природата. На пример, зрак светлина од пулсар може да патува по облак од прашина. Силна експлозија може да создаде сферични бранови на светлина или зрачење. Кога овие бранови се пресекуваат со која било површина, на оваа површина се појавуваат светлосни кругови, кои се шират побрзо од светлината. Овој феномен се забележува, на пример, кога електромагнетен пулс од удар на молња поминува низ горната атмосфера.

4. Цврсто тело

Ако имате долга тврда прачка и удрите во едниот крај на прачката, дали другиот крај нема да започне да се движи веднаш? Зарем ова не е начин да се пренесат информации побрзо од светлината?

Тоа би било вистина акоидеално постоеле крути тела. Во пракса, ударот се пренесува по должината на прачката со брзина на звукот, што зависи од еластичноста и густината на материјалот од прачката. Покрај тоа, теоријата на релативност ја ограничува можната брзина на звукот во материјалот до вредноста в .

Истиот принцип важи и ако држите низа или прачка исправено, ја ослободувате и таа почнува да паѓа под влијание на гравитацијата. Горниот крај, кој го пуштивте, почнува да паѓа веднаш, но долниот крај ќе започне да се движи само по некое време, бидејќи исчезнувањето на силата на задржување се пренесува по прачката со брзина на звукот во материјалот.

Формулацијата на релативистичката теорија на еластичност е прилично комплицирана, но општата идеја може да се илустрира со помош на tonутновата механика. Равенката на надолжно движење на идеално еластично тело може да се изведе од законот на Хук. Дозволете ни да ја означиме линеарната густина на прачката ρ , Модул на еластичност на Јанг Y... Надолжно поместување Xја задоволува равенката на бран

ρ d 2 X / dt 2 - Y d 2 X / dx 2 = 0

Растворот на авионскиот бран се движи со брзина на звукот с, што е утврдено од формулата s 2 = Y / ρ... Равенката на бранот не дозволува нарушувањата на медиумот да се движат побрзо отколку со брзината с... Покрај тоа, теоријата на релативност дава ограничување на вредноста на еластичноста: Y< ρc 2 ... Во пракса, ниту еден познат материјал не се приближува до оваа граница. Забележете исто така дека дури и ако брзината на звукот е близу в, тогаш самата материја не мора да се движи со релативистичка брзина.

Иако во природата нема цврсти материи, има движење на цврсти материишто може да се искористи за надминување на брзината на светлината. Оваа тема припаѓа на веќе опишаниот дел од сенки и нагласи. (Видете Суперлуминални ножици, Цврст ротирачки диск во релативноста).

5. Фаза на брзина

Равенка на бран
d 2 u / dt 2 - c 2 d 2 u / dx 2 + w 2 u = 0

има решение во форма
u = A cos (секира - bt), c 2 a 2 - b 2 + w 2 = 0

Ова се синусоидални бранови што се шират со брзина v
v = b / a = sqrt (c 2 + w 2 / a 2)

Но, ова е повеќе од в. Дали е ова равенка за тахиони? (видете го понатамошниот дел). Не, ова е вообичаена релативистичка равенка за честичка со маса.

За да се елиминира парадоксот, потребно е да се направи разлика помеѓу „фазната брзина“ v ph, и "група стапка" vгр, и
v ph v gr = c 2

Решението за бранова форма може да има дисперзија на фреквенцијата. Во овој случај, пакетот бранови се движи со групна брзина помала од в... Со помош на пакет бран, информациите можат да се пренесуваат само со групна стапка. Брановите во пакет бран се движат со фазна брзина. Брзината на фазата е уште еден пример за движење со FTL што не може да се користи за комуникација на пораки.

6. Суперлуминални галаксии

7. Релативистичка ракета

Нека набverудувач на Земјата види како вселенски брод се повлекува со брзина 0,8cВо согласност со теоријата на релативност, тој ќе види дека часовникот на леталото оди 5/3 пати побавно. Ако го поделиме растојанието до бродот со времето на летот според часовникот на авионот, ја добиваме брзината 4 / 3в... Наб obserудувачот заклучува дека, користејќи го својот брод часовник, пилотот на бродот исто така ќе утврди дека лета со суперлуминална брзина. Од гледна точка на пилотот, неговиот часовник работи нормално, а меѓуerstвездениот простор е намален 5/3 пати. Затоа, побрзо, со брзина, ги лета познатите растојанија помеѓу theвездите 4 / 3в .

Но, ова сè уште не е суперлуминален лет. Не можете да пресметате брзина користејќи растојание и време дефинирано во различни референтни рамки.

8. Брзината на гравитацијата

Некои инсистираат на тоа дека брзината на гравитацијата е многу поголема. впа дури и бесконечно. Проверете Дали Гравитацијата патува со брзина на светлината? и Што е гравитационо зрачење? Гравитационите нарушувања и гравитационите бранови се шират со брзина в .

9. Парадоксот на ИПР

10. Виртуелни фотони

11. Ефект на квантно тунелирање

ИН квантната механикаефектот на тунелирање овозможува честичката да ја надмине бариерата, дури и ако нејзината енергија не е доволна за ова. Преку таква бариера е можно да се пресмета времето на тунелирање. И може да се покаже дека е помала од потребната за светлината да го помине истото растојание со брзина в... Може ли ова да се искористи за испраќање пораки побрзо од светлината?

Квантната електродинамика вели не! Како и да е, извршен е експеримент што демонстрираше суперлуминално пренесување на информации користејќи го ефектот на тунелирање. Преку бариера со ширина од 11,4 см со брзина од 4,7 вПренесена е Четириесеттата симфонија на Моцарт. Објаснувањето за овој експеримент е многу контроверзно. Повеќето физичари веруваат дека тунелскиот ефект не може да се користи за пренесување информациипобрзо од светлината. Ако тоа беше можно, зошто да не го испратите сигналот назад со ставање на опремата во брза референтна рамка.

17. Теорија на квантно поле

Со исклучок на гравитацијата, сите набудувачки физички феномени се во согласност со „Стандардниот модел“. Стандардниот модел е релативистичка теорија на квантно поле што ги објаснува електромагнетните и нуклеарните интеракции, како и сите познати честички. Во оваа теорија, секој пар оператори што одговараат на физички набудувачи одделени со простран интервал на настаните „патуваат“ (т.е. може да се смени редоследот на овие оператори). Во принцип, ова подразбира дека, во стандардниот модел, влијанието не може да патува побрзо од светлината, и ова може да се смета за квантно поле еквивалентно на аргументот за бесконечна енергија.

Сепак, во теоријата за квантно поле на Стандардниот модел, нема беспрекорно ригорозен доказ. Никој сè уште не докажал дека оваа теорија е внатрешно конзистентна. Ова најверојатно не е така. Во секој случај, не постои гаранција дека сè уште не се откриени честички или сили кои не ја почитуваат забраната за патување на суперлуминално. Исто така, нема генерализација на оваа теорија, вклучувајќи ја и гравитацијата и општата релативност. Многу физичари кои работат во областа на квантната гравитација се сомневаат дека едноставните концепти на каузалност и локалитет ќе бидат генерализирани. Нема гаранција дека во иднина поцелосна теорија брзината на светлината ќе го задржи значењето на ограничување на брзината.

18. Парадоксот на дедото

Во посебната релативност, честичката што патува побрзо од светлината во една референтна рамка се движи назад во времето во друга рамка на референца. Суперлуминалното движење или пренесување на информации ќе овозможи патување или испраќање порака во минатото. Ако такво патување низ времето било можно, тогаш би можеле да се вратите во времето и да го промените текот на историјата убивајќи го вашиот дедо.

Ова е многу силен аргумент против можноста за патување во FTL. Точно, останува скоро неверојатна веројатност дека е можно одредено ограничено движење на суперлуминалното, што не дозволува враќање во минатото. Или можеби патувањето низ времето е можно, но каузалноста е повредена на некој доследен начин. Сето ова е многу неверојатно, но ако разговараме за патувања во ФТЛ, тогаш е подобро да бидеме подготвени за нови идеи.

