Upang makamit ang malapit sa bilis ng liwanag, ang isang multi-stage na rocket ay kailangang ibuhos ang ilan sa masa nito habang tumataas ang bilis, tulad ng ginagawa ng Super Haas rocket na nakalarawan dito.
Sabihin nating gusto mong pumunta sa isang interstellar na paglalakbay at makarating sa iyong patutunguhan sa lalong madaling panahon. Maaaring hindi mo ito magagawa hanggang bukas, ngunit kung mayroon ka ng lahat ng kinakailangang kasangkapan at teknolohiya, at kaunting tulong mula sa relativity ni Einstein, makakarating ka ba roon sa loob ng isang taon? Paano ang paglapit sa bilis ng liwanag? Iyan ang itinatanong ng aming mambabasa ngayong linggo:
Kamakailan ay nagbabasa ako ng isang libro kung saan sinubukan ng may-akda na ipaliwanag ang kambal na kabalintunaan sa pamamagitan ng pag-iisip ng isang sasakyang pangalangaang lumilipad sa 1 g sa loob ng 20 taon at pagkatapos ay bumalik. Posible bang mapanatili ang ganoong acceleration sa ganoong oras? Kung, halimbawa, sisimulan mo ang iyong paglalakbay sa unang araw ng bagong taon at lumipad sa bilis na 9.8 metro bawat segundo bawat segundo, kung gayon, ayon sa mga kalkulasyon, maaari mong maabot ang bilis ng liwanag bago matapos ang taon . Paano ako makakapagpabilis pa pagkatapos nito?
Upang maglakbay sa mga bituin, ito ay ganap na kinakailangan upang mapanatili ang tulad ng isang acceleration.
Itong paglulunsad sasakyang pangkalawakan Ang Columbia noong 1992 ay nagpapakita na ang isang rocket ay hindi bumibilis kaagad - ito ay tumatagal ng mahabang panahon upang mapabilis
Ang pinaka-advanced na mga rocket at jet propulsion system na nilikha ng sangkatauhan ay hindi sapat na makapangyarihan para sa ganoong gawain, dahil hindi sila nakakamit ng napakaraming acceleration. Ang mga ito ay kahanga-hanga dahil pinabilis nila ang isang malaking masa sa loob ng mahabang panahon. Ngunit ang acceleration ng mga rocket tulad ng Saturn-5, Atlas, Falcon at Soyuz ay hindi lalampas sa acceleration ng anumang sports car: mula 1 hanggang 2 g, kung saan ang g ay 9.8 metro bawat segundo squared. Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng isang rocket at isang sports car? Maaabot ng kotse ang limitasyon nito sa loob ng 9 na segundo, sa paligid ng 320 km / h. Ang isang rocket ay maaaring mapabilis sa ganitong paraan nang mas matagal - hindi segundo o minuto, ngunit isang quarter ng isang oras.
Ang NASA ang unang naglunsad ng Apollo 4 rocket mula sa Cape Kennedy Space Center. Bagama't bumilis ito nang kasing bilis ng isang sports car, ang susi nito sa tagumpay ay napanatili ang acceleration na iyon sa mahabang panahon.
Ito ay kung paano natin malalampasan ang gravitational pull ng Earth at pumunta sa orbit, maabot ang iba pang mga mundo sa ating solar system, o kahit na makatakas sa hila ng araw. Ngunit sa ilang mga punto, maaabot namin ang limitasyon - maaari kang mapabilis sa isang limitadong oras dahil sa mga paghihigpit sa dami ng gasolina na dinadala. Ang rocket fuel na ginagamit namin, sa kasamaang-palad, ay lubhang hindi epektibo. Nakita mo ang sikat na equation ni Einstein, E = mc 2 , na naglalarawan ng masa bilang isang anyo ng enerhiya, at ang enerhiya ay maaaring maimbak bilang materya. Ang aming kahanga-hangang rocket fuel ay lubhang hindi epektibo.
