Параллельные миры - Каку Митио. Страница 90
Ключевой элемент для сборки описанных выше устройств — это возможность путешествий на далекие межзвездные расстояния. Один из возможных вариантов заключается в использовании машины времени Алькубьерре, в основе действия которой лежит принцип искривления пространства. Принцип этой машины был впервые описан физиком Мигелем Алькубьерре в 1994 году. Такая машина не изменяет топологию пространства — создавая дыру а затем совершая скачок в гиперпространство. Она просто сжимает то пространство, что находится перед вами, и растягивает то, что находится позади вас. Представьте, что вы идете к столу по ковру. Вместо того чтобы подходить к столу, можно набросить на него петлю и потихоньку подтянуть его к себе, что заставит ковер перед вами смяться. Таким образом, вы практически не сдвинетесь с места, зато пространство перед вами сожмется.
Вспомним о том, что само пространство может расширяться быстрее света (поскольку при расширении пустого пространства не передается никакой информации). Подобным образом может оказаться возможным путешествие со сверхсветовыми скоростями и путем сжатия пространства с такой скоростью. В сущности, совершая путешествие к близлежащей звезде, мы можем выйти совсем недалеко за пределы Земли; мы просто сожмем пространство впереди нас и расширим его позади нас. Вместо того чтобы лететь к Альфа Центавра, ближайшей к нам звезде, мы можем подтянуть ее к нам.
Алькубьерре показал, что это весьма жизнеспособное решение уравнений Эйнштейна, то есть оно не противоречит законам физики. Но за все нужно платить: чтобы обеспечить энергией свой космический корабль, вам понадобились бы колоссальные количества как положительной, так и отрицательной энергии. (Положительную энергию можно было бы использовать для сжатия пространства перед вами, а отрицательную — для удлинения расстояний позади.) Для того чтобы возник эффект Казимира и образовалась эта отрицательная энергия, пластинки должны находиться на расстоянии длины Планка друг от друга. Этот показатель слишком мал, чтобы мы могли достичь его, используя имеющиеся в нашем распоряжении средства. Чтобы создать такой корабль, нужно построить большую сферу и посадить внутрь пассажиров. По бокам этой сферы вдоль экватора необходимо было бы пустить кольцо отрицательной энергии. Пассажиры внутри сферы так и не сдвинутся с места, зато пространство впереди сферы будет сжиматься быстрее скорости света, так что, выйдя из сферы, пассажиры уже достигнут близлежащей звезды.
В своей статье Алькубьерре показал, что его решение Моглобы не только отправить нас к звездам, но и помочь реализовать путешествия во времени. Спустя два года физик Аллен Эверетт показал, что при наличии двух таких космических кораблей путешествие во времени было бы возможно — в результате двух таких последовательных деформаций пространства. Как говорит принстонский физик Готт, «таким образом, выходит, что Джин Родденберри, создатель «Стар Трека», был совершенно прав, включив все эти эпизоды с пу-тешествиямиво времени!»
Однако более поздний анализ, проведенный русским физиком Сергеем Красниковым, выявил в этом решении технический дефект. Он показал, что внутренняя часть пространства корабля не соединена с пространством вне корабля, а потому послания не могут пересечь границу, то есть, оказавшись внутри корабля, вы уже не сможете изменить его маршрут. Маршрут должен быть заложен перед полетом. Это весьма неутешительно. Иными словами, вы не сможете просто повернуть руль и взять курс на ближайшую звезду. Но все же это означает, что такой теоретический космический корабль мог бы стать своего рода железной дорогой к звездам, некой межзвездной системой, в которой космические корабли следуют строго по расписанию. Так, можно построить станции, расположенные между звездами с определенным интервалом. А затем наш космический корабль сможет путешествовать между этими станциями на сверхсветовых скоростях по расписанию, то есть со строго определенным временем прибытия и отправления.