Разговорот е исто така вистински. Ако можеме да патуваме назад во времето, би можеле да ја надминеме брзината на светлината. Можете да се вратите во времето, да летате некаде со мала брзина и да пристигнете таму пред да пристигне светлото испратено на вообичаен начин. Погледнете Патување низ времето за детали на оваа тема.

Отворени прашања од патувањето во ФТЛ

Во овој последен дел, ќе опишам неколку сериозни идеи за можно патување побрзо од светлината. Овие теми не се често вклучени во Најчесто поставувани прашања, бидејќи тие не личат на одговори, туку на многу нови прашања. Тие се вклучени тука за да покажат дека се прават сериозни истражувања во оваа насока. Даден е само краток вовед во темата. Можете да најдете детали на Интернет. Како и со сè на Интернет, бидете критични кон нив.

19. Тахиони

Тахионите се хипотетички честички кои патуваат побрзо од светлината локално. За да го направат ова, тие мора да имаат замислена маса. Во овој случај, енергијата и моментумот на тахионот се вистински вредности. Нема причина да се верува дека суперлуминалните честички не можат да се детектираат. Сенките и светлосните точки можат да патуваат побрзо од светлината и можат да се детектираат.

Досега тахионите не се пронајдени, а физичарите се сомневаат во нивното постоење. Постојат тврдења дека во експериментите за мерење на масата на неутрини произведени од бета распаѓање на тритиум, неутрините биле тахиони. Ова е сомнително, но сè уште не е целосно побиено.

Постојат проблеми со теоријата на тахион. Покрај можното кршење на каузалноста, тахионите го прават вакуумот нестабилен. Можеби е можно да се заобиколат овие тешкотии, но дури и тогаш нема да можеме да користиме тахиони за суперлуминално пренесување на пораката.

Повеќето физичари веруваат дека појавата на тахиони во теоријата е знак на некои проблеми во оваа теорија. Идејата за тахиони е толку популарна кај јавноста едноставно затоа што тие често се споменуваат во литературата за научна фантастика. Погледнете Тахионс.

20. Црви од црви

Најпознат начин за глобално патување низ FTL е употребата на црви од дупки. Црвја дупка е пресек во просторот-времето од една до друга точка на универзумот, што ви овозможува да одите од едниот крај на другиот отвор побрзо од вообичаената патека. Црвите дупки се опишани со општа релативност. За да ги креирате, треба да ја промените топологијата на простор-времето. Можеби ова ќе стане можно во рамките на квантната теорија на гравитацијата.

Одржувањето на отвор за црви, бара области на простор со негативни енергии. Миснер и К.С. Торн предложија да се искористи ефектот Казимир во големи размери за да се создаде негативна енергија. Висер предложи да се користат космички жици за ова. Ова се многу шпекулативни идеи, и можеби не е можно. Можеби потребната форма на егзотична материја со негативна енергија не постои.

Од училиште нè научија дека е невозможно да се надмине брзината на светлината, и затоа движењето на една личност во вселената е голем нерешлив проблем (како да летаме до најблискиот Сончев систем ако светлината може да ја помине оваа далечина за само неколку илјади години?). Можеби американските научници најдоа начин да летаат со супер брзина, не само што не залажуваат, туку и ги следат основните закони на Алберт Ајнштајн. Во секој случај, ова е она што го вели авторот на моторот за вселенска деформација Харолд Вајт.

Ние, во редакцијата, ги најдовме вестите апсолутно фантастични, па затоа денес, во пресрет на Денот на космонаутиката, објавуваме извештај на Константин Какаес за списанието Popular Science за феноменалниот проект на НАСА, доколку биде успешен, едно лице ќе може да оди подалеку од сончев систем.

Во септември 2012 година, неколку стотици научници, инженери и вселенски ентузијасти се собраа на вториот јавен состанок на групата, наречен 100-годишно arsвезда. Групата е предводена од поранешниот астронаут Меј Jamејмисон и основана од ДАРПА. Целта на конференцијата е „да им овозможи на луѓето да патуваат подалеку од Сончевиот систем до други starsвезди во следните сто години“. Повеќето од учесниците на конференцијата признаваат дека напредокот во истражувањето на вселената со екипаж е премал. И покрај потрошените милијарди долари во изминатите неколку квартали, вселенските агенции можат да сторат скоро колку што можеа во 60-тите години на минатиот век. Всушност, 100-годишната Stвезда е повикана да го поправи сето тоа.

Но, повеќе до суштината. По неколку дена од конференцијата, нејзините учесници ги достигнаа најфантастичните теми: регенерација на органи, проблем на организирана религија на брод и сл. Една од поинтересните презентации на состанокот на 100 години Stвезда беше наречена „Механика на полето за деформација 102“ од Харолд „Сони“ Вајт од НАСА. Ветеран од агенцијата, Вајт спроведува напредна програма за пулсирање во вселенскиот центар sonонсон (АД). Заедно со петмина колеги, тој го создаде Мапа на системот за вселенски погон, кој ги истакнува целите на НАСА за претстојните патувања во вселената. Во планот се наведени сите видови на погонски проекти, од напредни хемиски ракети до далекусежни случувања како антиматерија и нуклеарни машини. Но, областа на истражување на Вајт е најфутуристичка од сите: се однесува на моторот за вселен искривување.

вака обично е прикажан меурот Алкубиер

Според планот, таквиот мотор ќе овозможи движење во просторот со брзина поголема од брзината на светлината. Општо е прифатено дека тоа е невозможно, бидејќи станува збор за јасно кршење на теоријата на релативноста на Ајнштајн. Но, Вајт го тврди спротивното. Како потврда на неговите зборови, тој апелира до таканаречените меурчиња на Алкубиер (равенки кои произлегуваат од теоријата на Ајнштајн, според кои едно тело во вселената е во состојба да достигне суперлуминална брзина, за разлика од тело во нормални услови). Во својата презентација тој раскажа како неодамна успеал да постигне теоретски резултати кои директно водат кон создавање на вистински мотор на вселенска деформација.

Јасно е дека сето ова звучи апсолутно фантастично: ваквите случувања се вистинска револуција што ќе ги одврзе рацете на сите астрофизичари во светот. Наместо да поминат 75 илјади години патување до Алфа Кентаури, најблискиот starвезден систем до нашиот starвезден систем, астронаутите на брод со таков мотор ќе можат да го направат ова патување за неколку недели.

Во светло на исклучувањето на програмата за лансирање на шатлот и зголемената улога на приватните летови кон ниско-орбитата, НАСА вели дека се преориентира кон далекусежни, далеку поамбициозни планови кои одат далеку од патувањето до Месечината. Овие цели можат да се постигнат само преку развој на нови моторни системи - колку побрзо, толку подобро. Неколку дена по конференцијата, шефот на НАСА, Чарлс Болден, ги повтори зборовите на Вајт: „Ние сакаме да патуваме побрзо од брзината на светлината и без да застанеме на Марс“.

КАДЕ ЗНАЕМЕ за овој мотор?

Првата популарна употреба на изразот „мотор на вселенско искривување“ датира од 1966 година, кога enен Роденбери го објави Starвездениот патека. Во следните 30 години, овој мотор постоеше само како дел од оваа фантастична серија. Физичар по име Мигел Алкубиер гледал една од епизодите од оваа серија токму во моментот кога работел на својот докторат од областа на општата релативност и се прашувал дали е можно да се создаде мотор за вселенска деформација во реалноста. Во 1994 година, тој објави труд во кој ја оцртува оваа позиција.

Алкубиер воведе меур во вселената. Во предниот дел на меурот, временскиот простор се собира, а во задниот дел се шири (како што беше случајот со Биг Бенг, според физичарите). Деформацијата ќе предизвика бродот непречено да се лизне низ вселената, како да сурфа на бран, и покрај околниот шум. Во принцип, деформиран меур може да се движи колку што е можно побрзо; ограничувањата на брзината на светлината, според теоријата на Ајнштајн, се применуваат само во контекст на простор-времето, но не и во такви изобличувања на просторот-времето. Во рамките на меурот, претпоставил Алкубиер, просторот-време нема да се промени и нема да им се нанесе штета на патниците во вселената.

