Una persona siempre está motivada por un deseo de lo desconocido, incluso tiene un neurotransmisor especial, la dopamina, que es un motivador químico para obtener información. El cerebro necesita constantemente un flujo de datos nuevos, e incluso si estos datos no son necesarios para la supervivencia, sucede que hay un mecanismo y es un pecado no usarlos.
En el siguiente artículo, me gustaría describir las formas de ciencia ficción de moverse a estrellas y galaxias distantes, actualmente disponibles en el marco de teorías e hipótesis científicas.
Frente al cosmos, la mayoría de los asuntos humanos parecen insignificantes, incluso insignificantes. Karl Sagan, 1980
Cada persona al menos una vez en su vida levantó la cabeza en una cálida tarde de verano y miró las estrellas. La profundidad del espacio atrae y causa asombro, alguien, nuevamente, por un corto tiempo, y alguien de por vida.
Que hay ¿Hay vida allí? ¿Y qué milagros puede haber en estos innumerables mundos?
Por supuesto, la única forma de llegar allí y descubrirlo es viajar a través del espacio-tiempo a estas estrellas, planetas, nebulosas e incluso ... GALAXIAS distantes.
Pero, ay, ah, no es el momento adecuado. ¡Lo único a lo que llegaron nuestras tecnologías de movimiento no está lejos del sistema solar, gracias a las sondas automáticas del proyecto Voyager, del cual la
Voyager 1 se lanzó en 1977!
Pero para hablar seriamente de otros mundos, necesitamos una velocidad al menos igual a la velocidad de la luz e, idealmente, superligera.
¿Qué hay en el camino?
Aquí todo es simple: las leyes de la física son fundamentales, además, fundamentales.Ley de causalidad
La conclusión es que la investigación no puede adelantarse a la causa. Nadie vio, por ejemplo, un pato que cayó muerto primero, y luego un cazador disparó. A velocidades superiores a C, la secuencia de eventos se vuelve inversa, la cinta de tiempo se rebobina. Esto se puede verificar fácilmente a partir del siguiente argumento simple.
Supongamos que estamos en cierta nave espacial moviéndose más rápido que la luz. Luego, gradualmente nos pondríamos al día con la luz emitida por la fuente en tiempos más y más tempranos. Primero, nos pondríamos al día con los fotones emitidos, digamos, ayer, luego emitidos anteayer, luego, una semana, un mes, un año atrás, y así sucesivamente. Si la fuente de la luz fuera un espejo que reflejara la vida, primero veríamos los eventos de ayer, luego anteayer, y así sucesivamente. Pudimos ver, por ejemplo, un anciano que gradualmente se convierte en un hombre de mediana edad, luego en un hombre joven, en un hombre joven, en un niño ... Es decir, el tiempo volvería atrás, nos moveríamos del presente al pasado. Las causas y los efectos cambiarían de lugar.Limitaciones de la antigüedad Alberta
(Teoría especial de la relatividad)Además del problema de la causalidad, la naturaleza establece condiciones aún más estrictas: el movimiento es imposible de lograr no solo con una velocidad superluminal, sino también con una velocidad igual a la velocidad de la luz: solo puede
acercarse a él . De la teoría de la relatividad, se deduce que con
un aumento en la velocidad del movimiento, surgen tres circunstancias: la
masa del objeto en movimiento
aumenta , su tamaño disminuye en la dirección del movimiento y el
flujo de tiempo en este objeto
disminuye (desde el punto de vista del observador externo `` en reposo ''). A velocidades normales, estos cambios son insignificantes, pero a medida que se acercan a la velocidad de la luz, se vuelven más notorios, y en el límite, a una velocidad igual a C, la masa se vuelve
infinitamente grande , el objeto pierde completamente el tamaño en la dirección del movimiento y el
tiempo se detiene . Por lo tanto, ningún cuerpo material puede alcanzar la velocidad de la luz. ¡Solo la luz misma tiene tal velocidad! (A la velocidad cercana a la luz, la partícula "todo penetrante", el neutrino, todavía se está moviendo).
