O sistema solar não tem sido de interesse particular para escritores de ficção científica há muito tempo. Mas, surpreendentemente, nossos planetas “nativos” não causam muita inspiração para alguns cientistas, embora ainda não tenham sido explorados na prática.

Mal tendo aberto uma janela para o espaço, a humanidade é dilacerada em distâncias desconhecidas, e não apenas em sonhos, como antes.
Sergei Korolev também prometeu voar em breve para o espaço “com um bilhete sindical”, mas essa frase já tem meio século, e uma odisseia no espaço ainda é o destino da elite - muito cara. No entanto, há dois anos, a HACA lançou um projeto grandioso nave estelar de 100 anos, que envolve a criação gradual e a longo prazo de uma base científica e técnica para voos espaciais.

Este programa inédito deve atrair cientistas, engenheiros e entusiastas de todo o mundo. Se tudo der certo, em 100 anos a humanidade poderá construir uma nave interestelar, e nos movimentaremos pelo sistema solar como bondes.

Então, quais são os problemas que precisam ser resolvidos para tornar o voo estelar uma realidade?

TEMPO E VELOCIDADE SÃO RELATIVAS

Por mais estranho que pareça, a astronomia dos veículos automáticos parece para alguns cientistas um problema quase resolvido. E isso apesar do fato de que não há absolutamente nenhum ponto em lançar autômatos para as estrelas com velocidades de caracol atuais (cerca de 17 km / s) e outros equipamentos primitivos (para estradas tão desconhecidas).

Agora que as espaçonaves americanas Pioneer 10 e Voyager 1 deixaram o sistema solar, não há mais nenhuma conexão com elas. A Pioneer 10 está se movendo em direção à estrela Aldebaran. Se nada acontecer com ele, ele chegará à vizinhança desta estrela... em 2 milhões de anos. Da mesma forma, rasteje pelas extensões do Universo e outros dispositivos.

Então, independentemente de uma nave ser habitável ou não, para voar até as estrelas, ela precisa de uma velocidade alta próxima à velocidade da luz. No entanto, isso ajudará a resolver o problema de voar apenas para as estrelas mais próximas.

“Mesmo que conseguíssemos construir uma nave estelar que pudesse voar a uma velocidade próxima à da luz”, escreveu K. Feoktistov, “o tempo de viagem apenas em nossa galáxia será calculado em milênios e dezenas de milênios, já que seu diâmetro é de cerca de 100.000 anos-luz. Mas na Terra, muito mais vai passar durante este tempo.

De acordo com a teoria da relatividade, o curso do tempo em dois sistemas que se movem um em relação ao outro é diferente. Como a grandes distâncias a nave terá tempo para desenvolver uma velocidade muito próxima da velocidade da luz, a diferença de tempo na Terra e na nave será especialmente grande.

Supõe-se que o primeiro objetivo dos voos interestelares será alfa Centauri (um sistema de três estrelas) - o mais próximo de nós. Na velocidade da luz, você pode voar para lá em 4,5 anos, na Terra dez anos se passarão durante esse tempo. Mas quanto maior a distância, maior a diferença de tempo.

Lembra da famosa Nebulosa de Andrômeda de Ivan Efremov? Lá, o vôo é medido em anos, e os terrestres. Uma bela história, para dizer o mínimo. No entanto, esta nebulosa cobiçada (mais precisamente, a galáxia de Andrômeda) está localizada a uma distância de 2,5 milhões de anos-luz de nós.

Segundo alguns cálculos, a jornada dos astronautas levará mais de 60 anos (de acordo com as horas da nave), mas uma era inteira passará na Terra. Como o espaço "neandertais" será conhecido por seus descendentes distantes? E a Terra estará viva? Ou seja, o retorno é basicamente sem sentido. No entanto, como o próprio voo: devemos lembrar que vemos a galáxia de Andrômeda como era há 2,5 milhões de anos - tanto de sua luz nos atinge. Qual é o sentido de voar para um alvo desconhecido, que, talvez, não exista há muito tempo, de qualquer forma, em sua forma anterior e no antigo local?

Isso significa que mesmo voos na velocidade da luz são justificados apenas para estrelas relativamente próximas. No entanto, veículos voando na velocidade da luz, até agora vivem apenas em uma teoria que lembra a ficção científica, porém, científica.

UM NAVIO DO TAMANHO DE UM PLANETA

Naturalmente, em primeiro lugar, os cientistas tiveram a ideia de usar a reação termonuclear mais eficiente no motor do navio - já parcialmente dominada (para fins militares). No entanto, para viagens de ida e volta perto da velocidade da luz, mesmo com um projeto de sistema ideal, é necessária uma razão entre a massa inicial e a massa final de pelo menos 10 elevado à trigésima potência. Ou seja, a espaçonave se parecerá com um trem enorme com combustível do tamanho de um pequeno planeta. É impossível lançar um colosso desses no espaço da Terra. Sim, e coletar em órbita - também, não é à toa que os cientistas não discutem essa opção.

A ideia de um motor de fótons usando o princípio da aniquilação da matéria é muito popular.

Aniquilação é a transformação de uma partícula e uma antipartícula durante sua colisão em quaisquer outras partículas diferentes das originais. A mais estudada é a aniquilação de um elétron e de um pósitron, que gera fótons, cuja energia movimentará a espaçonave. Cálculos dos físicos americanos Ronan Keane e Wei-ming Zhang mostram que, com base em tecnologias modernas, é possível criar um motor de aniquilação capaz de acelerar uma espaçonave a 70% da velocidade da luz.

No entanto, outros problemas começam. Infelizmente, usar antimatéria como combustível de foguete é muito difícil. Durante a aniquilação, ocorrem flashes da radiação gama mais poderosa, que são prejudiciais aos astronautas. Além disso, o contato do combustível pósitron com o navio é repleto de uma explosão fatal. Finalmente, ainda não existem tecnologias para obter antimatéria suficiente e armazená-la por muito tempo: por exemplo, um átomo de anti-hidrogênio "vive" agora por menos de 20 minutos, e a produção de um miligrama de pósitrons custa US$ 25 milhões.

Mas, vamos supor, com o tempo, esses problemas podem ser resolvidos. No entanto, ainda será necessário muito combustível, e a massa inicial de uma nave estelar de fótons será comparável à massa da Lua (de acordo com Konstantin Feoktistov).

QUEBROU A VELA!

A nave estelar mais popular e realista hoje é considerada um veleiro solar, cuja ideia pertence ao cientista soviético Friedrich Zander.