Равенките на Ајнштајн во општата релативност тешко се решаваат во една насока, сфаќајќи како материјата го витка просторот, но може да се направи. Користејќи ги, Алкубиер утврди дека распределбата на материјата е неопходен услов за создавање на деформиран меур. Единствениот проблем е што решенијата доведоа до недефинирана форма на материја наречена негативна енергија.

Во едноставни термини, гравитацијата е сила на привлекување помеѓу два објекта. Секој предмет, без оглед на нејзината големина, врши одредена сила на привлекување врз околната материја. Според Ајнштајн, оваа сила е искривување на просторот-времето. Негативната енергија, сепак, е гравитационо негативна, односно одбивна. Наместо да ги поврзува времето и просторот, негативната енергија ги одбива и одделува. Грубо кажано, за да функционира таков модел, на Алкубиера му е потребна негативна енергија за да го прошири вселенското време зад бродот.

И покрај фактот дека никој никогаш не ја мерел особено негативната енергија, според квантната механика, таа постои, а научниците научиле да ја создаваат во лабораторија. Еден од начините да се пресоздаде е преку ефектот Казимир: две паралелни спроводливи плочи, лоцирани блиску една до друга, создаваат одредена количина негативна енергија. Слабата точка на моделот Алкубиер е дека за негово спроведување е потребна огромна количина негативна енергија, неколку редови поголема отколку што може да се произведе според научниците.

Вајт вели дека сфатил како да работи околу ова ограничување. Во компјутерски симулатор, Вајт ја смени геометријата на полето на напрегање, така што, во теорија, тој може да произведе деформиран меур користејќи милиони пати помалку негативна енергија од проценката на Алкубиера, а можеби и недоволно за леталото да носи средства за своето производство . „Откритијата“, вели Вајт, „го менуваат методот на Алкубиер од непрактичен во веродостоен“.

ИЗВЕШТАЈ ОД БЕЛА лабораторија

Вселенскиот центар Johnонсон се наоѓа веднаш до лагуните на Хјустон, од каде патеката се отвора кон заливот Галвестон. Центарот е малку како приградски колеџ кампус, има за цел само обука на астронаути. На денот на мојата посета, Вајт ме среќава во зградата 15, повеќекатни лавиринт од ходници, канцеларии и лаборатории кои го тестираат моторот. Вајт носи поло маица со логото „Иглворкс“ (како што тој ги нарекува своите експерименти за градење на моторот), што везе орел што се вивнува над футуристички вселенски брод.

Вајт ја започна својата кариера како инженер - спроведувајќи истражувања како дел од роботски тим. Со текот на времето, тој ја презеде командата со целото крило на роботите на ISS, додека го заврши својот докторат по физика во плазмата. Само во 2009 година тој ги смени своите интереси кон проучување на движењето, и оваа тема го зафати толку многу што стана главната причина зошто тој отиде да работи за НАСА.

„Тој е прилично необична личност“, вели неговиот шеф Johnон Еплвајт, раководител на одделот за погонски системи. - Тој е дефинитивно голем сонувач, но истовремено и талентиран инженер. Тој знае како своите фантазии да ги претвори во вистински инженерски производ “. Во исто време кога тој се приклучи на НАСА, Вајт побара дозвола да отвори своја лабораторија посветена на напредни погонски системи. Тој самиот излезе со името Eagleworks и дури побара од НАСА да создаде лого за неговата специјализација. Потоа започна оваа работа.

Вајт ме води до неговата канцеларија, која ја споделува со еден колега што бара вода на Месечината, а потоа ме води до Орелката. На патот, тој ми раскажува за неговото барање да се отвори лабораторија и го нарекува „долг и макотрпен процес на наоѓање напредно движење за да му помогне на човекот да истражува простор“.

Вајт ми го покажува објектот и ми ја покажува неговата централна функција - нешто што тој го нарекува „квантен вакуум плазма тристер“ (QVPT). Овој уред изгледа како огромна црвена кадифена крофна со жици цврсто плетенки на јадрото. Ова е една од двете иницијативи на „Eagleworks“ (другата е моторот за искривување). Тоа е исто така таен развој. Кога ќе прашам што е тоа, Вајт одговара дека може да каже само дека оваа технологија е дури и постудена од моторот за искривување). Според извештајот на НАСА од Вајт во 2011 година, леталото користи квантни флуктуации во празниот простор како извор на гориво, што значи дека вселенското летало напојувано со QVPT не бара гориво.

Моторот користи квантни флуктуации во празниот простор како извор на гориво,
што значи вселенски брод,
придвижуван од QVPT, не бара гориво.

Кога уредот работи, системот на Вајт изгледа филмски совршено: ласерот е црвен и двата зрака се прекрстуваат како сабји. Во внатрешноста на прстенот има четири керамички кондензатори направени од бариум титанат, кои Вајт ги полни до 23.000 волти. Вајт ги помина последните две и пол години во развој на експеримент и тој вели дека кондензаторите покажуваат огромна потенцијална енергија. Меѓутоа, кога ќе прашам како да се создаде негативна енергија потребна за искривено вселенско време, тој бега од одговор. Тој објаснува дека потпишал договор за неоткривање информации и затоа не може да открива детали. Прашувам со кого склучил овие договори. Тој вели: „Со луѓето. Тие доаѓаат и сакаат да разговараат. Не можам да ви кажам повеќе детали “.

Противници на идејата за моторот

Досега, теоријата на искривено патување е прилично интуитивна - искривува време и простор за да се создаде подвижен меур - и има неколку значајни недостатоци. Дури и ако Вајт значително ја намали количината на негативна енергија што ја бара Алкубиер, тоа сепак ќе бара повеќе отколку што можат да произведат научниците, вели Лоренс Форд, теоретски физичар од Универзитетот Тафтс, кој има напишано бројни статии за негативната енергија во последните 30 години. Форд и други физичари тврдат дека постојат фундаментални физички ограничувања, и тоа не толку инженерски несовршености, колку што е фактот дека такво количество негативна енергија не може да постои на едно место подолго време.

Друг предизвик: да се создаде топка за деформација што патува побрзо од светлината, научниците ќе треба да генерираат негативна енергија наоколу вселенски броди вклучително и над неа. Вајт не смета дека ова е проблем; тој одговара нејасно дека моторот веројатно ќе работи благодарение на постојниот „апарат што ги создава потребните услови“. Сепак, создавањето на овие услови пред бродот би значело обезбедување постојано снабдување со негативна енергија што се движи побрзо од брзината на светлината, што повторно е во спротивност со општата релативност.

Конечно, моторот со вселен искривување покренува идејно прашање. Во општата релативност, патувањето со суперлуминална брзина е еквивалентно на патувањето низ времето. Ако таков мотор е вистински, Вајт создава временска машина.

Овие пречки предизвикуваат сериозни сомнежи. „Не мислам дека физиката што ја знаеме и законите што ги знаеме би му дозволиле да стигне било каде со неговите експерименти“, вели Кен Олум, физичар од Универзитетот Тафтс, кој исто така учествуваше во дебатата за егзотично движење на Средбата на 100-годишнината на arsвездата. " Ноа Греам, физичар од колеџот Мидлбери, кој прочита два труда на Вајт на мое барање, ми напиша е-пошта: „Не гледам вредни научни докази освен упатувања на неговите претходни дела“.

Алкубиер, сега физичар на Националниот автономен универзитет во Мексико, самиот изрази сомнеж. „Дури и ако сум на вселенски брод и имам на располагање негативна енергија, никогаш нема да ја ставам таму каде што ми треба“, ми рече тој по телефон од неговиот дом во Мексико Сити. - Не, идејата е магична, ми се допаѓа, сама ја напишав. Но, има неколку сериозни недостатоци во тоа, што ги гледам сега, со текот на годините, и не знам ниту еден начин да ги поправам “.

