Физики открыли межвременные порталы

 

От того, что человек вышел в околоземный космос, звезды не стали ближе. Наша наука по прежнему примитивно рассматривает вселенную используя земные модели и теории. Нас и дальние звезды разделяют чудовищные расстояния, по сравнению с которыми даже свет летит медленно. Теория относительности, положившая скорость света пределом для путешествий материальных тел, казалось бы, не оставляет никакой надежды.

 

Однако человеческое любопытство ничто не может остановить. Физики и так и эдак присматривались к уравнениям, описывающим Вселенную, и потихоньку у них начало складываться представление о том, что есть-таки обходной путь, которым можно быстро пробраться к далеким звездам.

 

Дыры во вселенной

«Я предлагаю называть перемещение через ткань Вселенной русским словом «лаз» - что соответствует западному аналогу shortcut», - говорит кандидат физико-математических наук из астрономической обсерватории РАН Сергей Красников, ведущий отечественный специалист по проблеме. «Типичным примером лаза служит нора в пространстве – так называемая кротовая нора».

По словам ученого, этот объект соединяет между собой две области пространства, фактически сложенных, как согнутый пополам листок бумаги. Проделав дырку в обеих его половинках и вклеив в нее трубочку из свернутого в цилиндр пространства, по этой трубочке можно быстро перебраться с одного края листа на другой. Считается, что подобные объекты возникали при рождении Вселенной, когда пространство было очень сильно локально искривлено. Не исключено, что некоторые норы сохранились до наших дней. Обнаружив нору, можно попытаться в нее нырнуть (хотя бы теоретически) и вынырнуть с другой стороны совсем в другом месте Вселенной.

Временные порталы существуют?

У фантастов это называется порталом. Правда, чаще всего никто не знает, куда портал приведет и как найти дорогу назад. Более того, неясен ответ не только на вопрос "куда?", но и "когда?" — если одна горловина норы движется, то склеиваемые ею точки пространства могут приобрести разные значения времени. В этом случае получается машина времени.

О создании кротовых нор и их использовании в качестве машины времени рассуждали многие физики. Предположим, что есть очень развитая цивилизация. Обладая не сравнимыми с нашими техническими возможностями, она могла бы использовать то обстоятельство, что в вакууме на уровне планковских размеров, то есть порядка 10-35 м, кипит своеобразная квантовая пена, где постоянно появляются все возможные топологические конфигурации пространства. Если в этой пене найти фрагмент, строение которого соответствует кротовине, и вырастить его до макроскопических размеров, то есть растянуть соответствующую область пространства-времени на 35 порядков, то задача будет решена. Вопрос о том, как это делать, впрочем, не обсуждается.

«Для того, чтобы кротовую нору можно было пересечь, в определенном ее сечении должна находиться так называемая экзотическая материя», - рассказал Weekjournal физик-ядерщик из ОИЯИ Владимир Василенко, - «ее главное свойство — отрицательная плотность энергии, она же способность расталкивать пространство, а не сжимать его, как это свойственно обычной материи». По его словам из-за этого экзотическая материя обладает удивительным свойством — ее гравитационная (то есть проявляющаяся в законе тяготения) масса отрицательна. После того как в конце XX века было показано, что во всей Вселенной действует расталкивающая сила, которую назвали «темная энергия», надежды на существование кротовин несколько усилились. «Но пройти через нее человеку не так-то просто, это все равно что лезть в черную дыру облачившись в велосипедный шлем – все равно не спасет».

 

Альтернативой кротовой норе служит "пузырь Алькубьерре". Его предложил Мигель Алькубьерре. Из его рассуждения следует, что, обладая возможностью по своему желанию расширять или сжимать пространство-время, человек может соответственно удаляться или приближаться к выбранному объекту с какой угодно скоростью.