Unang test run ng SpaceX Raptor engine noong unang bahagi ng 2016
Gamit ang mga reaksiyong kemikal, ang gasolina ay nagko-convert ng hindi hihigit sa 0.001% ng masa nito sa enerhiya, na lubhang nililimitahan ang pinakamataas na bilis na magagamit sa spacecraft. At iyon ang dahilan kung bakit kailangan ng isang rocket na tumitimbang ng 500 tonelada upang maglunsad ng 5 toneladang kargamento sa geostationary orbit. Ang mga nuclear rocket ay magiging mas mahusay, na nagko-convert ng humigit-kumulang 0.5% ng kanilang masa sa enerhiya, ngunit ang perpektong resulta ay ang materya at antimatter na gasolina na nakakamit ng 100% na kahusayan sa E = mc 2 conversion. Kung mayroon kang isang rocket ng isang tiyak na masa, kahit na ano, at 5% lamang ng masa na ito ang nilalaman sa antimatter (at isa pang 5% sa disposable matter), ang paglipol sa oras ay maaaring kontrolin. Bilang resulta, makakakuha ka ng pare-pareho at tuluy-tuloy na acceleration ng 1 g sa mas matagal na panahon kaysa sa anumang iba pang gasolina na ibibigay sa iyo.
Ang ideya ng isang artist ng isang reaktibong sistema ng pagpapaandar gamit ang antimatter. Ang pagkawasak ng matter/antimatter ay gumagawa ng pinakamataas na density ng pisikal na enerhiya ng anumang kilalang substance
Kung kailangan mo ng patuloy na acceleration, kung gayon ang matter/antimatter annihilation, na ilang porsyento ng kabuuang mass, ay magbibigay-daan sa iyong mapabilis sa rate na ito sa loob ng ilang buwan nang sunud-sunod. Sa ganitong paraan, maaabot mo ang hanggang 40% ng bilis ng liwanag kung gagastusin mo ang buong taunang badyet ng United States sa paglikha ng antimatter, at mapabilis mo ang 100 kg ng payload. Kung kailangan mong bumilis nang mas mahaba, kailangan mong dagdagan ang dami ng gasolina na dadalhin mo. At kapag mas bumibilis ka, mas malapit ka sa bilis ng liwanag, mas maraming relativistic effect ang mapapansin mo.
Paano tumataas ang iyong bilis sa paglipas ng panahon kung patuloy kang bumibilis ng 1 g sa loob ng ilang araw, buwan, taon o isang dekada
Pagkatapos ng sampung araw na paglipad sa 1 g, nalampasan mo na ang Neptune, ang huling planeta sa solar system. Sa loob ng ilang buwan, mapapansin mong bumagal ang oras at lumiliit ang mga distansya. Sa isang taon, maaabot mo na ang 80% ng bilis ng liwanag; sa 2 taon makakakuha ka ng malapit sa 98% ng bilis ng liwanag; Pagkatapos ng 5 taon ng paglipad na may acceleration na 1 g, ikaw ay lilipat sa bilis na 99.99% ng bilis ng liwanag. At kapag mas matagal kang bumibilis, mas malapit ka sa bilis ng liwanag. Ngunit hinding hindi mo ito maaabot. Bukod dito, sa paglipas ng panahon, mangangailangan ito ng mas maraming enerhiya.
Sa isang logarithmic scale, makikita mo na kapag mas matagal kang bumibilis, mas malapit ka sa bilis ng liwanag, ngunit hindi mo ito maaabot. Kahit na pagkatapos ng 10 taon, lalapit ka sa 99.9999999% ng bilis ng liwanag, ngunit hindi mo ito maaabot.
Para sa unang sampung minuto ng acceleration, kakailanganin ang isang tiyak na halaga ng enerhiya, at sa pagtatapos ng panahong ito ay lilipat ka sa bilis na 6 km / s. Sa isa pang 10 minuto, dodoblehin mo ang iyong bilis sa 12 km/s, ngunit kukuha ito ng tatlong beses na mas maraming enerhiya. Sa isa pang sampung minuto ikaw ay kikilos sa bilis na 18 km/s, ngunit ito ay mangangailangan ng 5 beses na mas maraming enerhiya kaysa sa unang sampung minuto. Ang scheme na ito ay patuloy na gagana sa hinaharap. Sa isang taon, 100,000 beses ka nang gagamit ng enerhiya kaysa sa simula! Bilang karagdagan, ang bilis ay tataas nang mas kaunti.