Uma vela solar (luz, fóton) é um dispositivo que usa a pressão da luz solar ou um laser em uma superfície de espelho para impulsionar uma espaçonave.
Em 1985, o físico americano Robert Forward propôs o projeto de uma sonda interestelar acelerada por energia de micro-ondas. O projeto previa que a sonda chegaria às estrelas mais próximas em 21 anos.

No XXXVI Congresso Astronômico Internacional, foi proposto um projeto para uma espaçonave a laser, cujo movimento é fornecido pela energia de lasers ópticos localizados em órbita ao redor de Mercúrio. De acordo com os cálculos, o caminho de uma nave deste projeto até a estrela Epsilon Eridani (10,8 anos-luz) e de volta levaria 51 anos.

“É improvável que possamos fazer progressos significativos na compreensão do mundo em que vivemos, com base em dados obtidos de viagens em nosso sistema solar. Naturalmente, o pensamento se volta para as estrelas. Afinal, antes se entendia que os voos ao redor da Terra, os voos para outros planetas do nosso sistema solar não são o objetivo final. Pavimentar o caminho para as estrelas parecia ser a tarefa principal.

Essas palavras não pertencem a um escritor de ficção científica, mas ao designer de espaçonaves e cosmonauta Konstantin Feoktistov. Segundo o cientista, nada de particularmente novo no sistema solar será encontrado. E isso apesar do fato de que o homem até agora só voou para a lua ...

No entanto, fora do sistema solar, a pressão da luz solar se aproximará de zero. Portanto, existe um projeto para acelerar um veleiro solar com sistemas de laser de algum asteroide.

Tudo isso ainda é teoria, mas os primeiros passos já estão sendo dados.

Em 1993, uma vela solar de 20 metros de largura foi implantada pela primeira vez no navio russo Progress M-15 como parte do projeto Znamya-2. Ao acoplar o Progress com a estação Mir, sua tripulação instalou uma unidade de implantação de refletor a bordo do Progress. Como resultado, o refletor criou um ponto brilhante de 5 km de largura, que passou pela Europa até a Rússia a uma velocidade de 8 km/s. A mancha de luz tinha uma luminosidade aproximadamente equivalente à da lua cheia.

Assim, a vantagem de um veleiro solar é a falta de combustível a bordo, as desvantagens são a vulnerabilidade do design da vela: na verdade, é uma folha fina esticada sobre uma estrutura. Onde está a garantia de que a vela não terá buracos de partículas cósmicas ao longo do caminho?

A versão de vela pode ser adequada para o lançamento de sondas robóticas, estações e navios de carga, mas não é adequada para voos de retorno tripulados. Existem outros designs de naves estelares, mas eles de alguma forma se assemelham aos acima (com os mesmos problemas enormes).

SURPRESAS NO ESPAÇO INTERSTELLAR

Parece que muitas surpresas aguardam os viajantes no universo. Por exemplo, apenas inclinado para fora do sistema solar, o dispositivo americano Pioneer 10 começou a experimentar uma força de origem desconhecida, causando uma desaceleração fraca. Muitas sugestões foram feitas, até efeitos ainda desconhecidos de inércia ou mesmo tempo. Ainda não há explicação inequívoca para este fenômeno, uma variedade de hipóteses são consideradas: desde simples técnicas (por exemplo, a força reativa de um vazamento de gás em um aparelho) até a introdução de novas leis físicas.

Outra espaçonave, a Voyager 1, detectou uma área com um forte campo magnético na borda do sistema solar. Nele, a pressão das partículas carregadas do espaço interestelar faz com que o campo criado pelo Sol engrosse. O dispositivo também registrou:

• um aumento no número de elétrons de alta energia (cerca de 100 vezes) que penetram no sistema solar a partir do espaço interestelar;
• um aumento acentuado no nível de raios cósmicos galácticos - partículas carregadas de alta energia de origem interestelar.

E isso é apenas uma gota no oceano! No entanto, mesmo o que se sabe hoje sobre o oceano interestelar é suficiente para colocar em dúvida a própria possibilidade de surfar o universo.

O espaço entre as estrelas não está vazio. Em todos os lugares há restos de gás, poeira, partículas. Ao tentar se mover a uma velocidade próxima à velocidade da luz, cada átomo colidindo com a nave será como uma partícula de raios cósmicos de alta energia. O nível de radiação dura durante esse bombardeio aumentará inaceitavelmente mesmo durante voos para as estrelas mais próximas.

E o impacto mecânico de partículas em tais velocidades será comparado a balas explosivas. De acordo com alguns cálculos, cada centímetro da tela protetora da espaçonave seria disparado continuamente a uma taxa de 12 tiros por minuto. É claro que nenhuma tela pode resistir a essa exposição por vários anos de voo. Ou terá que ter uma espessura inaceitável (dezenas e centenas de metros) e massa (centenas de milhares de toneladas).

Na verdade, a nave estelar consistirá principalmente dessa tela e combustível, o que exigirá vários milhões de toneladas. Devido a essas circunstâncias, voos em tais velocidades são impossíveis, ainda mais porque ao longo do caminho você pode encontrar não apenas poeira, mas também algo maior, ou ficar preso em um campo gravitacional desconhecido. E então a morte é inevitável novamente. Assim, mesmo que seja possível acelerar a espaçonave até a velocidade subluminal, ela não atingirá o objetivo final - haverá muitos obstáculos em seu caminho. Portanto, os voos interestelares só podem ser realizados em velocidades significativamente mais baixas. Mas então o fator tempo torna esses voos sem sentido.

Acontece que é impossível resolver o problema de transportar corpos materiais por distâncias galácticas a velocidades próximas à velocidade da luz. Não faz sentido romper o espaço e o tempo com a ajuda de uma estrutura mecânica.

FURO DE TOUPEIRA

A ficção científica, tentando superar o tempo inexorável, inventou como "roer buracos" no espaço (e no tempo) e "dobrá-lo". Eles criaram uma variedade de saltos no hiperespaço de um ponto do espaço para outro, ignorando áreas intermediárias. Agora os cientistas se juntaram aos escritores de ficção científica.

Os físicos começaram a procurar estados extremos da matéria e brechas exóticas no universo, onde você pode se mover a uma velocidade superluminal contrária à teoria da relatividade de Einstein.

Foi assim que nasceu a ideia do buraco de minhoca. Esta toca liga as duas partes do Universo como um túnel esculpido conectando duas cidades separadas por uma alta montanha. Infelizmente, os buracos de minhoca só são possíveis no vácuo absoluto. Em nosso universo, essas tocas são extremamente instáveis: elas podem simplesmente entrar em colapso antes que uma espaçonave chegue lá.