ИДНИНАТА НА Суперперпид

Лево од главните порти на научниот центар Johnонсон лежи ракета Сатурн-Б на нејзината страна, нејзините етапи одделени за да ја покажат својата внатрешна содржина. Гигантски е - еден од многуте мотори е со големина на мал автомобил, а самата ракета е за неколку метри подолга од фудбалското игралиште. Ова, се разбира, е доста елоквентен доказ за особеностите на вселенската навигација. Плус, таа има 40 години, а времето што го замислува - кога НАСА беше дел од огромниот национален план за испраќање човек од Месечината - веќе помина. Денес АД е само место кое некогаш беше одлично, но оттогаш ја напушти космичката авангарда.

Пробив во движењето може да значи нова ера за АД и НАСА, и до одреден степен, дел од таа ера започнува сега. Сондата Зора, лансирана во 2007 година, го проучува астероидниот прстен со употреба на јонски мотори. Во 2010 година, Јапонците го пуштија во употреба Икарус, првото меѓупланетарно starsвездено бродско напојување со сончево плови, друга форма на експериментален погон. И во 2016 година, научниците планираат да го тестираат ВАСМИР, систем кој работи на плазма, направен специјално за висок погон на ISS. Но, кога овие системи евентуално доставуваат астронаути на Марс, тие сè уште нема да можат да ги придвижат надвор од Сончевиот систем. За да се постигне ова, рече Вајт, НАСА ќе треба да се обрати на поризични проекти.

Warp Engine е несомнено најоддалечениот проект за движење на НАСА. Научната заедница вели дека Вајт не може да го создаде. Експертите велат дека работи спротивно на законите на природата и физиката. И покрај ова, НАСА стои зад проектот. „Не се субвенционира на високо ниво на влада како што треба“, вели „Еплвајт“. - Мислам дека раководството има некаков посебен интерес да ја продолжи неговата работа; ова е еден од оние теоретски концепти, доколку е успешна, играта се менува целосно “.

Во јануари, Вајт го собра својот интерферометар на напрегање и се префрли на следната цел. Иглверкс го надрасна својот дом. Новата лабораторија е поголема и, воодушевено изјавува, е „сеизмички изолирана“, што значи дека е имуна на вибрации. Но, можеби најдоброто нешто во врска со новата лабораторија (и најимпресивно) е тоа што НАСА ги создаде за Вајт истите услови што ги имаа Нил Армстронг и Баз Олдрин на Месечината. Па, да видиме.

Но, се покажа дека е можно; сега тие веруваат дека никогаш нема да можеме да патуваме побрзо од светлината ... ". Но, всушност, не е точно дека некој некогаш верувал дека е невозможно да се патува побрзо од звукот. Долго пред да се појави суперсоничен авион, тоа веќе беше познато, дека куршумите летаат побрзо од звукот. воденисуперсоничен лет, и тоа беше грешката. Движењето СС е сосема друга работа. Уште од самиот почеток беше јасно дека суперсоничниот лет беше отежнат од технички проблеми кои едноставно требаше да се решат. Но, целосно е нејасно дали некогаш може да се решат проблемите што го попречуваат движењето на СС. Теоријата на релативноста има многу да каже за ова. Ако е можно патување преку СС, па дури и пренос на сигнал, каузалноста ќе биде нарушена и од ова ќе следат сосема неверојатни заклучоци.

Прво ќе разговараме за едноставни случаи на движење на СТС. Ги споменуваме не затоа што се интересни, туку затоа што тие се појавуваат повторно и повторно во дискусиите за движењето СС и затоа треба да се решат. Потоа ќе разговараме за она што сметаме дека се тешки случаи на движење или комуникација на СТС и ќе разгледаме некои од аргументите против нив. Конечно, разгледуваме некои посериозни шпекулации за вистинското движење СТС.

Едноставно движење на СС

1. Феноменот на зрачење на Черенков

Еден начин да патувате побрзо од светлината е прво да ја забавите самата светлина! :-) Во вакуум, светлината лета со брзина в, и оваа вредност е светска константа (видете го прашањето Дали брзината на светлината е постојана), а во погуст медиум како вода или стакло се забавува до брзината c / nкаде не индекс на рефракција на медиумот (1.0003 за воздух; 1.4 за вода). Затоа, честичките можат да се движат во вода или воздух побрзо отколку што светлината се движи таму. Како резултат, се појавува зрачење Вавилов-Черенков (види прашање).

Но, кога зборуваме за движењето SS, ние, се разбира, го мислиме вишокот над брзината на светлината во вакуум в(299 792 458 m / s). Затоа, феноменот на Черенков не може да се смета за пример на движењето СС.

2. Од трета страна

Ако ракетата НОлета далеку од мене со брзина 0,6cна запад и на другиот Б.- од мене со брзина 0,6cисток, тогаш вкупното растојание помеѓу НОи Б.во мојата референтна рамка се зголемува со стапка 1,2в... Така, очигледна релативна брзина поголема од c може да се забележи „од третата страна“.

Сепак, оваа брзина не е она што обично го подразбираме под релативна брзина. Вистинска брзина на ракетата НОво врска со ракетата Б.е стапка на раст на растојанието помеѓу ракетите, што го набудува набverудувач во ракетата Б.... Мора да се додадат две брзини според релативистичката формула за собирање на брзини (видете го прашањето Како да додадете брзини во парцијалната релативност). Во овој случај, релативната брзина е приближно 0,88ц, односно не е суперлуминална.

3. Сенки и зајачици

Размислете колку брзо може да се движи сенката? Ако создадете сенка на далечен wallид од прстот од блиската ламба, а потоа преместете го прстот, тогаш сенката се движи многу побрзо од прстот. Ако прстот се движи паралелно со wallидот, тогаш брзината на сенката ќе биде внатре Д / Дпати поголема од брзината на прстот, каде г.е растојанието од прстот до ламбата и Д.- растојанието од ламбата до theидот. И уште поголема брзина може да се претвори ако wallидот се наоѓа под агол. Ако theидот е многу далеку, тогаш движењето на сенката ќе заостане зад движењето на прстот, бидејќи светлината сепак ќе треба да помине од прстот до theидот, но сепак брзината на движењето на сенката ќе биде колку пати повисоки. Тоа е, брзината на сенката не е ограничена со брзината на светлината.

Покрај сенките, зајачињата можат да се движат и побрзо од светлината, на пример, дамка од ласерски зрак насочена кон Месечината. Знаејќи дека растојанието до Месечината е 385.000 км, обидете се да ја пресметате брзината на светлината со поместување на ласерот малку. Можете исто така да помислите на морски бран што косо го погодува брегот. Колку брзо може да се движи точката во која бранот се распаѓа?

Слични работи можат да се случат и во природата. На пример, светлосен зрак од пулсар може да зафати облак од прашина. Светлиот блиц создава експанзивна обвивка на светлина или друго зрачење. Кога ја преминува површината, се создава прстен на светлината што расте побрзо од брзината на светлината. Во природата, ова се случува кога електромагнетски пулс од молња достигнува до горната атмосфера.

Сите овие беа примери на работи што се движат побрзо од светлината, но кои не беа физички тела. Со помош на сенка или зајаче, не можете да пренесувате SS порака, па затоа комуникацијата побрзо од светлината не работи. И повторно, очигледно, ова не е она што сакаме да го разбереме со движење СТ, иако станува јасно колку е тешко да се утврди што точно ни треба (видете го прашањето Ножици за суперлуминална).

4. Цврсти материи

Ако земете долг, тврд стап и притиснете на едниот крај од него, дали другиот крај се движи веднаш или не? Дали е можно да се изврши СС пренесување на пораката на овој начин?

Да тоа беше биможе да се направи ако постоеле такви крути тела. Во реалноста, ударот на ударот до крајот на стапот се шири по него со брзина на звукот во дадена материја, а брзината на звукот зависи од еластичноста и густината на материјалот. Релативноста наметнува апсолутна граница на можната цврстина на кое било тело, така што брзината на звукот во нив не може да надмине в.