Ang mga haba ay umiikli at ang oras ay umaabot. Ipinapakita ng graph kung paano ang isang spacecraft na gumagalaw na may acceleration na 1 g sa loob ng isang daang taon ay maaaring maglakbay sa halos anumang punto sa nakikitang uniberso, at bumalik mula doon, sa kabuuan ng isang buhay ng tao. Ngunit sa oras na bumalik siya, dagdag na oras na ang lumipas sa Earth.
Kung gusto mong pabilisin ang isang 100 kg na barko para sa isang taon sa 1 g, kailangan mo ng 1000 kg ng bagay at 1000 kg ng antimatter. Sa isang taon, lilipat ka sa 80% ng bilis ng liwanag, ngunit hindi mo ito malalampasan. Kahit na mayroon kang walang katapusang dami ng enerhiya. Ang patuloy na acceleration ay nangangailangan ng patuloy na pagtaas ng thrust, at kapag mas mabilis kang gumalaw, mas maraming enerhiya ang nasasayang sa relativistic effect. At hanggang sa malaman natin kung paano kokontrolin ang pagpapapangit ng espasyo, ang bilis ng liwanag ay mananatiling sukdulang limitasyon ng uniberso. Ang lahat ng may masa ay hindi makakaabot nito, lalo pa itong lampasan. Ngunit kung sisimulan mo ngayon, sa isang taon ay mapupunta ka kung saan wala pang macroscopic na bagay ang napunta dati!
ika-25 ng Marso, 2017
Ang paglalakbay sa FTL ay isa sa mga pundasyon ng space science fiction. Gayunpaman, malamang na lahat - kahit na ang mga taong malayo sa pisika - alam na ang pinakamataas na posibleng bilis ng paggalaw ng mga materyal na bagay o ang pagpapalaganap ng anumang mga signal ay ang bilis ng liwanag sa vacuum. Ito ay tinutukoy ng letrang c at halos 300 libong kilometro bawat segundo; eksaktong halaga c = 299 792 458 m/s.
Ang bilis ng liwanag sa vacuum ay isa sa mga pangunahing pisikal na pare-pareho. Ang imposibilidad na makamit ang mga bilis na lumampas sa c ay sumusunod sa espesyal na teorya ng relativity (SRT) ni Einstein. Kung posible na patunayan na ang paghahatid ng mga signal na may superluminal na bilis ay posible, ang teorya ng relativity ay babagsak. Sa ngayon, hindi pa ito nangyari, sa kabila ng maraming pagtatangka na pabulaanan ang pagbabawal sa pagkakaroon ng mga bilis na mas malaki kaysa sa c. Gayunpaman, ang mga kamakailang pang-eksperimentong pag-aaral ay nagsiwalat ng ilang napaka-kagiliw-giliw na mga phenomena, na nagpapahiwatig na sa ilalim ng mga espesyal na nilikha na kondisyon posible na obserbahan ang mga superluminal na bilis nang hindi lumalabag sa mga prinsipyo ng teorya ng relativity.
Upang magsimula, alalahanin natin ang mga pangunahing aspeto na may kaugnayan sa problema ng bilis ng liwanag.
Una sa lahat: bakit imposible (sa ilalim ng normal na mga kondisyon) na lumampas sa limitasyon ng liwanag? Dahil kung gayon ang pangunahing batas ng ating mundo ay nilabag - ang batas ng pananahilan, ayon sa kung saan ang epekto ay hindi maaaring higitan ang dahilan. Walang sinuman ang nakapansin na, halimbawa, ang isang oso ay unang nahulog na patay, at pagkatapos ay isang hunter shot. Sa bilis na lumampas sa c, ang pagkakasunod-sunod ng mga kaganapan ay nababaligtad, ang time tape ay nagre-rewind. Madali itong makikita mula sa sumusunod na simpleng pangangatwiran.