Готт пишет: «Будущая сверхцивилизация может захотеть построить такие пути, опираясь на искривление пространства, для путешествий с помощью космических кораблей, точно так же, как организовать межзвездную связь при помощи порталов-червоточин. Может оказаться, что сеть маршрутов на основе искривления пространства создать даже легче, чем порталы, поскольку для прокладки таких маршрутов потребуется лишь изменить существующее пространство, а не создавать новые дыры, соединяющие далекие друг от друга области».
Но именно потому, что такой космический корабль может быть использован для передвижений по существующей вселенной, он не годится для того, чтобы с его помощью эту вселенную покинуть. И тем не менее механизм, предложенный Алькубьерре, может оказаться полезным при создании устройства, при помощи которого можно покинуть вселенную. Такой космический корабль мог бы пригодиться, к примеру, при создании сталкивающихся космических струн, упоминавшихся Готтом, которые могут унести высокоразвитую цивилизацию обратно в ее собственное прошлое, когда вселенная была намного теплее.
В пятой главе я упоминал о том, что лазерные лучи могут создавать «сжатые состояния», а их можно использовать для генерирования отрицательной энергии, которая, в свою очередь, может быть применена для открытия и стабилизации порталов. Когда мощный лазерный импульс ударяет по особому оптическому материалу, вследствие удара создаются пары фотонов. Эти фотоны попеременно то усиливают, то снижают квантовые флуктуации вакуума, выделяя импульсы как положительной, так и отрицательной энергии. Сумма двух этих энергетических импульсов всегда сводится к положительной энергии, то есть мы не нарушаем известных законов физики.
В 1978 году Лоуренс Форд из университета Тафта вывел и доказал три закона, которым должна подчиняться такая отрицательная энергия. С момента своего появления и по сей день эти законы остаются предметом активных исследований. Во-первых, Форд обнаружил, что количество энергии в импульсе обратно пропорционально его пространственной и временной величине — то есть чем сильнее импульс отрицательной энергии, тем меньше он длится. Поэтому если при помощи лазера мы создадим сильную вспышку отрицательной энергии для того, чтобы открыть портал, он может оставаться открытым в течение лишь очень короткого времени. Во-вторых, за отрицательным импульсом всегда следует импульс положительной энергии большей силы (то есть сумма все равно будет положительной). В-третьих, чем дольше интервал между этими двумя импульсами, тем большим окажется положительный импульс.
Руководствуясь этими общими законами, можно рассчитать условия, при которых лазер или пластины Казимира смогут генерировать отрицательную энергию. Во-первых, можно было бы попытаться отделить импульс отрицательной энергии от последующего импульса положительной энергии путем свечения лазерным лучом в коробку, а затем немедленного закрытия крышки после прохождения в нее импульса отрицательной энергии. В результате в коробку попадет только импульс отрицательной энергии. В принципе, таким путем можно получить колоссальные количества отрицательной энергии, за которыми последуют еще большие импульсы положительной энергии (но их не пустит в коробку закрытая крышка). Интервал между двумя импульсами может быть довольно долгим, поскольку энергия положительного импульса высока. Теоретически кажется, что это идеальный способ сгенерировать неограниченные количества отрицательной энергии, необходимые для машины времени или портала. К несчастью, есть одна загвоздка. Сам акт закрытия крышки создает второй импульс положительной энергии внутри коробки. Если не принять чрезвычайных мер предосторожности, импульс отрицательной энергии внутри коробки сотрется. Этот вопрос — отделение мощного импульса отрицательной энергии от последующего импульса положительной энергии таким образом, чтобы не уничтожился импульс отрицательной энергии, — останется технологической Проблемой для высокоразвитой цивилизации будущего. Эти три закона могут быть применены для эффекта Казимира. Если мы хотим создать портал метром в диаметре, то необходимо располагать отрицательной энергией, сконцентрированной в кольце размером не более 10 22метра (миллионная часть протона). И снова лишь чрезвычайно высокоразвитая цивилизация может оказаться способной создать технологию, необходимую для управления та-ними невероятно малыми расстояниями или невероятно малыми интервалами времени.