Будущее человечества. Колонизация Марса, путешествия к звездам и обретение бессмертия - Митио Каку

Полученный Алькубьерре результат потряс физическое сообщество — настолько он был нов и радикален. Однако после публикации статьи критики начали указывать на слабые места его теории. Несмотря на элегантность предложенной концепции сверхсветовых путешествий, она предусматривала не все возможные сложности. Если область внутри звездолета отделена от внешнего мира пузырем, тогда она не сможет обмениваться с внешним миром информацией, а значит, пилот космического корабля не сможет контролировать направление полета. Управлять будет невозможно. К тому же остается практический вопрос о создании варп-пузыря. Чтобы сжимать пространство перед собой, он должен будет иметь на борту запас топлива определенного типа — той самой минус-материи или минус-энергии.

Итак, мы вернулись к тому, с чего начали. Минус-вещество или минус-энергия — вот недостающее звено, необходимое для поддержания нашего варп-пузыря, а также наших кротовых нор, в стабильном состоянии. Стивен Хокинг доказал общую теорему, согласно которой все решения Эйнштейновых уравнений, допускающие движение со сверхсветовой скоростью, должны содержать в себе минус-материю или минус-энергию. (Иными словами, положительные материя и энергия, которые мы наблюдаем в звездах, способны искривлять пространство-время так, что с их помощью можно идеально описывать движение небесных тел. Но отрицательные материя и энергия искривляют пространство-время причудливым образом и порождают антигравитационную силу, способную стабилизировать кротовые норы, не давая им схлопываться, и разгонять варп-пузыри до сверхсветовых скоростей, сжимая перед ними пространство-время.)

Физики попытались рассчитать количество минус-материи или минус-энергии, необходимые для движения звездолета. Последние результаты показывают, что это количество эквивалентно массе Юпитера. Это означает, что лишь очень высокоразвитой цивилизации под силу использовать минус-материю или минус-энергию в качестве топлива для своих звездолетов, если это вообще возможно. (Однако не исключено, что количество минус-материи или энергии, необходимой для сверхсветового движения, уменьшится, поскольку расчеты сильно зависят от геометрии и размеров варп-пузыря или кротовой норы.)

В «Звездном пути», чтобы обойти это неудобное препятствие, постулировано существование редкого минерала под названием дилитий, кристаллы которого являются необходимым компонентом варп-двигателя. Сегодня мы знаем, что под названием «кристаллы дилития» может скрываться «минус-материя или энергия».

Кристаллов дилития на свете нет, но минус-энергия существует, и это оставляет открытым вопрос о наличии в природе кротовых нор, сжатого пространства и даже машины времени. И хотя законы Ньютона исключают существование минус-энергии, квантовая теория это допускает через эффект Казимира, который был предложен в 1948 г. и измерен в лаборатории в 1997 г.

Представим, у нас имеются две параллельные незаряженные металлические пластины. Когда их разделяет значительное расстояние, мы говорим, что между ними действует нулевая электрическая сила. Однако при сближении они загадочным образом начинают притягивать друг друга — получается, что мы можем извлечь из них некоторую энергию. Поскольку начинали мы с нулевой энергией, а, сблизив пластины, получили положительную, значит, сами пластины первоначально обладали отрицательной энергией. Причина этого нам не ясна. Здравый смысл говорит нам, что вакуум — это состояние пустоты с нулевой энергией, а на самом деле в нем кишмя кишат частицы вещества и антивещества, которые материализуются ненадолго из вакуума и тут же вновь аннигилируют. Эти «виртуальные» частицы появляются и исчезают так стремительно, что не нарушают законы сохранения вещества и энергии, то есть принцип, согласно которому полное количество материи и энергии во Вселенной всегда остается одинаковым. Постоянное бурление в вакууме порождает давление. Поскольку снаружи от параллельных пластин взаимодействий материя — антиматерия происходит больше, чем между ними, это давление подталкивает пластины друг к другу, создавая при этом минус-энергию. Это и есть эффект Казимира, который наглядно демонстрирует в квантовой теории возможность существования отрицательной энергии.

Первоначально, поскольку сила в эффекте Казимира чрезвычайно мала, ее можно было измерить только при помощи самой точной и чувствительной аппаратуры. Но нанотехнологии уже достигли того уровня, когда мы в состоянии заниматься отдельными атомами. Во время съемок документального телефильма мне довелось побывать в лаборатории в Гарварде, где имелся небольшой настольный прибор, при помощи которого можно было манипулировать атомами. В ходе эксперимента, который я наблюдал, с трудом удавалось удерживать два близких атома, чтобы они не разлетелись или, наоборот, не слиплись под действием силы Казимира, которая может быть как отталкивающей, так и притягивающей. Может быть, для физика, обдумывающего строительство звездолета, минус-энергия — это высшая ценность и совершенно необходимая вещь, но специалисту по нанотехнологиям сила Казимира, довольно мощная на атомном уровне, только мешает.

В заключение скажем: отрицательная энергия существует, и, если бы удалось каким-то образом собрать ее достаточно, тогда мы могли бы, в принципе, построить машину для создания кротовых нор или варп-двигатель и исполнить одну из величайших надежд научной фантастики. Но до этих технологий нам еще очень далеко, мы поговорим о них в главах 13 и 14. А пока нам придется обходиться световыми парусами, которые к концу нашего столетия, возможно, будут бороздить космическое пространство и доставлять нам первые фотографии экзопланет, сделанные с близкого расстояния. К XXII в. мы, возможно, сможем и сами долететь до этих планет на ракетах с термоядерными двигателями. А если сумеем решить стоящие перед нами сложные инженерные задачи, то не исключено, что мы сможем воплотить в реальность также двигатели на антивеществе, прямоточные двигатели и космический лифт.

Но что мы отыщем в дальнем космосе, если сумеем в конце концов построить звездолеты? Обнаружатся ли там иные миры, способные стать человеку домом? К счастью, космические телескопы и спутники дают нам возможность подробно рассмотреть то, что скрывается меж звезд.

* * *

Каждые несколько дней Джордано Бруно берет реванш.