Ipagpalagay natin na tayo ay nasa isang tiyak na cosmic miracle ship na gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa liwanag. Pagkatapos ay unti-unti nating aabutan ang liwanag na ibinubuga ng pinagmulan sa nauna at naunang mga punto sa oras. Una, hahabulin natin ang mga photon na ibinubuga, sabihin, kahapon, pagkatapos - ibinubuga noong nakaraang araw, pagkatapos - isang linggo, isang buwan, isang taon na ang nakalipas, at iba pa. Kung ang pinagmumulan ng liwanag ay isang salamin na sumasalamin sa buhay, makikita muna natin ang mga kaganapan ng kahapon, pagkatapos ang araw bago ang kahapon, at iba pa. Nakikita natin, sabihin nating, isang matandang lalaki na unti-unting nagiging isang nasa katanghaliang-gulang na lalaki, pagkatapos ay naging isang binata, naging isang kabataan, naging isang bata ... Ibig sabihin, ang oras ay bumalik, tayo ay lilipat mula sa kasalukuyan hanggang ang nakaraan. Ang sanhi at bunga ay mababaligtad.
Bagaman ang argumentong ito ay ganap na binabalewala ang mga teknikal na detalye ng proseso ng pagmamasid sa liwanag, mula sa isang pangunahing punto ng view, malinaw na ipinapakita nito na ang paggalaw sa isang superluminal na bilis ay humahantong sa isang sitwasyon na imposible sa ating mundo. Gayunpaman, ang kalikasan ay nagtakda ng mas mahigpit na mga kondisyon: ang paggalaw ay hindi matamo hindi lamang sa superluminal na bilis, kundi pati na rin sa bilis na katumbas ng bilis ng liwanag - maaari mo lamang itong lapitan. Ito ay sumusunod mula sa teorya ng relativity na sa pagtaas ng bilis ng paggalaw, tatlong pangyayari ang lumitaw: ang masa ng isang gumagalaw na bagay ay tumataas, ang laki nito ay bumababa sa direksyon ng paggalaw, at ang paglipas ng oras sa bagay na ito ay bumagal (mula sa ang punto ng view ng isang panlabas na "nagpapahinga" na tagamasid). Sa ordinaryong bilis, ang mga pagbabagong ito ay bale-wala, ngunit habang papalapit tayo sa bilis ng liwanag, sila ay nagiging mas kapansin-pansin, at sa limitasyon - sa bilis na katumbas ng c - ang masa ay nagiging walang hanggan na malaki, ang bagay ay ganap na nawawala ang laki nito sa ang direksyon ng paggalaw at oras ay humihinto dito. Samakatuwid, walang materyal na katawan ang makakaabot sa bilis ng liwanag. Tanging ang liwanag mismo ang may ganoong bilis! (At isang "all-penetrating" na particle - isang neutrino, na, tulad ng isang photon, ay hindi maaaring gumalaw sa bilis na mas mababa sa c.)
Ngayon tungkol sa bilis ng paghahatid ng signal. Dito angkop na gamitin ang representasyon ng liwanag sa anyo ng mga electromagnetic wave. Ano ang signal? Ito ay ilang impormasyon na ipapadala. Ang isang perpektong electromagnetic wave ay isang walang katapusan na sinusoid ng mahigpit na isang dalas, at hindi ito maaaring magdala ng anumang impormasyon, dahil ang bawat yugto ng naturang sinusoid ay eksaktong inuulit ang nauna. Ang bilis ng paggalaw ng phase ng isang sinusoidal wave - ang tinatawag na phase speed - ay maaaring sa isang daluyan sa ilalim ng ilang mga kundisyon ay lumampas sa bilis ng liwanag sa isang vacuum. Walang mga paghihigpit dito, dahil ang bilis ng phase ay hindi ang bilis ng signal - hindi pa ito umiiral. Upang lumikha ng isang senyas, kailangan mong gumawa ng ilang uri ng "marka" sa alon. Ang nasabing marka ay maaaring, halimbawa, isang pagbabago sa alinman sa mga parameter ng alon - amplitude, dalas o paunang yugto. Ngunit sa sandaling ang marka ay ginawa, ang alon ay nawawala ang sinusoidality nito. Ito ay nagiging modulated, na binubuo ng isang hanay ng mga simpleng sinusoidal wave na may iba't ibang amplitudes, frequency at paunang phase - isang grupo ng mga wave. Ang bilis ng paggalaw ng marka sa modulated wave ay ang bilis ng signal. Kapag nagpapalaganap sa isang daluyan, ang tulin na ito ay karaniwang tumutugma sa bilis ng pangkat na nagpapakilala sa pagpapalaganap ng nasa itaas na pangkat ng mga alon sa kabuuan (tingnan ang "Science and Life" No. 2, 2000). Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang bilis ng grupo, at samakatuwid ang bilis ng signal, ay mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag sa vacuum. Ito ay hindi nagkataon na ang expression na "sa ilalim ng normal na mga kondisyon" ay ginagamit dito, dahil sa ilang mga kaso ang bilis ng grupo ay maaaring lumampas sa c o kahit na mawala ang kahulugan nito, ngunit pagkatapos ay hindi ito nalalapat sa pagpapalaganap ng signal. Sa SRT, itinatag na imposibleng magpadala ng signal sa bilis na higit sa c.