 

Чтобы проверить алгеброй гармонию своих рассуждений, Алькубьерре применил излюбленный прием специалистов по теории относительности, а именно придумал пространство с особой метрикой. Характерная черта метрики Алькубьерре — наличие пузыря. Посередине плоского пространства есть область, вокруг которой пространство деформировано. Причем с точки зрения наблюдателя, расположенного внутри этого пузыря, спереди по направлению движения пространство в тонком слое сильно сжато, а сзади — наоборот, сильно расширено. Анализ закона движения в пространстве с такой метрикой показывает, что пузырь будет двигаться с какой угодно скоростью, причем скорость эта прямо пропорциональна толщине стенки пузыря и степени деформации пространства в ней. При этом появляется возможность совершенно невиданного в механике дела — безопорного движения: двигатель на деформированном пространстве перемещается сам по себе, не расходуя рабочее тело и ни от чего не отталкиваясь.

 

Замечательное свойство всей этой конструкции состоит в том, что космический корабль, помещенный внутрь пузыря, не испытает никаких нагрузок, хотя по ее границам действуют чудовищные приливные силы, способные разорвать любой материальный объект. Время внутри пузыря течет так же, как и снаружи, у стороннего наблюдателя. Более того, в каждой точке корабля, коль скоро он находится внутри пузыря и не соприкасается с его границами, время будет течь одинаково, то есть экипаж избежит тех приключений, которые выпали Иону Тихому, попавшему по воле Станислава Лема в зону темпоральных вихрей. В общем, путешественник на этом корабле имеет все шансы слетать к далекой звезде и вернуться обратно за сколь угодно короткое время, если ему позволят энергетические ресурсы, речь о которых пойдет дальше.

 

«На самом деле это не совсем так», — рассказывает Сергей Красников, — «Одна из главных проблем пузыря Алькубьерре состоит в том, что, когда решат послать с его помощью экспедицию, скажем, к альфе Центавра, его, строго говоря, строить уже поздно. Более того, сам корабль не может создавать вокруг себя пузырь: он должен быть создан заранее. Проблема вот в чем. Посмотрите на передний край пузыря. Он сжимает пространство, то есть в этой стенке расположена экзотическая материя с отрицательной плотностью энергии. Если пузырь полетит со сверхсветовой скоростью, то окажется, что расположенная на его границе материя тоже движется со сверхсветовой скоростью. Это не то что бы запрещено, но равносильно использованию тахионов — частиц, летящих со сверхсветовой скоростью. Однако сама возможность их существования не доказана, а если окажется, что такие частицы существуют, то и пузырь строить не понадобится. Значит, экзотическая материя, пригодная для создания пузыря, должна быть заранее распределена по всему пути следования корабля. Поэтому пузырь Алькубьерре, если его удастся создать, подойдет лишь для быстрых перемещений по уже созданным трассам. А создавать их придется с помощью обычного медленного транспорта».

 

Необходимость использовать экзотическую материю — один из серьезных недостатков пузырей. Расчет показывает, что ее количество настолько велико, что превышает массу Вселенной.

Впрочем, идеи о том, как сократить массу экзотической материи, которая нужна для организации пузыря, имеются. Один из способов предложил бельгиец Крис ван ден Брук из Католического университета Левина. Он задался вопросом: что будет, если пространство деформировать не по всему объему пузыря, но только в его тонкой стенке? На деформацию минимального объема пространства со скоростью света надо будет затратить всего 100 ГДж энергии. Для выработки этого количества энергии уже не надо устраивать катастрофу космического масштаба, можно вполне обойтись имеющимися ресурсами.

 

Тщательное исследование пузыря Алькубьерре, впрочем, показало, что безнаказанно сокращать толщину его стенки нельзя: величина отрицательной энергии, о которой говорилось выше, от этого только возрастает. Тот факт, что возникает вполне обычное для техники противоречие — улучшение одного качества конструкции требует ухудшения другого, — позволяет заподозрить, что все эти захватывающие дух идеи имеют шанс когда-нибудь привести к чему-то реальному.

 

Борис Бакир