Истата работа се случува ако седите на полето на привлечност, а прво држете ја жицата или столбот вертикално до горниот крај, а потоа ослободете ја. Точката што ќе ја пуштите ќе започне да се движи веднаш, а долниот крај не може да почне да паѓа сè додека ефектот на ослободување не ја достигне со брзина на звукот.

Тешко е да се формулира општа теорија на еластични материјали во рамките на релативноста, но главната идеја може да се прикаже со примерот на tonутновата механика. Равенката на надолжно движење на идеално еластично тело може да се добие од законот на Хук. Во променливите, масите по единица должина стри модулот на еластичност на Јанг Y, надолжно поместување Xја задоволува равенката на бран.

Растворот на авионскиот бран се движи со брзина на звукот с, и с 2 = Y / стр... Оваа равенка не подразбира можност за побрзо ширење на каузалното влијание. с... Така, релативноста наметнува теоретска граница на големината на еластичноста: Y < компјутер 2... Практично нема материјали што дури и се приближуваат до него. Патем, дури и ако брзината на звукот во материјалот е близу в, материјата сама по себе воопшто не е обврзана да се движи со релативистичка брзина. Но, од каде знаеме дека, во принцип, не може да има супстанција што ќе ја надмине оваа граница? Одговорот е дека сите супстанции се составени од честички, меѓусебната интеракција се покорува на стандардниот модел на елементарни честички и во овој модел ниту една интеракција не може да се шири побрзо од светлината (види подолу за теоријата на квантното поле).

5. Фаза на брзина

Погледнете ја оваа равенка на бран:

Тој има решенија за формата:

Овие решенија се синусни бранови што се движат со брзина

Но, ова е побрзо од светлината, така што во нашите раце ја имаме равенката на полето тахион? Не, ова е само вообичаена релативистичка равенка за масивна скаларна честичка!

Парадоксот ќе се реши ако ја разберете разликата помеѓу оваа брзина, исто така наречена фазна брзина v phод друга брзина наречена група v гршто е датирано со формулата,

Ако растворот на бран има ширење на фреквенција, тогаш тој ќе добие форма на пакет бран што се движи со групна брзина што не надминува в... Само гребените бранови се движат со фазна брзина. Може да се пренесат информации со помош на таков бран само со групна брзина, така што фазната брзина ни дава уште еден пример за суперлуминална брзина, која не може да носи информации.

7. Релативистичка ракета

Диспечер на Земјата гледа како леталото лета со брзина од 0,8 в... Според теоријата на релативност, дури и откако ќе се земе предвид Доплеровата смена на сигналите од бродот, тој ќе види дека времето на бродот е забавено и часовникот оди побавно за тоа со фактор 0,6. Ако го пресмета количникот за делење на растојанието што го поминал бродот со изминатото време измерено со часовникот на бродот, тогаш тој ќе добие 4/3 в... Ова значи дека патниците во леталото патуваат низ меѓуelвезден простор со ефективна брзина поголема од брзината на светлината што би ја примиле доколку се измери. Од гледна точка на патниците на бродот, меѓуerstвездените растојанија се подложени на лоренциска контракција со истиот фактор 0,6, и затоа тие исто така мора да признаат дека ги покриваат познатите меѓуelвездени растојанија со брзина од 4/3 в.

Ова е вистински феномен и, во принцип, може да се користи од вселенски патници за да се надминат огромните растојанија за време на нивниот живот. Ако забрзаат со постојано забрзување еднакво на забрзувањето на гравитацијата на Земјата, тогаш тие не само што ќе имаат идеална вештачка гравитација на нивниот брод, туку сепак ќе имаат време да ја преминат Галаксијата за само 12 од нивните години! (видете го прашањето Кои се равенките на релативистичката ракета?)

Сепак, ова не е ниту вистинско движење на СС. Ефективната брзина се пресметува од далечина во една референтна рамка и времето во друга. Ова не е вистинска брзина. Само патниците на бродот имаат корист од оваа брзина. Диспечерот, на пример, нема да има време да види во неговиот живот како летаат на огромна далечина.

Тешки случаи на движење на СС

9. Парадоксот на Ајнштајн, Подолски, Росен (ЕПР)

10. Виртуелни фотони

11. Квантно тунелирање

Вистински кандидати за патници во СС

Овој дел дава шпекулативни, но сериозни претпоставки за можноста за патување во FTL. Овие нема да бидат работите што обично се објавуваат во Најчесто поставувани прашања, бидејќи тие покренуваат повеќе прашања отколку што одговараат. Тие се презентирани овде главно за да покажат дека се спроведуваат сериозни истражувања во оваа насока. Даден е само краток вовед во секоја насока. Подетални информации може да се најдат на Интернет.

19. Тахиони

Тахионите се хипотетички честички кои локално патуваат побрзо од светлината. За да го направат ова, тие мора да имаат замислена маса, но нивната енергија и моментум мора да бидат позитивни. Понекогаш се смета дека ваквите СС честички треба да биде невозможно да се детектираат, но всушност, нема причина да се мисли така. Сенките и зајачиците ни кажуваат дека скришум сè уште не следи од движењето СС.

Тахиони никогаш не биле забележани и повеќето физичари се сомневаат во нивното постоење. Некако беше наведено дека биле спроведени експерименти за мерење на масата на неутрини емитирани при распаѓање на Тритиум и дека овие неутрини биле тахионски. Ова е многу сомнително, но сепак не е исклучено. Постојат проблеми во теориите на тахион, бидејќи од гледна точка на можни повреди на каузалноста, тие го дестабилизираат вакуумот. Можеби е можно да се заобиколат овие проблеми, но тогаш ќе биде невозможно да се користат тахиони во пораката SS што ни треба.

Вистината е дека повеќето физичари сметаат дека тахионите се знак на грешка во нивните теории во областа, а интересот за нив од страна на широките маси се разгорува главно од научна фантастика (види ја статијата на Тачион).

20. Црви од црви

Најпознатата претпоставена можност за патување во СС е употребата на црви од дупки. Црвите дупки се тунели во простор-време што поврзуваат едно место во универзумот со друго. На нив можете да се движите помеѓу овие точки побрзо отколку светлината да го стори својот вообичаен начин. Црвите дупки се феномен на класична општа релативност, но за да ги создадете, треба да ја промените топологијата на простор-времето. Можноста за ова може да се вклучи во теоријата на квантната гравитација.

Потребни се огромни количини на негативна енергија и да се одржат отворите на црвите. Погрешнои Трнсугерираше дека големиот ефект Казимир може да се искористи за да се генерира негативна енергија и, додека Висерпредложи решение со употреба на вселенски жици. Сите овие идеи се многу шпекулативни и може да бидат едноставно нереални. Невообичаена супстанција со негативна енергија може да не постои во форма неопходна за феноменот.

Торн откри дека ако можат да се создадат дупки од црв, тие можат да се користат за да се создадат затворени временски јамки што овозможуваат патување низ времето. Исто така, беше предложено дека мултиваријантната интерпретација на квантната механика сугерира дека патувањето низ времето нема да предизвика никакви парадокси и дека настаните едноставно ќе се развиваат поинаку кога ќе влезете во минатото. Хокинг вели дека дупките од црви едноставно се нестабилни и затоа не се практични. Но, самата тема останува плодна област за мисловни експерименти, овозможувајќи ви да откриете што е можно, а што не е можно и врз основа на познатите и претпоставените закони на физиката.
реф:
W. G. Morris and K. S. Thorne, Американски весник за физика 56 , 395-412 (1988)
W. G. Morris, K. S. Thorne и U. Yurtsever, Phys. Рев. Писма 61 , 1446-9 (1988)
Мет Висер, физички преглед Д39, 3182-4 (1989)
видете исто така „Црни дупки и временски искривувања“ Кип Торн, Нортон и ко. (1994)
За објаснување на мултиверзата, видете „Ткаенината на реалноста“ Дејвид Дојч, Прес пингвин.