En general, además de los problemas descritos anteriormente, hay muchos problemas, por ejemplo, a una velocidad cercana a la luz, cuando un objeto que pesa 1 kg colisiona con un grano de arena, se libera una cantidad de energía que permite convertir 10 mil toneladas de acero en vapor en 1 segundo. Si comparamos esto con la masa real de la nave estelar, entonces el poder de la explosión será igual o mayor que el poder de los procesos nucleares que tienen lugar en el Sol.Pero el inteligente no subirá, la montaña inteligente girará, porque hay leyes para romperlas ... Estoy bromeando, no puedes romper las leyes, pero la ciencia ficción (y casi ciencia) nos ofrece formas de movernos en torno a los principios de SRT.
Métodos de movimientos superligeros en el espacio-tiempo.
Puentes Einstein-Rosen
Los puentes de Einstein-Rosen , también conocidos como agujeros de gusano o agujeros de gusano, son quizás los medios más conocidos de viaje interestelar, y lo más probable es que existan. La teoría general de la relatividad de Albert Einstein predijo la existencia de agujeros de gusano, aunque aún no se han descubierto.
En términos simples, el puente Einstein-Rosen es un túnel en el espacio causado por la deformación del espacio-tiempo. Los objetos masivos, como las estrellas o los agujeros negros, doblan el tiempo y el espacio, al igual que una bola de boliche dobla un trampolín. Un objeto suficientemente masivo puede doblar el espacio-tiempo tanto que crea una conexión entre dos puntos que son bastante remotos en el estado normal.
Imagine una hoja de papel y dos puntos en ella. Necesita ir de un punto a otro, y si se mueve estrictamente sobre la superficie del papel, este "viaje" tomará algún tiempo. Sin embargo, si doblamos la hoja de modo que los puntos coincidan y la perforemos en este lugar con un lápiz, luego, usando el lápiz como túnel (o puente), reduciremos significativamente la distancia entre los puntos.
La entrada al agujero de gusano a menudo se representaba como una entrada al túnel, lo que tiene sentido dado el nombre. Pero esto es un error. En la película "Interestelar", este momento se muestra correctamente: desde el punto de vista del observador en el espacio tridimensional, el agujero de gusano debe verse como una esfera.
Los agujeros de gusano son un método tentador para los movimientos interestelares porque no requieren que excedas la velocidad de la luz. La física nos dice que nada puede moverse más rápido que la luz. Pero con los agujeros de gusano, se pueden superar grandes distancias interestelares sin violar esta ley.
Motor de urdimbre
Warp, tecnología FTL, que en este momento tiene una
posibilidad real de implementarse. Warp se puede llamar con seguridad la forma más realista de moverse por encima de la velocidad de la luz de todos los conocidos. Deja que por ahora permanezca solo en forma de fórmulas en papel. Se trata
del motor Alcubierre .
El principio de acción se deriva de una forma de eludir la Teoría Especial de la Relatividad, que postula que nada en el espacio puede moverse más rápido que la velocidad de la luz. El "camino" es que este postulado no se aplica al espacio en sí mismo, que puede contraerse y extenderse a partir de diversas influencias, por ejemplo, el campo gravitacional, el motor Warp comprime el espacio en frente de la nave y lo expande detrás de la nave, moviendo la burbuja espacial habitual junto con la nave hacia adelante .
En el universo de Star Trek, tales motores desarrollan velocidades bastante modestas según los estándares de la ciencia ficción: los viajes empresariales se limitaron a un sector de la galaxia cerca del Sistema Solar (~ 1,500 años luz), tomaron años y dejaron un montón de puntos blancos y áreas inexploradas.