Bakit ganun? Dahil ang balakid sa paghahatid ng anumang signal na may bilis na mas malaki kaysa sa c ay ang parehong batas ng pananahilan. Isipin natin ang ganoong sitwasyon. Sa isang puntong A, ang isang ilaw na flash (kaganapan 1) ay nag-o-on sa isang aparato na nagpapadala ng isang partikular na signal ng radyo, at sa isang malayong punto B, sa ilalim ng pagkilos ng signal ng radyo na ito, isang pagsabog ang nangyayari (kaganapan 2). Malinaw na ang kaganapan 1 (flash) ay ang sanhi, at ang kaganapan 2 (pagsabog) ay ang epekto na nangyayari sa huli kaysa sa sanhi. Ngunit kung ang signal ng radyo ay nagpalaganap sa isang superluminal na bilis, ang isang tagamasid malapit sa punto B ay unang makakita ng isang pagsabog, at pagkatapos lamang - isang flash ng liwanag na umabot sa kanya sa bilis ng isang ilaw na flash, ang sanhi ng pagsabog. Sa madaling salita, para sa tagamasid na ito, ang kaganapan 2 ay nangyari bago ang kaganapan 1, iyon ay, ang epekto ay mauuna sa sanhi.
Angkop na bigyang-diin na ang "superluminal na pagbabawal" ng teorya ng relativity ay ipinapataw lamang sa paggalaw ng mga materyal na katawan at ang paghahatid ng mga signal. Sa maraming mga sitwasyon posible na lumipat sa anumang bilis, ngunit ito ay ang paggalaw ng mga di-materyal na bagay at signal. Halimbawa, isipin ang dalawang medyo mahaba na pinuno na nakahiga sa parehong eroplano, ang isa ay matatagpuan nang pahalang, at ang isa ay intersects ito sa isang maliit na anggulo. Kung ang unang linya ay inilipat pababa (sa direksyon na ipinahiwatig ng arrow) sa mataas na bilis, ang intersection point ng mga linya ay maaaring gawin upang tumakbo nang arbitraryong mabilis, ngunit ang puntong ito ay hindi isang materyal na katawan. Isa pang halimbawa: kung kukuha ka ng flashlight (o, sabihin nating, isang laser na nagbibigay ng isang makitid na sinag) at mabilis na naglalarawan ng isang arko sa hangin, kung gayon ang linear na bilis ng light spot ay tataas nang may distansya at, sa isang sapat na malaking distansya, lalampas c. Ang lugar ng liwanag ay lilipat sa pagitan ng mga punto A at B sa superluminal na bilis, ngunit hindi ito magiging isang pagpapadala ng signal mula A hanggang B, dahil ang nasabing lugar ng liwanag ay hindi nagdadala ng anumang impormasyon tungkol sa punto A.
Mukhang nalutas na ang tanong ng superluminal na bilis. Ngunit noong dekada 60 ng ikadalawampu siglo, ang mga teoretikal na pisiko ay naglagay ng hypothesis ng pagkakaroon ng mga superluminal na particle, na tinatawag na mga tachyon. Ang mga ito ay napakakakaibang mga particle: ang mga ito ay posible sa teorya, ngunit upang maiwasan ang mga kontradiksyon sa teorya ng relativity, kinailangan silang magtalaga ng isang haka-haka na masa ng pahinga. Ang pisikal na haka-haka na masa ay hindi umiiral, ito ay isang purong mathematical abstraction. Gayunpaman, hindi ito nagdulot ng labis na pag-aalala, dahil ang mga tachyon ay hindi maaaring magpahinga - mayroon sila (kung mayroon sila!) Sa mga bilis na lumalampas sa bilis ng liwanag sa vacuum, at sa kasong ito ang masa ng tachyon ay lumalabas na totoo. Mayroong ilang pagkakatulad sa mga photon dito: ang isang photon ay may zero rest mass, ngunit nangangahulugan lamang iyon na ang photon ay hindi maaaring magpapahinga - ang liwanag ay hindi maaaring ihinto.