21. Мотори-деформатори

[Немам идеја како да го преведам ова! Оригинален погон на искривување. - приближно преведувач;
преведено по аналогија со статијата за Мембрана]

Деформаторот може да биде механизам за извртување на временското време, така што објектот може да патува побрзо од светлината. Мигел Алкабиерстана познат по развојот на геометријата што опишува таков деформатор. Изобличувањето на временското време овозможува објектот да патува побрзо од светлината, додека останува на кривата слична на време. Препреките се исти како и при креирање на дупки од црви. За да создадете деформатор, потребна ви е супстанција со негативна густина на енергија и. Дури и ако таквата супстанција е можна, сè уште е нејасно како може да се добие и како да се направи деформаторот да работи со него.
рефМ.Алкубијер, класична и квантна гравитација, 11 , L73-L77, (1994)

Заклучок

Прво, се покажа дека е тешко да се дефинира што значи патувањето на SS и пораката SS. Многу работи, како што се сенките, извршуваат STS поделба, но на таков начин што не може да се користи, на пример, за пренос на информации. Сепак, постојат и сериозни можности за вистинско движење на СС, кои се предложени во научната литература, но нивната имплементација сè уште не е можна технички. Принципот на несигурност во Хајзенберг го оневозможува користењето на очигледното движење на STS во квантната механика. Во принцип на релативност, постојат потенцијални средства за движење на СПС, но тие можеби не се можни за употреба. Се чини дека е крајно малку веројатно дека во догледна иднина, или воопшто, технологијата ќе може да создава вселенски бродови со СС-мотори, но curубопитно е што теоретската физика, како што сега ја знаеме, трајно не ја затвора вратата за СС движење Движењето СС во стилот на романи од научна фантастика очигледно е целосно невозможно. За физичарите, интересно е прашањето: „зошто е, всушност, невозможно и што може да се научи од ова?“

Авторско право на сликатаТинксток

Тековниот рекорд на брзина во вселената се одржува веќе 46 години. Дописникот се прашуваше кога ќе биде претепан.

Ние луѓето сме опседнати со брзината. Значи, само во последните неколку месеци стана познато дека студентите во Германија поставија рекорд на брзина за електричен автомобил, а американското воено воздухопловство планира да ги подобри хиперсоничните авиони така што ќе развијат брзина пет пати поголема од брзината на звукот, т.е. над 6100 км / ч.

Овие авиони нема да имаат екипаж, но не затоа што луѓето не можат да се движат со толку голема брзина. Всушност, луѓето веќе се движеле со брзина што е неколку пати поголема од брзината на звукот.

Сепак, има ли граница над која нашите тела што брзаат повеќе нема да можат да го издржат преоптоварувањето?

Тековниот рекорд на брзина подеднакво го делат тројцата астронаути „Аполо 10“ - Том Стафорд, Johnон Јанг и Јуџин Чернан.

Во 1969 година, кога астронаутите летаа околу Месечината и се вратија назад, капсулата во која се наоѓаа, развија брзина што на Земјата ќе биде еднаква на 39,897 км / ч.

„Мислам дека пред сто години, тешко дека можевме да замислиме дека некое лице ќе може да се движи во вселената со брзина од скоро 40 илјади километри на час“, вели Jimим Бреј од воздушниот концерн „Локид Мартин“.

Бреј е директор на проектот на модулот со екипаж за надежното вселенско летало Орион, што го развива американската вселенска агенција НАСА.

Како што е замислено од развивачите, вселенското летало Орион - повеќенаменско и делумно повеќекратно - треба да лансира астронаути во ниската орбита на Земјата. Многу добро може да биде дека со негова помош ќе биде можно да се собори рекордот на брзина поставен за лице пред 46 години.

Новата супер-тешка ракета, дел од системот „Вселенски лансирање“, треба да го изврши својот прв лет со екипаж во 2021 година. Ова ќе биде прелет на астероид во обиколна орбита.

Просечна личност може да издржи G-сила од околу пет G пред да се онесвести.

Потоа треба да следат повеќемесечни експедиции на Марс. Сега, според дизајнерите, вообичаената максимална брзина на Орион треба да биде околу 32 илјади км / ч. Сепак, брзината што ја разви Аполо 10 може да се надмине дури и ако се зачува основната конфигурација на Орион.

„Орион е дизајниран да лета кон различни цели во текот на целиот свој живот“, вели Бреј. „Може да биде со брзина значително поголема од онаа што ја планираме во моментов“.

Но, дури и Орион нема да претставува врв на човечкиот потенцијал за брзина. „Во суштина, не постои друго ограничување на брзината што можеме да ја патуваме освен брзината на светлината“, вели Бреј.

Брзината на светлината е една милијарда км / ч. Дали има надеж дека ќе можеме да го надминеме јазот помеѓу 40 илјади км / ч и овие вредности?

Изненадувачки, брзината, како векторска количина што ја означува брзината на движење и насоката на движење, не претставува 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. брзината на светлината.

Авторско право на сликатаНАСАНаслов на слика Како ќе се чувствува некое лице во брод што лета со брзина близу до светлината?

Но, дури и ако претпоставиме дека ги надминуваме значајните технолошки пречки поврзани со создавањето на вселенски бродови со голема брзина, нашите кревки, претежно водени тела ќе се соочат со нови опасности поврзани со ефектите на големата брзина.

Може да има, и засега само имагинарни опасности, ако луѓето можат да патуваат побрзо од брзината на светлината преку употреба на дупки во модерната физика или преку откритија што го кршат калапот.

Како да се издржи преоптоварувањето

Меѓутоа, ако имаме намера да се движиме со брзина над 40 илјади км / ч, ќе мора да ја достигнеме, а потоа да забавиме, полека и да го задржиме трпението.

Брзото забрзување и подеднакво брзото забавување се исполнети со смртна опасност за човечкото тело. За тоа сведочи сериозноста на телесните повреди како резултат на сообраќајни несреќи, во кои брзината паѓа од неколку десетици километри на час на нула.

Која е причината за ова? Во тоа својство на Универзумот, што се нарекува инерција или способност на физичкото тело со маса да се спротивстави на промена на неговата состојба на мирување или движење во отсуство или компензација на надворешни влијанија.

Оваа идеја е формулирана во првиот закон на tonутн, кој вели: „Секое тело продолжува да се држи во состојба на мирување или униформа и праволиниско движење, сè додека и колку што е принудено од применетите сили да ја сменат оваа состојба“.

Ние, луѓето, можеме да издржиме огромни преоптоварувања без сериозни повреди, сепак, само за неколку моменти.

„Одмарањето и движењето со постојана брзина е нормално за човечкото тело“, објаснува Бреј. „Попрво треба да сме загрижени за состојбата на лицето во моментот на забрзување“.

Пред околу еден век, развојот на солиден авион што можеше да маневрира со брзина ги натера пилотите да зборуваат за чудни симптоми предизвикани од промените во брзината и насоката. Овие симптоми вклучуваат привремено губење на видот и чувство на тежина или бестежинска состојба.

Ова се должи на G-силите, кои се односот на линеарно забрзување кон забрзувањето на гравитацијата на површината на Земјата поради привлечност или гравитација. Овие единици претставуваат ефект на гравитационо забрзување врз маса, на пример, на човечко тело.

Преоптоварување од 1 G е еднакво на тежината на телото кое е во полето на гравитацијата на Земјата и се привлекува кон центарот на планетата со брзина од 9,8 m / s (на ниво на море).

Преоптовареноста што една личност ја доживува вертикално од глава до пети или обратно е навистина лоша вест за пилотите и патниците.

Со негативни преоптоварувања, т.е. забавување, крвта брза од прстите на главата, се чувствува чувство на презаситеност, како кај држач за раце.

Авторско право на сликатаСПЛНаслов на слика Со цел да се разбере колку G можат да издржат астронаутите, тие се обучени во центрифуга.