No entanto, para criar buracos de minhoca estáveis, você pode usar o efeito descoberto pelo holandês Hendrik Casimir. Consiste na atração mútua de corpos não carregados condutores sob a ação de oscilações quânticas no vácuo. Acontece que o vácuo não está completamente vazio, existem flutuações no campo gravitacional em que partículas e buracos de minhoca microscópicos aparecem e desaparecem espontaneamente.

Resta apenas encontrar um dos buracos e esticá-lo, colocando-o entre duas bolas supercondutoras. Uma boca do buraco de minhoca permanecerá na Terra, a outra será movida pela espaçonave na velocidade da luz até a estrela - o objeto final. Ou seja, a espaçonave irá, por assim dizer, perfurar um túnel. Quando a nave chegar ao seu destino, o buraco de minhoca se abrirá para uma viagem interestelar realmente rápida, cuja duração será calculada em minutos.

BOLHA DE FORMAÇÃO

Semelhante à teoria da curvatura da bolha dos buracos de minhoca. Em 1994, o físico mexicano Miguel Alcubierre realizou cálculos de acordo com as equações de Einstein e descobriu a possibilidade teórica de deformação ondulatória do contínuo espacial. Nesse caso, o espaço encolherá na frente da espaçonave e simultaneamente se expandirá atrás dela. A nave estelar, por assim dizer, é colocada em uma bolha de curvatura, capaz de se mover a uma velocidade ilimitada. A genialidade da ideia é que a espaçonave repousa em uma bolha de curvatura e as leis da teoria da relatividade não são violadas. Ao mesmo tempo, a própria bolha de curvatura se move, distorcendo localmente o espaço-tempo.

Apesar da impossibilidade de viajar mais rápido que a luz, nada impede que o espaço se mova ou propague a deformação do espaço-tempo mais rápido que a luz, que se acredita ter acontecido imediatamente após o Big Bang na formação do Universo.

Todas essas idéias ainda não se encaixam no quadro da ciência moderna, mas em 2012, os representantes da NASA anunciaram a preparação de um teste experimental da teoria do Dr. Alcubierre. Quem sabe, talvez a teoria da relatividade de Einstein algum dia se torne parte de uma nova teoria global. Afinal, o processo de aprendizagem é interminável. Assim, um dia seremos capazes de romper os espinhos até as estrelas.

Irina GROMOVA

1) Os faróis iluminam outros objetos e refletem de volta nos olhos?

Não. Como você sabe, você não pode exceder a velocidade da luz. Isso significa que em uma das direções a luz não pode brilhar de forma alguma, pois não é capaz de ultrapassar a velocidade do carro, portanto, nunca sairá dos faróis. No entanto, vivemos em um mundo multidimensional e nem toda luz brilha em uma direção.

Imagine um carro bidimensional sem massa (isto é, movendo-se na velocidade da luz) que emite dois fótons, um para cima e outro para baixo. As duas vigas se separam do veículo e permanecem atrás dele. Eles se movem na mesma velocidade da luz, mas não podem se mover frente com a mesma rapidez, já que um dos vetores de velocidade está para cima/para baixo, então nós os ultrapassamos. Esses fótons encontram algum obstáculo em seu caminho, como uma placa de trânsito ou uma árvore, e são refletidos de volta. O problema é que eles não podem mais alcançá-lo. Outras pessoas andando na calçada conseguem ver a luz refletida, mas você já saiu e nunca a verá.

Aqui está, tudo pode ser explicado pelo simples fato de que toda luz se move na mesma velocidade, não importa onde. Quase não tem nada a ver com a teoria da relatividade.

No entanto, há também uma versão mais hardcore.

2) As coisas que se movem na velocidade da luz podem ter faróis? Eles podem ter visão?

É aqui que a verdade louca da relatividade realmente entra em jogo, então você não precisa se envergonhar se não entender alguma coisa, mas novamente a resposta é não.

Você pode estar familiarizado com o conceito de dilatação do tempo relativístico. Suponha que um amigo e eu entremos em trens diferentes e vamos um em direção ao outro. Passando, se olharmos pela janela para o relógio de parede no compartimento um do outro, então Ambas observe que eles vão mais devagar que o normal. Isso não ocorre porque o relógio desacelera, mas porque a luz entre nós entra em jogo: quanto mais rápido nos movemos, mais lento envelhecemos em relação a objetos menos móveis. Isso ocorre porque o tempo não é absoluto para todos os objetos do universo, é diferente para cada objeto e depende de sua velocidade. Nosso tempo depende nosso velocidade no universo. Você pode pensar nisso como se movendo em diferentes direções na escala do espaço-tempo. Há um certo problema aqui, porque nosso cérebro não está adaptado para entender a geometria do espaço-tempo, mas tende a representar o tempo como um absoluto. No entanto, depois de ler um pouco de literatura sobre o assunto, você normalmente pode tomá-lo como um fato natural: aqueles que se movem rapidamente em relação a você envelhecem mais lentamente.

Suponha que seu amigo esteja sentado em um carro hipotético e esteja correndo na velocidade da luz. Então, vamos substituir sua velocidade em nossa fórmula e ver qual é a resposta.

Oh-oh! Parece que ele não teve tempo nenhum! Deve haver algo errado com nossos cálculos?! Acontece que não. Tempo. Não. Existir. Por. Objetos. No. Velocidades. Sveta.

Simplesmente não existe.

Isso significa que as coisas na velocidade da luz não podem perceber os eventos "acontecedores" da mesma maneira que os percebemos. Os eventos não podem tomar lugar para eles. Eles podem agir, mas não podem ganhar experiência. O próprio Einstein disse uma vez: "O tempo existe para que tudo não aconteça ao mesmo tempo." Esta é uma coordenada projetada para construir eventos em uma sequência significativa, para que possamos entender o que está acontecendo luz, este princípio não funciona, porque tudo acontece ao mesmo tempo. Um viajante na velocidade da luz nunca verá, pensará ou sentirá nada que consideremos significativo.

Aqui está uma conclusão tão inesperada.

As sombras podem viajar mais rápido que a luz, mas não podem transportar matéria ou informação

O voo superluminal é possível?

As seções deste artigo têm subtítulos e você pode consultar cada seção separadamente.

Exemplos simples de viagens FTL

1. Efeito Cherenkov

Quando falamos de movimento superluminal, queremos dizer a velocidade da luz no vácuo. c(299 792 458 m/s). Portanto, o efeito Cherenkov não pode ser considerado como um exemplo de movimento superluminal.