Hiperespacio
No hace mucho tiempo,
aparecieron datos experimentales detallados de la nave espacial WMAP sobre las inhomogeneidades de la temperatura del CMB, que es uno de los principales objetos de observación en el estudio de nuestro universo. Un análisis de estos datos reveló una gran anomalía en la distribución angular de las fluctuaciones del CMB en armónicos bajos. Una de las explicaciones de este fenómeno fue la teoría de que la topología de nuestro universo es diferente de un plano o bola tridimensional. Al considerar la topología de nuestro universo en forma de dodecaedro, los cálculos teóricos convergen estrechamente con los datos experimentales.
“Un universo tridimensional plano y topológicamente complejo solo puede construirse sobre la base de cubos, paralelepípedos y prismas hexagonales. En el caso del espacio curvo, tales propiedades son poseídas por una clase más amplia de figuras. En este caso, los espectros angulares que se obtienen mejor en el experimento WMAP son consistentes con el modelo de dodecaedro del Universo ". Mikhail Prokhorov, Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas, Investigador principal, Departamento de Astrofísica Relativista, Instituto Astronómico Estatal de Sternberg.
Por lo tanto, la posibilidad de la existencia del hiperespacio del Universo, en el que está presente nuestro universo limitado, está indicada por teorías basadas en datos prácticos sobre CMB. Sin embargo, incluso si existe hiperespacio, para moverse en este espacio se necesita algún tipo de motor especial.
Imagine que tiene un valle delante de usted y necesita llegar a un punto más allá del valle. Como solo puede moverse sobre una superficie plana (en un espacio bidimensional), debe rodear el obstáculo o bajar al valle, cruzarlo y luego subir. Pero si tiene a su disposición un avión que puede moverse en un espacio tridimensional, entonces llegará a donde lo necesita en línea recta.En esencia, el hiperespacio tiene una métrica que es diferente del espacio tridimensional ordinario y el movimiento en él es similar al movimiento en un agujero de gusano, solo los túneles pueden conectar no uno, sino varios puntos que salen al espacio tridimensional ordinario. Además, el movimiento en el propio hiperespacio diferirá visualmente del movimiento en un agujero de gusano (contrario a las ilustraciones comunes), ya que la estructura tridimensional del universo "envolverá" al viajero dentro del hiperespacio. Creo que si esto es posible, entonces el espectáculo es realmente fascinante (estrellas visibles, nebulosas o cúmulos galácticos enteros) lentamente se arrastran y se estiran, cambiando la paleta de colores durante el cambio a la zona roja cosmológica (?).
La idea del movimiento hiperespacial, en mi opinión, fue filmada con éxito en la película "Contacto" en 1997. (basada en la novela de Carl Sagan, la película ganó el Premio Hugo. Segundo lugar en la lista de las películas de ciencia ficción más confiables según la NASA). En ella, la instalación, cuyos dibujos fueron recibidos por una señal de una civilización extraterrestre capturada por la heroína de la película, creó manipulaciones con energía exótica y como resultado "pasó" la cabina con una persona a través del espacio interior de la esfera. Aparentemente, la cabina cayó en el hiperespacio, en el "túnel" ya creado. Al final resultó que, hay una gran cantidad de estos túneles en toda la galaxia, y todos son creados por una civilización más antigua. Bueno, esto es de las palabras del representante de la raza, cuya señal fue captada por la heroína de la película. Eso es todo chicos. Personalmente, tengo esta película en la cima. Pero como muestra la práctica, no a todos les gusta.
Teletransportación inmaterial
Sabemos que la explicación más común para la teletransportación es el movimiento instantáneo de un objeto material en el espacio a una distancia arbitraria.
En este contexto, puede usar el agujero de gusano, pero ya hablamos sobre él, así que hablemos de una manera fundamentalmente diferente.
Y estamos interesados en la teletransportación de información sobre una sustancia, hasta una fotografía cuántica, de un estado.