„Црвениот превез“ (чувството што го доживува човекот кога крвта налета на главата) се јавува кога про theирните долни очни капаци, отечени со крв, се креваат и ги затвораат зениците на очите.

Спротивно на тоа, со забрзување или позитивни преоптоварувања, крвта тече од главата до нозете, очите и мозокот почнуваат да доживуваат недостаток на кислород, бидејќи крвта се акумулира во долните екстремитети.

Отпрвин, видот е заматен, т.е. има губење на видот во боја и се превртува над она што се нарекува „сив превез“, потоа се јавува целосно губење на видот или „црн превез“, но лицето останува во свест.

Прекумерните преоптоварувања доведуваат до целосно губење на свеста. Оваа состојба се нарекува синкопа предизвикана од преоптоварување. Многу пилоти загинаа поради фактот што на нивните очи им падна „црн превез“ - и тие се срушија.

Просечна личност може да издржи преоптоварување од околу пет G пред да се онесвести.

Пилотите, облечени во специјални анти-Г комбинезони и обучени на посебен начин да ги напрегаат и опуштаат мускулите на трупот, така што крвта не се испушта од главата, се во состојба да управуваат со авионот кон Г-силите со околу девет Г.

По постигнувањето стабилна брзина на крстарење од 26.000 км / ч во орбитата, астронаутите не чувствуваат поголема брзина од патниците на комерцијалните летови.

„За кратки временски периоди, човечкото тело може да толерира многу поголеми Г-сили од девет Г“, вели ffеф Свентек, извршен директор на Здружението за воздушна медицина со седиште во Александрија, В.А., малкумина “.

Ние, луѓето, можеме да издржиме огромни преоптоварувања без сериозни повреди, сепак, само за неколку моменти.

Рекордот на краткорочна издржливост го постави капетанот на воздухопловните сили Ели Беадинг јуниор во базата Холоман во Ново Мексико. Во 1958 година, при сопирање на специјална санка со ракетен мотор, откако забрза до 55 км на час за 0,1 секунда, тој доживеа преоптоварување од 82,3 Г.

Овој резултат го забележал акцелерометар прикачен на неговите гради. На „Бидинг“ падна и „црниот превез“, но тој успеа да избега само со модринки за време на оваа извонредна демонстрација на издржливоста на човечкото тело. Точно, по пристигнувањето, тој помина три дена во болницата.

Сега во вселената

Астронаутите, во зависност од возилото, исто така доживеале прилично високи G-сили - од три до пет G - за време на полетувањето и при враќањето во густите слоеви на атмосферата, соодветно.

Овие g-сили релативно лесно се толерираат, благодарение на паметната идеја да ги врзат патниците од вселената на своите места додека лежат, свртени во правец на летот.

По постигнувањето стабилна брзина на крстарење од 26.000 км / ч во орбитата, астронаутите не чувствуваат поголема брзина од патниците на комерцијалните летови.

Ако преоптоварувањата не претставуваат проблем за долгорочните експедиции на вселенското летало Орион, тогаш со мали вселенски камења - микрометеорити - сè е посложено.

Авторско право на сликатаНАСАНаслов на слика На Орион ќе му треба некаков вселенски оклоп за одбрана од микрометеорити.

Овие честички, со големина на зрно ориз, можат да достигнат импресивна, но деструктивна брзина до 300.000 км / ч. За да се обезбеди интегритетот на леталото и безбедноста на неговиот екипаж, Орион е опремен со надворешен заштитен слој, чија дебелина варира од 18 до 30 см.

Покрај тоа, се обезбедуваат дополнителни штитови за заштита, како и генијално поставување на опрема во внатрешноста на бродот.

„За да не ги изгубиме системите за летање од витално значење за целото летало, мора точно да ги пресметаме аглите на приближување на микрометеоритите“, вели "им Бреј.

Бидете сигурни дека микрометеоритите не се единствената пречка за вселенските експедиции, при што големите брзини на летање на луѓето во безвоздушен простор ќе играат сè поважна улога.

За време на експедицијата до Марс, ќе биде потребно да се решат други практични задачи, на пример, да се снабди екипажот со храна и да се спротивстави на зголемениот ризик од рак како резултат на влијанието на човечкото тело на вселенското зрачење.

Намалувањето на времето на патување ќе ја намали сериозноста на ваквите проблеми, така што брзината на патувањето ќе стане сè попосакувана.

Вселенски патувања од следната генерација

Оваа потреба за брзина ќе подигне нови пречки на патот на патниците во вселената.

Новото вселенско летало на НАСА, кое се заканува да го собори рекордот на брзина „Аполо 10“, ќе продолжи да се потпира на тестираните временски проверени хемиски ракетни системи користени од првите вселенски летови. Но, овие системи имаат сериозни ограничувања на брзината поради ослободување на мали количини на енергија по единица гориво.

Најпрефериран, иако неостварлив, извор на енергија за брзо летало е антиматеријата, близнак и антипод на обичната материја.

Затоа, со цел значително да се зголеми брзината на летот за луѓето кои одат на Марс и пошироко, потребни се комплетно нови приоди, како што признаваат научниците.

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

Ерик Дејвис, водечки истражувач физичар на Институтот за напредни студии во Остин, Тексас и член на Програмата за нарушувања на движењето во физиката на движење во НАСА, шестгодишен истражувачки проект кој заврши во 2002 година, идентификуваше три од најперспективните конвенционални физики алатки способни да му помогнат на човештвото да достигне брзина разумно доволна за меѓупланетарно патување.

Накратко, зборуваме за феномените на ослободување на енергија при расцепување на материјата, термонуклеарна фузија и уништување на антиматеријата.

Првиот метод вклучува расцеп на атоми и се користи во комерцијални нуклеарни реактори.

Втората, термонуклеарна фузија, е создавање потешки атоми од едноставни атоми - ваквата реакција го активира Сонцето. Тоа е технологија што зачудува, но не е лесна за разбирање; пред неговото стекнување, „останува уште 50 години“ - и тоа секогаш ќе биде, како што вели старото мото на индустријата.

„Овие се многу напредни технологии“, вели Дејвис, „но тие се базираат на традиционална физика и се цврсто воспоставени од зората на атомското време“. Според оптимистичките проценки, погонските системи засновани на концептите на расцеп на атоми и термонуклеарна фузија, во теорија, се способни да забрзаат брод до 10% од брзината на светлината, т.е. до пристојни 100 милиони км / ч.

Авторско право на сликатаВоеното воздухопловство на САДНаслов на слика Летањето со суперсонична брзина веќе не претставува проблем за луѓето. Друга работа е брзината на светлината, или барем близу до неа ...

Најпрефериран, иако недостижен, извор на енергија за брзо летало е антиматеријата, близнак и антипод на обичната материја.

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

Денес постојат технологии што овозможуваат производство и складирање на - досега исклучително мали - количини на антиматерија.

Во исто време, за производство на антиматерија во корисни количини ќе бидат потребни нови специјални капацитети од следната генерација, а инженерството ќе треба да влезе во конкурентна трка за да создаде соодветно летало.

Но, Дејвис вели дека многу одлични идеи веќе се разработуваат на табли за цртање.

Вселенското летало што се движи со енергија на антиматерија ќе може да се забрза за неколку месеци, па дури и години и да достигне позначителни проценти од брзината на светлината.

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

Во исто време, таквите нови фантастични брзини ќе сокријат други опасности за човечкото тело.

Енергетски град

Со брзина од неколку стотици милиони километри на час, секое парче прашина во вселената, од атомизирани атоми на водород до микрометеорити, неизбежно станува куршум со висока енергија и способен да го пробие трупот на бродот низ и низ него.

„Кога се движите со многу голема брзина, тоа значи дека честичките што летаат кон вас се движат со иста брзина“, вели Артур Еделштајн.

Заедно со неговиот покоен татко, Вилијам Еделштајн, професор по радиологија на Медицинскиот факултет на Универзитетот Johnонс Хопкинс, тој работеше на истражувачки труд кој ги разгледуваше ефектите на космичките атоми на водород (врз луѓето и технологијата) за време на брзото патување во вселената.