2. Terceiro observador

Se o foguete UMA voa para longe de mim com velocidade 0,6c a oeste, e o foguete B voa para longe de mim com velocidade 0,6c leste, então vejo que a distância entre UMA e B aumenta com a velocidade 1.2c. Observando os mísseis voarem UMA e B do lado de fora, o terceiro observador vê que a velocidade total de remoção dos mísseis é maior do que c .

No entanto velocidade relativa não é igual à soma das velocidades. velocidade do foguete UMA sobre o foguete Bé a taxa na qual a distância até o foguete aumenta UMA, que é visto por um observador voando em um foguete B. A velocidade relativa deve ser calculada usando a fórmula de adição de velocidade relativística. (Veja Como você adiciona velocidades na relatividade especial?) Neste exemplo, a velocidade relativa é aproximadamente 0,88c. Portanto, neste exemplo, não obtivemos FTL.

3. Luz e sombra

Pense em quão rápido a sombra pode se mover. Se a lâmpada estiver próxima, a sombra do seu dedo na parede oposta se moverá muito mais rápido do que o dedo. Ao mover o dedo paralelamente à parede, a velocidade da sombra em D/d vezes maior que a velocidade de um dedo. Aqui dé a distância da lâmpada ao dedo, e D- da lâmpada para a parede. A velocidade será ainda maior se a parede estiver em um ângulo. Se a parede estiver muito distante, o movimento da sombra ficará atrás do movimento do dedo, pois a luz leva tempo para atingir a parede, mas a velocidade da sombra se movendo ao longo da parede aumentará ainda mais. A velocidade de uma sombra não é limitada pela velocidade da luz.

Outro objeto que pode viajar mais rápido que a luz é um ponto de luz de um laser direcionado à lua. A distância até a Lua é de 385.000 km. Você pode calcular a velocidade do movimento do ponto de luz na superfície da Lua sozinho com pequenas flutuações do ponteiro laser em sua mão. Você também pode gostar do exemplo de uma onda atingindo uma linha reta de praia em um pequeno ângulo. Com que velocidade o ponto de intersecção da onda e da costa pode se mover ao longo da praia?

Todas essas coisas podem acontecer na natureza. Por exemplo, um feixe de luz de um pulsar pode percorrer uma nuvem de poeira. Uma explosão poderosa pode criar ondas esféricas de luz ou radiação. Quando essas ondas se cruzam com uma superfície, círculos de luz aparecem nessa superfície e se expandem mais rápido que a luz. Tal fenômeno é observado, por exemplo, quando um pulso eletromagnético de um relâmpago passa pela atmosfera superior.

4. Corpo sólido

Se você tem uma haste longa e rígida e bate em uma extremidade da haste, a outra extremidade não se move imediatamente? Esta não é uma forma de transmissão superluminal de informação?

Isso seria certo E se havia corpos perfeitamente rígidos. Na prática, o impacto é transmitido ao longo da haste na velocidade do som, que depende da elasticidade e densidade do material da haste. Além disso, a teoria da relatividade limita as velocidades possíveis do som em um material pelo valor c .

O mesmo princípio se aplica se você segurar uma corda ou haste verticalmente, soltá-la e ela começar a cair sob a influência da gravidade. A extremidade superior que você solta começa a cair imediatamente, mas a extremidade inferior só começará a se mover depois de um tempo, pois a perda da força de retenção é transmitida pela haste na velocidade do som no material.

A formulação da teoria relativista da elasticidade é bastante complicada, mas a ideia geral pode ser ilustrada usando a mecânica newtoniana. A equação do movimento longitudinal de um corpo idealmente elástico pode ser derivada da lei de Hooke. Denote a densidade linear da haste ρ , módulo de Young S. Deslocamento longitudinal X satisfaz a equação de onda

ρ d 2 X/dt 2 - Y d 2 X/dx 2 = 0

Solução de onda plana viaja na velocidade do som s, que é determinado pela fórmula s 2 = Y/ρ. A equação de onda não permite que as perturbações do meio se movam mais rápido do que com a velocidade s. Além disso, a teoria da relatividade dá um limite para a quantidade de elasticidade: S< ρc 2 . Na prática, nenhum material conhecido se aproxima desse limite. Observe também que, mesmo que a velocidade do som esteja próxima de c, então a própria matéria não se move necessariamente com velocidade relativística.

Embora não existam corpos sólidos na natureza, há movimento de corpos rígidos, que pode ser usado para superar a velocidade da luz. Este tópico pertence à seção já descrita de sombras e pontos de luz. (Veja The Superluminal Scissors, The Rigid Rotating Disk in Relativity).

5. Velocidade de fase

equação de onda
d 2 u/dt 2 - c 2 d 2 u/dx 2 + w 2 u = 0

tem uma solução na forma
u \u003d A cos (ax - bt), c 2 a 2 - b 2 + w 2 \u003d 0

Estas são ondas senoidais que se propagam a uma velocidade v
v = b/a = sqrt(c 2 + w 2 /a 2)

Mas é mais do que c. Talvez esta seja a equação para táquions? (ver seção abaixo). Não, esta é a equação relativística usual para uma partícula com massa.

Para eliminar o paradoxo, você precisa distinguir entre "velocidade de fase" v ph e "velocidade de grupo" v gr, e
v ph v gr = c 2

A solução em forma de onda pode ter dispersão na frequência. Nesse caso, o pacote de ondas se move com uma velocidade de grupo menor que c. Usando um pacote de ondas, a informação só pode ser transmitida na velocidade de grupo. Ondas em um pacote de ondas se movem com velocidade de fase. A velocidade de fase é outro exemplo de movimento FTL que não pode ser usado para comunicação.

6. Galáxias superluminais

7. Foguete relativístico

Deixe um observador na Terra ver uma nave espacial se afastando a uma velocidade 0,8c De acordo com a teoria da relatividade, ele verá que o relógio da espaçonave está funcionando 5/3 vezes mais devagar. Se dividirmos a distância até o navio pelo tempo de voo de acordo com o relógio de bordo, obtemos a velocidade 4/3c. O observador conclui que, usando seu relógio de bordo, o piloto da nave também determinará que está voando em velocidade superluminal. Do ponto de vista do piloto, seu relógio está funcionando normalmente e o espaço interestelar encolheu por um fator de 5/3. Portanto, ele voa as distâncias conhecidas entre as estrelas mais rápido, a uma velocidade 4/3c .

Mas ainda não é um voo superluminal. Você não pode calcular a velocidade usando distância e tempo definidos em diferentes quadros de referência.

8. Velocidade da gravidade

Alguns insistem que a velocidade da gravidade é muito mais rápida c ou mesmo infinito. Veja A gravidade viaja na velocidade da luz? e O que é Radiação Gravitacional? Perturbações gravitacionais e ondas gravitacionais se propagam a uma velocidade c .