El proceso es aproximadamente el siguiente: su cuerpo coloca la instalación en el punto A, que lo escanea hasta las partículas subatómicas y su estado cuántico, y luego digitaliza su copia. Después de eso, el estado cuántico se transmite en un solo flujo a través de canales de comunicación estándar. Pero hay un problema: esta es una prohibición de la transmisión de datos superligeros, de acuerdo con SRT, por otro lado, si la ciencia demuestra la existencia de partículas hipotéticas con una masa de reposo negativa o imaginaria, como el taquión, la información sobre el objeto puede transmitirse a velocidad superluminal. O tal vez incluso con la ayuda de ondas gravitacionales (?). Después de eso, en el punto B, la persona se recrea en el nivel cuántico y listo, ya está en el destino. Debates sobre el "alma" destruida en la instalación. Y omito, porque soy ateo y no tengo esto en cuenta (basura).
Este método es bueno porque para la teletransportación cuántica de un objeto material, no es necesario utilizar la curvatura del espacio-tiempo y gastar una gran cantidad de energía. El problema, por supuesto, está en la entrega inicial de la instalación en sí, que reproducirá el objeto en el punto B. Pero también se puede entregar en formas más largas, sin limitarse a una o más vidas humanas.
Masa a cero
Todas las naves espaciales del universo Mass Effect de una forma u otra usan el Elemento Cero, que genera el Mass Effect designado, ya sea reduciendo la masa de objetos a su alrededor o incrementándola. Por lo tanto, es posible cambiar la Teoría de la Relatividad y superar la velocidad de la luz.
Los viajes ordinarios entre planetas y estrellas cercanas se realizan utilizando motores FTL, que solo pueden reducir la masa de la nave. Para vuelos interestelares a largas distancias, se utiliza Mass Relay: grandes estaciones construidas alrededor de núcleos densos que consisten en un elemento cero. Los relés generalmente están vinculados a uno o más relés y pueden crear un corredor en el que la masa prácticamente desaparece, transfiriendo casi instantáneamente la nave a miles de años luz.
Curvas cerradas como el tiempo
La última forma de movimiento superluminal, que consideramos, a primera vista parece la menos científica.
Durante 55 años, la serie Doctor Who ha estado contando sobre aventuras en el tiempo y el espacio del Doctor y sus compañeros humanos. ¿Qué vehículos usaron? Una gran caja azul conocida como TARDIS (Tiempo y dimensión relativa en el espacio), que puede transferirlos a cualquier lugar y en cualquier momento que lo deseen.
Construidas (o más bien cultivadas) por la antigua raza de los Señores del Tiempo, las TARDIS son más mágicas que la tecnología Mass Effect. Como el propio Doctor explicó, su vehículo es una "fvrevina temporal svremennoe con pelusa temblorosa". Parece haber algún tipo de retraso al moverse en la TARDIS, es decir, está más cerca del hiperimpulsor que del teletransportador. Pero, de hecho, la TARDIS desaparece aquí, vuela a través del "torbellino temporal" y aparece allí. Eso es todo lo que realmente necesitas saber.
O no? Resulta que la TARDIS tiene una base aún más teórica que el hiperespacio.
En 2013, los físicos Benjamin C. Tippett y David Tsang publicaron un documento proponiendo los fundamentos teóricos de la creación de una máquina de tiempo real, es decir. Una forma de viajar a tu pasado. El artículo se tituló
"Dominios retrógrados de achnronal transitables en el espacio-tiempo" (consulte la abreviatura).
Tippett y Tsang describen a un viajero en el tiempo en una burbuja de espacio-tiempo que entra en una
curva cerrada similar al tiempo (esencialmente lo mismo que el puente Einstein-Rosen). Dentro de esta curva, el viajero puede ir a cualquier parte en su propia línea de tiempo, mientras que dentro de la burbuja el tiempo parece fluir como de costumbre.
Dos físicos incluso han sugerido que las curvas temporales se pueden separar y conectar, lo que hace posible viajar no solo en su propia línea de tiempo, sino en cualquier lugar en el tiempo y el espacio.
Bueno, como todo lo que puedo ofrecerte.
Seguramente me perdí algo o incluso fui demasiado lejos en el reino de la fantasía. Así que estoy esperando tu versión en los comentarios.