Водородот ќе почне да се распаѓа на субатомски честички, кои ќе навлезат во внатрешноста на бродот и ќе ги изложат и екипажот и опремата на зрачење.

Моторот на Алкубијер ќе ве носи како сурфер кој се вози на даска за сурфање на сртот на бранот Ерик Дејвис, истражувач физичар

Со брзина еднаква на 95% од брзината на светлината, изложеноста на такво зрачење би значела скоро моментална смрт.

Hipвездениот брод ќе се загрее до температури на топење над кои не може да се спротивстави на можен материјал, а водата содржана во телото на членовите на екипажот веднаш ќе зоврие.

„Сите овие се крајно непријатни проблеми“, забележува Еделштајн со мрачен хумор.

Тој и неговиот татко грубо пресметале дека за да се создаде некаков хипотетички систем за магнетна заштита, способен да ги заштити бродот и луѓето во него од смртоносниот водороден дожд, theвездениот брод може да се движи со брзина не поголема од половина од светлината. Тогаш луѓето на бродот имаат шанса да преживеат.

Марк Милис, физички физичар во превод и поранешен шеф на програмата за напредна физика на НАСА, предупредува дека ова потенцијално ограничување на брзината за патување во вселената останува далечен проблем.

„Врз основа на досега собрано физичко знаење, можеме да кажеме дека ќе биде исклучително тешко да се постигне брзина поголема од 10% од брзината на светлината, - вели Милис. - Сè уште не сме во опасност. Едноставна аналогија: зошто да се грижиме дека можеме да се удавиме ако сè уште не сме влегле во вода “.

Побрзо од светлината?

Ако претпоставиме дека сме научиле да пливаме, така да се каже, дали тогаш ќе можеме да го совладаме лизгањето во просторот - ако понатаму ја развиеме оваа аналогија - и да летаме со суперлуминална брзина?

Хипотезата за вродена способност да се преживее во суперлуминално опкружување, иако е сомнителна, не е лишена од одредени погледи на образовано просветлување во темнината на теренот.

Еден таков интригантен начин на движење се заснова на технологии слични на оние што се користат во „искривениот погон“ или „искриват погонот“ од ТВ серијата „seriesвездени патеки“.

Принципот на работа на оваа електрана, исто така познат како „моторот Алкубиер“ * (именуван по мексиканскиот теоретски физичар Мигел Алкубиер), е тоа што му овозможува на бродот да го компресира нормалното време-простор пред него, опишано од Алберт Ајнштајн, и прошири го зад себе.

Авторско право на сликатаНАСАНаслов на слика Тековниот рекорд на брзина им припаѓа на тројца астронаути „Аполо 10“ - Том Стафорд, Johnон Јанг и Јуџин Сернан.

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

Така, бродот останува неподвижен во нормалното време-простор во овој „меур“, без да претрпи деформации и да избегне кршење на универзалната граница на брзината на светлината.

„Наместо да лебдиме во водената колона на нормалното време-време“, вели Дејвис, „моторот на Алкубијер ќе ве носи како сурфер кој се вози на даска за сурфање долж сртот на бранот“.

Тука има одреден улов. За да се спроведе овој потфат, потребна е егзотична форма на материја со негативна маса со цел да се компресира и прошири просторно-времето.

„Физиката не содржи никакви контраиндикации за негативна маса“, вели Дејвис, „но нема примери за тоа и никогаш не сме ја сретнале во природата“.

Постои уште еден улов. Во трудот објавен во 2012 година, истражувачите од Универзитетот во Сиднеј сугерираат дека „меурот на искривување“ ќе акумулира високоенергетски наелектризирани космички честички бидејќи неизбежно почнува да комуницира со содржината на универзумот.

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

Заглавени на брзина под светло?

Дали сме навистина осудени да заглавиме во фаза на брзина под светло поради нашата деликатна биологија?!

Не станува збор за поставување нов свет (галактички?) Рекорд на брзина за луѓето, туку за можноста човештвото да стане меѓуerstвездено општество.

Со половина од брзината на светлината - и ова е границата што можат да ја издржат нашите тела, според истражувањето на Еделштајн - кружно патување до најблиската starвезда ќе трае повеќе од 16 години.

(Ефектите од проширување на времето, под чие влијание ќе помине помалку време за екипажот на aвезден брод во неговиот координатен систем отколку за луѓето што остануваат на Земјата во нивниот координатен систем, нема да доведат до драматични последици со брзина што е половина од брзината на светлината.)

Марк Милис се надева. Имајќи предвид дека човештвото измислило анти-Г одела и заштита од микрометеорити, овозможувајќи им на луѓето безбедно да патуваат на голема сина далечина и nessвездени црнила на вселената, тој е убеден дека можеме да најдеме начини да преживееме, без оглед на кои ограничувања на брзината ќе достигнеме иднината.

Истите технологии што ќе ни помогнат да постигнеме неверојатни нови брзини на патување, музиките на Милис, ќе ни обезбедат нови, сè уште непознати можности за заштита на екипажите.

Белешки на преведувачот:

*Мигел Алкубиер излезе со идејата за неговиот меур во 1994 година. И во 1995 година, рускиот теоретски физичар Сергеј Красников го предложи концептот на уред за патување во вселената побрзо од брзината на светлината. Идејата беше именувана како „цевки на Красников“.

Ова е вештачка искривување на просторот-времето според принципот на таканаречената црвја дупка. Хипотетички, бродот ќе се движи во права линија од Земјата до дадена starвезда преку закривено вселенско време, минувајќи низ други димензии.

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

20-от век беше обележан со некои од најголемите откритија во физиката и космологијата. Овие откритија биле засновани на теории развиени од галаксија на извонредни физичари. Најпознат од нив е Алберт Ајнштајн, на чија работа во голема мера се базира модерната физика. Од теориите на научникот следува дека брзината на светлината во вакуум е ограничувачка брзина на движење на честичките и интеракцијата. И временските парадокси што произлегуваат од овие теории се целосно неверојатни: за предметите што се движат, времето тече побавно во однос на оние што мируваат, а 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.

Препорачано

Ова ни дава надеж дека со соодветно ниво на технологија, теоретски, едно лице е во состојба да стигне до најоддалечените агли на Универзумот во рок од една генерација. Во исто време, времето на летот во референтната рамка на Земјата ќе биде милиони години, додека на брод што лета со блиска светлина, ќе поминат само неколку дена ... Таквите можности се импресивни, а во исто време се поставува прашањето: ако физичарите и инженерите на иднината некако ќе го забрзаат леталото до огромни вредности, дури и теоретски до брзината на светлината (иако нашата физика ја негира таквата можност), дали можеме да достигнеме не само до најоддалечените галаксии и starsвезди, но и рабовите на нашиот Универзум, гледаат подалеку од непознатото, за кое научниците немаат идеја?

Знаеме дека универзумот е формиран пред околу 13,79 милијарди години и оттогаш постојано се шири. Може да се претпостави дека неговиот радиус во моментот треба да биде 13,79 милијарди светлосни години, а неговиот дијаметар, соодветно, 27,58 милијарди светлосни години. И, ова би било точно ако универзумот се ширеше униформно со брзина на светлината - максималната можна брзина. Но, откритијата ни кажуваат дека универзумот се шири со забрзана брзина.

Набудуваме дека најдалечните галаксии се оддалечуваат од нас побрзо од оние што се наоѓаат во близина - просторот на нашиот свет континуирано се шири. Во исто време, постои дел од Универзумот што се оддалечува од нас побрзо од брзината на светлината. Во овој случај, не се прекршени постулати и заклучоци од теоријата на релативитет - внатре во Универзумот, предметите имаат сублинуминална брзина. Овој дел од Универзумот е невозможен да се види - брзината на фотоните што ги емитираат изворите на зрачење едноставно не е доволна за да се надмине брзината на проширување на просторот.

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

Ако најдете грешка, изберете парче текст и притиснете Ctrl + Enter.