9. Paradoxo EPR

10. Fótons virtuais

11. Efeito túnel quântico

Na mecânica quântica, o efeito túnel permite que uma partícula supere uma barreira, mesmo que sua energia não seja suficiente para isso. É possível calcular o tempo de tunelamento através de tal barreira. E pode ser menos do que o necessário para a luz superar a mesma distância a uma velocidade c. Pode ser usado para enviar mensagens mais rápido que a luz?

A eletrodinâmica quântica diz "Não!" No entanto, foi realizado um experimento que demonstrou a transmissão superluminal de informações usando o efeito túnel. Através de uma barreira de 11,4 cm de largura a uma velocidade de 4,7 c A quadragésima sinfonia de Mozart foi apresentada. A explicação para este experimento é muito controversa. A maioria dos físicos acredita que com a ajuda do efeito túnel é impossível transmitir em formação mais rápido que a luz. Se fosse possível, então por que não enviar um sinal para o passado, colocando o equipamento em um quadro de referência em movimento rápido.

17. Teoria quântica de campos

Com exceção da gravidade, todos os fenômenos físicos observados correspondem ao "Modelo Padrão". O Modelo Padrão é uma teoria relativística do campo quântico que explica as forças eletromagnéticas e nucleares e todas as partículas conhecidas. Nesta teoria, qualquer par de operadores correspondentes a observáveis ​​físicos separados por um intervalo de eventos do tipo espacial "comuta" (ou seja, pode-se mudar a ordem desses operadores). Em princípio, isso implica que no Modelo Padrão a força não pode viajar mais rápido que a luz, e isso pode ser considerado o campo quântico equivalente ao argumento da energia infinita.

No entanto, não há provas impecavelmente rigorosas na teoria quântica de campos do Modelo Padrão. Ninguém ainda provou que esta teoria é internamente consistente. Muito provavelmente, não é. De qualquer forma, não há garantia de que não existam partículas ou forças ainda não descobertas que não obedeçam à proibição do movimento superluminal. Também não há generalização desta teoria, incluindo gravidade e relatividade geral. Muitos físicos que trabalham no campo da gravidade quântica duvidam que os conceitos simples de causalidade e localidade sejam generalizados. Não há garantia de que em uma futura teoria mais completa a velocidade da luz reterá o significado de velocidade limite.

18. Paradoxo do Vovô

Na relatividade especial, uma partícula viajando mais rápido que a luz em um referencial volta no tempo em outro referencial. As viagens FTL ou a transmissão de informações permitiriam viajar ou enviar uma mensagem ao passado. Se tal viagem no tempo fosse possível, então você poderia voltar no tempo e mudar o curso da história matando seu avô.

Este é um argumento muito forte contra a possibilidade de viagens FTL. É verdade que permanece uma possibilidade quase improvável de que seja possível alguma viagem superluminal limitada que não permita um retorno ao passado. Ou talvez a viagem no tempo seja possível, mas a causalidade é violada de alguma forma consistente. Tudo isso é muito implausível, mas se estamos discutindo FTL, é melhor estarmos prontos para novas ideias.

O contrário também é verdade. Se pudéssemos viajar no tempo, poderíamos superar a velocidade da luz. Você pode voltar no tempo, voar para algum lugar em baixa velocidade e chegar lá antes que a luz enviada da maneira usual chegue. Consulte Viagem no tempo para obter detalhes sobre este tópico.

Perguntas abertas de viagens FTL

Nesta última seção, descreverei algumas ideias sérias sobre possíveis viagens mais rápidas que a luz. Esses tópicos não são frequentemente incluídos nas Perguntas Frequentes, porque são mais como muitas novas perguntas do que como respostas. Eles estão incluídos aqui para mostrar que pesquisas sérias estão sendo feitas nessa direção. Apenas uma breve introdução ao tema é dada. Os detalhes podem ser encontrados na Internet. Tal como acontece com tudo na Internet, seja crítico com eles.

19. Táquions

Tachyons são partículas hipotéticas que viajam mais rápido que a luz localmente. Para fazer isso, eles devem ter um valor de massa imaginário. Neste caso, a energia e o momento do táquion são quantidades reais. Não há razão para acreditar que partículas superluminais não possam ser detectadas. Sombras e realces podem viajar mais rápido que a luz e podem ser detectados.

Até agora, os táquions não foram encontrados e os físicos duvidam de sua existência. Houve alegações de que em experimentos para medir a massa de neutrinos produzidos pelo decaimento beta do trítio, os neutrinos eram táquions. Isso é duvidoso, mas ainda não foi definitivamente refutado.

Existem problemas na teoria dos táquions. Além de possivelmente violar a causalidade, os táquions também tornam o vácuo instável. Pode ser possível contornar essas dificuldades, mas mesmo assim não poderemos usar táquions para transmissão superluminal de mensagens.

A maioria dos físicos acredita que o aparecimento de táquions em uma teoria é um sinal de alguns problemas com essa teoria. A ideia de táquions é tão popular com o público simplesmente porque eles são frequentemente mencionados na literatura de fantasia. Veja Táquions.

20. Buracos de Minhoca

O método mais famoso de viagem global FTL é o uso de "buracos de minhoca". Um buraco de minhoca é uma fenda no espaço-tempo de um ponto do universo a outro, que permite que você vá de uma extremidade do buraco à outra mais rápido do que o caminho normal. Os buracos de minhoca são descritos pela teoria geral da relatividade. Para criá-los, você precisa alterar a topologia do espaço-tempo. Talvez isso se torne possível dentro da estrutura da teoria quântica da gravidade.

Para manter um buraco de minhoca aberto, você precisa de áreas do espaço com energias negativas. C.W.Misner e K.S.Thorne propuseram usar o efeito Casimir em larga escala para criar energia negativa. Visser sugeriu o uso de cordas cósmicas para isso. Estas são ideias muito especulativas e podem não ser possíveis. Talvez a forma necessária de matéria exótica com energia negativa não exista.

O atual recorde de velocidade no espaço é mantido há 46 anos. Quando ele será derrotado? Nós, humanos, somos obcecados por velocidade. Assim, apenas nos últimos meses ficou conhecido que os estudantes na Alemanha bateram um recorde de velocidade para um carro elétrico, e nos EUA eles planejam melhorar as aeronaves hipersônicas de tal forma que atinjam velocidades cinco vezes maiores que a velocidade do som, ou seja, mais de 6100 km / h. Essas aeronaves não terão tripulação, mas não porque as pessoas não possam se mover em uma velocidade tão alta. De fato, as pessoas já se moveram a uma velocidade várias vezes maior que a velocidade do som. No entanto, existe um limite, superado, que nossos corpos velozes não serão mais capazes de suportar sobrecargas? O recorde de velocidade atual é igualmente realizada por três astronautas que participaram da missão espacial Apollo 10”, - Tom Stafford, John Young e Eugene Cernan. seria igual a 39.897 km/h. "Acho que cem anos atrás, dificilmente poderíamos imaginar que uma pessoa seria capaz de se mover no espaço a uma velocidade de quase 40 mil quilômetros por hora", diz Jim Bray do empresa aeroespacial Lockheed Martin. ), que está sendo desenvolvida pela agência espacial norte-americana NASA. - deve trazer os astronautas para a órbita baixa da Terra. Pode ser que com sua ajuda seja possível bater o recorde de velocidade de uma pessoa há 46 anos O novo foguete superpesado, que faz parte do Sistema de Lançamento Espacial, deve, segundo o plano, fazer sua primeiro voo tripulado em 2021. Este será um sobrevôo de um asteroide em uma órbita quase lunar e, em seguida, expedições de muitos meses a Marte devem seguir. Agora, segundo os projetistas, a velocidade máxima usual do Orion deve ser de aproximadamente 32.000 km/h. No entanto, a velocidade alcançada pela Apollo 10 poderia ser superada mesmo que se mantivesse a configuração básica do Orion, o que estamos planejando agora, mas mesmo o Orion não representará o pico do potencial de velocidade humana. “Basicamente, não há outro limite para a velocidade em que podemos viajar além da velocidade da luz”, diz Bray. A velocidade da luz é de um bilhão de km/h. Existe alguma esperança de que possamos superar a lacuna entre 40 mil km / he esses valores? Surpreendentemente, a velocidade como uma grandeza vetorial que denota a velocidade e a direção do movimento não é um problema para as pessoas no sentido físico, contanto que seja relativamente constante e direcionado em uma direção. Portanto, as pessoas - teoricamente - podem se mover no espaço apenas um pouco mais devagar do que o "limite de velocidade do universo", ou seja, a velocidade da luz. Mas mesmo supondo que superemos os obstáculos tecnológicos significativos associados à construção de naves espaciais de alta velocidade, nossos frágeis corpos d'água enfrentarão novos perigos associados aos efeitos da alta velocidade. E até agora apenas perigos imaginários podem surgir, se as pessoas podem viajar mais rápido do que a velocidade da luz explorando brechas na física moderna ou por descobertas que quebram o padrão. Como suportar sobrecargas No entanto, se pretendemos nos mover a uma velocidade superior a 40 mil km / h, teremos que alcançá-la e depois desacelerar, devagar e com paciência. Aceleração rápida e desaceleração igualmente rápida estão repletas de perigos mortais ao corpo humano. Isso é evidenciado pela gravidade das lesões corporais decorrentes de acidentes de carro, em que a velocidade cai de várias dezenas de quilômetros por hora para zero. Qual é a razão disso? Naquela propriedade do Universo, que se chama inércia ou a capacidade de um corpo físico com massa de resistir a uma mudança em seu estado de repouso ou movimento na ausência ou compensação de influências externas. Esta ideia é formulada na primeira lei de Newton, que diz: "Todo corpo continua a ser mantido em seu estado de repouso ou movimento uniforme e retilíneo, desde que não seja forçado por forças aplicadas a mudar esse estado." O estado de repouso e movimento a uma velocidade constante é normal para o ser humano corpo", explica Bray. "Devemos antes nos preocupar com o estado de uma pessoa no momento da aceleração "Há cerca de um século, o desenvolvimento de aeronaves duráveis ​​que podiam manobrar em velocidade levou os pilotos a falarem sobre sintomas estranhos causados ​​por mudanças na velocidade e direção de voo. Esses sintomas incluíam perda temporária de visão e uma sensação de peso ou leveza. O motivo é a força G, medida em unidades de G, que é a razão entre a aceleração linear e a aceleração da gravidade na superfície da Terra sob o influência da atração ou gravidade. Essas unidades refletem o efeito da aceleração de queda livre sobre a massa, por exemplo, do corpo humano. Uma sobrecarga de 1 G é igual ao peso de um corpo que está no campo de gravidade da Terra e é atraído para o centro do planeta a uma velocidade de 9,8 m / s (ao nível do mar) que uma pessoa experimenta verticalmente da cabeça aos pés ou vice-versa são realmente más notícias para pilotos e passageiros. desacelerando, o sangue corre dos dedos dos pés para a cabeça, há uma sensação de supersaturação, como em uma parada de mão. "Véu vermelho" (a sensação que uma pessoa experimenta quando o sangue corre para a cabeça) ocorre quando o as pálpebras inferiores sobem e fecham as pupilas dos olhos. E, inversamente, durante a aceleração ou forças g positivas, o sangue drena da cabeça para as pernas, os olhos e o cérebro começam a sentir falta de oxigênio, pois o sangue se acumula nas extremidades inferiores. há uma perda de visão de cores e rola, como se costuma dizer, um "véu cinza", então ocorre uma perda completa da visão ou um "véu preto", mas a pessoa permanece consciente. Sobrecargas excessivas levam a uma perda completa da consciência. Essa condição é chamada de síncope induzida por congestão. Muitos pilotos morreram devido ao fato de que um "véu preto" caiu sobre seus olhos - e eles caíram. A pessoa média pode suportar uma sobrecarga de cerca de cinco Gs antes de perder a consciência. Pilotos vestidos com trajes anti-g especiais e treinados em um maneira especial de esticar e relaxar os músculos do tronco para que o sangue não escorra da cabeça, são capazes de pilotar um avião com forças g de cerca de nove Gs. "Por curtos períodos de tempo, o corpo humano pode suportar muito mais forças G do que nove Gs", diz Jeff Sventek, diretor executivo da Association Aerospace Medicine, localizada em Alexandria, Virgínia. - Mas muito poucas pessoas podem suportar altas forças G por um longo período de tempo. "Nós, humanos, somos capazes suportar enormes forças G sem ferimentos graves, no entanto, apenas por alguns momentos. Coloque o capitão da Força Aérea dos EUA Eli Bieding Jr. Holloman viabase no Novo México. Em 1958, ao frear em um trenó especial movido a foguete, depois de acelerar a 55 km / h em 0,1 segundo, ele sofreu uma sobrecarga de 82,3 G. Esse resultado foi registrado por um acelerômetro preso ao peito. Os olhos de Beeding também estavam cobertos com um "véu preto", mas ele escapou apenas com hematomas durante esta notável demonstração da resistência do corpo humano. É verdade que, após a chegada, ele passou três dias no hospital. E agora no espaço Os astronautas, dependendo do veículo, também experimentaram forças G bastante altas - de três a cinco Gs - durante as decolagens e ao retornar às camadas densas da atmosfera, respectivamente. atingindo uma velocidade de cruzeiro estável de 26.000 km / h em órbita, os astronautas não experimentam velocidade superior à dos passageiros de voos comerciais. Se as sobrecargas não forem um problema para longas expedições na espaçonave Orion, então com pequenas rochas espaciais - micrometeoritos - são cada vez mais Essas partículas do tamanho de um grão de arroz podem desenvolver velocidades impressionantes e ao mesmo tempo destrutivas de até 300 mil km/h. Para garantir a integridade do navio e a segurança de sua tripulação, o Orion é equipado com uma camada protetora externa, cuja espessura varia de 18 a 30 cm. Além disso, são fornecidas blindagens adicionais e colocação inteligente de equipamentos no interior importante para toda a espaçonave, devemos calcular com precisão os ângulos de aproximação dos micrometeoritos ", diz Jim Bray. Fique tranquilo, os micrometeoritos não são o único obstáculo para missões espaciais, durante as quais altas velocidades de vôo humano no vácuo desempenharão um papel importante papel cada vez mais importante. durante a expedição a Marte, outros problemas práticos terão que ser resolvidos, por exemplo, para fornecer comida à tripulação e neutralizar o aumento do risco de câncer devido aos efeitos da radiação espacial no corpo humano. reduzirá a gravidade de tais problemas, de modo que a velocidade do movimento se tornará cada vez mais desejável oh. Vôo Espacial de Próxima GeraçãoEsta necessidade de velocidade levantará novos obstáculos no caminho dos viajantes espaciais.As novas espaçonaves da NASA que ameaçam quebrar o recorde de velocidade da Apollo 10 continuarão a depender de sistemas de química de propulsão de foguetes testados pelo tempo usados ​​desde os primeiros voos espaciais. Mas esses sistemas têm limites de velocidade severos devido à liberação de pequenas quantidades de energia por unidade de combustível. Portanto, para aumentar significativamente a velocidade de voo das pessoas que vão a Marte e além, como os cientistas reconhecem, são necessárias abordagens completamente novas. “Os sistemas que temos hoje são capazes de nos levar até lá”, diz Bray, “mas todos nós gostaríamos de testemunhar uma revolução de propulsão." Eric Davis, principal físico de pesquisa do Instituto de Estudos Avançados em Austin, Texas, e membro do Programa de Física de Movimento Breakthrough da NASA, um projeto de pesquisa de seis anos que terminou em 2002, identificou três dos meios mais promissores, do ponto de vista da física tradicional, capazes de ajudar a humanidade a atingir velocidades razoavelmente suficientes para viagens interplanetárias. aniquilação da antimatéria. O primeiro método consiste na fissão de átomos e é usado em reatores nucleares comerciais. O segundo, a fusão termonuclear, é criando átomos mais pesados ​​a partir de átomos mais simples - o tipo de reação que alimenta o sol. Esta é uma tecnologia que fascina, mas não é entregue às mãos; está "sempre daqui a 50 anos" - e sempre estará, como diz o velho lema da indústria. "Estas são tecnologias muito avançadas", diz Davis, "mas elas são baseadas na física tradicional e estão firmemente estabelecidas desde o início da era a Era Atômica." De acordo com estimativas otimistas, sistemas de propulsão baseados nos conceitos de fissão atômica e fusão termonuclear, em teoria, são capazes de acelerar um navio a 10% da velocidade da luz, ou seja, até uns valiosos 100 milhões de km / h. A fonte de energia mais preferida, embora indescritível, para uma espaçonave rápida é a antimatéria, o gêmeo e antípoda da matéria comum. Quando dois tipos de matéria entram em contato, eles se destroem, resultando na liberação de energia pura .Tecnologias que permitem a produção e armazenamento de - até agora extremamente insignificantes - quantidades de antimatéria já existem hoje. Ao mesmo tempo, a produção de antimatéria em quantidades úteis exigirá novas capacidades especiais da próxima geração , e a engenharia terá que entrar em uma corrida competitiva para criar uma espaçonave apropriada. Mas , diz Davis, algumas grandes idéias já estão sendo trabalhadas nas pranchetas. Naves espaciais movidas a energia de antimatéria podem acelerar por meses e até anos e atingir maiores porcentagens da velocidade da luz. Ao mesmo tempo, as sobrecargas a bordo permanecerão aceitáveis ​​para os habitantes dos navios e, ao mesmo tempo, essas fantásticas novas velocidades também serão repletas de outros perigos para o corpo humano. A uma velocidade de várias centenas de milhões de quilômetros por hora, qualquer partícula de poeira no espaço, de átomos de hidrogênio pulverizado a micrometeoritos, inevitavelmente se torna uma bala de alta energia que pode perfurar o casco de um navio. isso significa que as partículas que voam em sua direção se movem na mesma velocidade", diz Arthur Edelstein. Junto com seu falecido pai, William Edelstein, professor de radiologia da Faculdade de Medicina da Universidade Johns Hopkins, ele trabalhou em um trabalho científico que efeitos da exposição a átomos de hidrogênio cósmico (em pessoas e equipamentos) durante viagens espaciais ultrarrápidas no espaço. Embora seu conteúdo não exceda um átomo por centímetro cúbico, o hidrogênio espalhado no espaço pode adquirir as propriedades de intenso bombardeio de radiação. O hidrogênio começará se decompor em partículas subatômicas que penetrarão na nave e exporão a uma velocidade igual a 95% da velocidade da luz, a exposição a essa radiação significaria morte quase instantânea. , ferverá imediatamente. "Estes são todos problemas extremamente desagradáveis", observa Edelstein com humor sombrio. Ele e seu pai calcularam aproximadamente que, para criar algum tipo de sistema hipotético de proteção magnética que pudesse proteger a nave e seu povo da mortal chuva de hidrogênio, a nave poderia se mover a uma velocidade menor que a metade da velocidade do som. Então as pessoas a bordo têm a chance de sobreviver. Mark Millis, um físico translacional e ex-chefe do Programa de Física de Movimento Breakthrough da NASA, adverte que esse potencial limite de velocidade para voos espaciais continua sendo um problema para o futuro distante. "Com base no conhecimento físico acumulado até hoje, pode-se dizer que será extremamente difícil desenvolver uma velocidade superior a 10% da velocidade da luz”, diz Millis. “Ainda não estamos em perigo. , se ainda não entramos na água. Mais rápido que a luz? Se assumirmos que, por assim dizer, aprendemos a nadar, podemos então dominar o deslizamento através do espaço-tempo - se desenvolvermos mais essa analogia - e voar a uma velocidade superluminal? O ambiente, embora duvidoso, não deixa de ter certos vislumbres de iluminação educada na escuridão.Um desses modos de transporte intrigantes é baseado em tecnologias semelhantes às usadas no "warp drive" ou "warp drive" da série Star Trek. O princípio de funcionamento deste sistema de propulsão, também conhecido como o "motor de Alcubierre"* (em homenagem ao físico teórico mexicano Miguel Alcubierre) é que ele permite que a nave comprima o espaço-tempo normal descrito por Albert Einstein à sua frente e expanda Essencialmente, a nave se move em algum volume de espaço-tempo, uma espécie de "bolha de curvatura" que se move mais rápido que a velocidade da luz. Assim, a nave permanece estacionária no espaço-tempo normal nesta "bolha" sem ser deformada e evitando violações do limite universal de velocidade da luz, como um surfista correndo em uma prancha ao longo da crista de uma onda. "Há uma certa pegadinha aqui. Para implementar essa ideia, uma forma exótica de matéria com massa negativa é necessária para comprimir e expandir o espaço-tempo. nunca vi isso na natureza. ".Tem outra pegadinha. Em um artigo publicado em 2012, pesquisadores da Universidade de Sydney especularam que a "bolha de dobra" acumularia partículas cósmicas de alta energia à medida que inevitavelmente começasse a interagir com o conteúdo do universo. bombear o navio com radiação. Preso em velocidades sub-luz? Estamos realmente condenados a ficar presos em velocidades sub-luz por causa de nossa biologia delicada?! Não se trata tanto de estabelecer um novo recorde mundial (galáctico?) de velocidade para os humanos, mas sobre a perspectiva da humanidade transformando-se em uma sociedade interestelar .A metade da velocidade da luz - que é o limite que, segundo a pesquisa de Edelstein, nosso corpo pode suportar - uma viagem de ida e volta até a estrela mais próxima levará mais de 16 anos. (Os efeitos da dilatação do tempo, que faria com que a tripulação de uma nave estelar passasse menos tempo em seu sistema de coordenadas do que as pessoas deixadas na Terra em seu sistema de coordenadas, não seriam dramáticos na metade da velocidade da luz.) Mark Millis está cheio de esperança. . Considerando que a humanidade desenvolveu trajes anti-G e proteção contra micrometeoritos, permitindo que as pessoas viajem com segurança na grande distância azul e na escuridão do espaço repleta de estrelas, ele está confiante de que podemos encontrar maneiras de sobreviver, não importa quão alta velocidade fronteiras que alcançaremos no futuro. "As mesmas tecnologias que podem nos ajudar a alcançar novas e incríveis velocidades de movimento, diz Millis, nos fornecerão recursos novos, ainda desconhecidos, para proteger as tripulações. E em 1995, o físico teórico russo Sergei Krasnikov propôs o conceito de um dispositivo para viagens espaciais mais rápidas que a velocidade do som. A ideia foi chamada de "tubos de Krasnikov", uma curvatura artificial do espaço-tempo de acordo com o princípio do chamado buraco de minhoca. Hipoteticamente, a nave se moverá em linha reta da Terra até uma determinada estrela através do espaço-tempo curvo, passando por outras dimensões.De acordo com a teoria de Krasnikov, o viajante espacial retornará ao mesmo tempo em que partiu.

O século XX foi marcado pelas maiores descobertas no campo da física e da cosmologia. Os fundamentos dessas descobertas foram teorias desenvolvidas por uma galáxia de físicos proeminentes. O mais famoso deles é Albert Einstein, em cujo trabalho a física moderna é amplamente baseada. Das teorias do cientista, segue-se que a velocidade da luz no vácuo é a velocidade limite das partículas e da interação. E os paradoxos do tempo decorrentes dessas teorias são completamente surpreendentes: para objetos em movimento, o tempo flui mais lentamente em relação aos em repouso, e quanto mais próximo da velocidade da luz, mais o tempo diminui. Acontece que para um objeto voando na velocidade da luz, o tempo vai parar completamente.

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Isso nos dá esperança de que com o nível certo de tecnologia, teoricamente, uma pessoa é capaz de alcançar os cantos mais remotos do Universo dentro da vida de uma geração. Ao mesmo tempo, o tempo de voo no referencial da Terra será de milhões de anos, enquanto em um navio voando à velocidade da luz, apenas alguns dias se passarão... Tais possibilidades são impressionantes e, ao mesmo tempo, o surge a pergunta: se os físicos e engenheiros do futuro de alguma forma acelerarem a espaçonave a valores enormes, mesmo teoricamente até a velocidade da luz (embora nossa física negue tal possibilidade), seremos capazes de alcançar não apenas as galáxias mais distantes e estrelas, mas também a borda do nosso Universo, para olhar além da fronteira do desconhecido, sobre o qual os cientistas não têm ideia?

Sabemos que o Universo foi formado há cerca de 13,79 bilhões de anos e vem se expandindo continuamente desde então. Pode-se supor que seu raio no momento deveria ser de 13,79 bilhões de anos-luz e o diâmetro, respectivamente, de 27,58 bilhões de anos-luz. E isso seria verdade se o universo estivesse se expandindo uniformemente na velocidade da luz - a velocidade mais rápida possível. Mas os dados obtidos nos dizem que o universo está se expandindo com aceleração.

Observamos que as galáxias mais distantes de nós estão se afastando de nós mais rapidamente do que as próximas - o espaço do nosso mundo está em constante expansão. Ao mesmo tempo, há uma parte do Universo que está se afastando de nós mais rápido que a velocidade da luz. Ao mesmo tempo, nenhum postulado e conclusões da teoria da relatividade são violados - dentro do Universo, os objetos têm velocidades de subluz. Esta parte do Universo não pode ser vista - a velocidade dos fótons emitidos pelas fontes de radiação simplesmente não é suficiente para superar a velocidade de expansão do espaço.

Os cálculos mostram que a parte do nosso mundo visível para nós tem um diâmetro de cerca de 93 bilhões de anos-luz e é chamada de Metagaláxia. O que está além desse limite e até onde o Universo se estende, só podemos adivinhar. É lógico supor que a borda do universo está se afastando de nós mais rápido e excede em muito a velocidade da luz. E essa velocidade está aumentando constantemente. Torna-se óbvio que mesmo que algum objeto voe na velocidade da luz, ele nunca alcançará a borda do Universo, porque a borda do Universo se afastará dele mais rapidamente.

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