Ang pinakamahirap na bagay ay, tulad ng inaasahan, upang ipagkasundo ang hypothesis ng tachyon sa batas ng pananahilan. Ang mga pagtatangka na ginawa sa direksyon na ito, kahit na sila ay medyo mapanlikha, ay hindi humantong sa halatang tagumpay. Wala pang nakapag-eksperimentong magrehistro ng mga tachyon. Bilang resulta, ang interes sa mga tachyon bilang superluminal elementary particle ay unti-unting nawala.
Gayunpaman, noong 60s, isang kababalaghan ang natuklasan sa eksperimento, na sa una ay humantong sa pagkalito ng mga pisiko. Ito ay inilarawan nang detalyado sa artikulo ni A. N. Oraevsky "Superluminal waves in amplifying media" (UFN No. 12, 1998). Dito ay maikli nating ibubuod ang kakanyahan ng bagay, na tinutukoy ang mambabasa na interesado sa mga detalye sa nasabing artikulo.
Di-nagtagal pagkatapos ng pagtuklas ng mga laser - noong unang bahagi ng 1960s - lumitaw ang problema sa pagkuha ng maikli (na may tagal ng pagkakasunud-sunod ng 1 ns = 10-9 s) na may mataas na kapangyarihan na mga pulso ng ilaw. Upang gawin ito, isang maikling laser pulse ang ipinasa sa pamamagitan ng optical quantum amplifier. Ang pulso ay nahati ng isang beam-splitting mirror sa dalawang bahagi. Ang isa sa kanila, mas malakas, ay ipinadala sa amplifier, at ang isa pa ay nagpalaganap sa hangin at nagsilbing reference pulse, kung saan posible na ihambing ang pulso na dumaan sa amplifier. Ang parehong mga pulso ay ipinakain sa mga photodetector, at ang kanilang mga signal ng output ay maaaring makitang biswal sa screen ng oscilloscope. Inaasahan na ang light pulse na dumadaan sa amplifier ay makakaranas ng ilang pagkaantala dito kumpara sa reference pulse, iyon ay, ang bilis ng pagpapalaganap ng liwanag sa amplifier ay mas mababa kaysa sa hangin. Ano ang pagkamangha ng mga mananaliksik nang matuklasan nila na ang pulso ay lumaganap sa pamamagitan ng amplifier sa bilis na hindi lamang mas malaki kaysa sa hangin, ngunit ilang beses din na mas malaki kaysa sa bilis ng liwanag sa vacuum!
Matapos mabawi mula sa unang pagkabigla, nagsimulang hanapin ng mga physicist ang dahilan para sa gayong hindi inaasahang resulta. Walang sinuman ang nagkaroon ng kahit kaunting pagdududa tungkol sa mga prinsipyo ng espesyal na teorya ng relativity, at ito mismo ang nakatulong upang mahanap ang tamang paliwanag: kung ang mga prinsipyo ng SRT ay napanatili, kung gayon ang sagot ay dapat na hanapin sa mga katangian ng amplifying medium. .
Nang hindi pumunta sa mga detalye dito, itinuturo lamang namin na ang isang detalyadong pagsusuri ng mekanismo ng pagkilos ng amplifying medium ay ganap na nilinaw ang sitwasyon. Ang punto ay isang pagbabago sa konsentrasyon ng mga photon sa panahon ng pagpapalaganap ng pulso - isang pagbabago dahil sa isang pagbabago sa nakuha ng daluyan hanggang sa isang negatibong halaga sa panahon ng pagpasa ng hulihan na bahagi ng pulso, kapag ang daluyan ay mayroon na sumisipsip ng enerhiya, dahil ang sarili nitong reserba ay naubos na dahil sa paglipat nito sa liwanag na pulso. Ang pagsipsip ay hindi nagiging sanhi ng pagtaas, ngunit isang pagbawas sa salpok, at sa gayon ang salpok ay lumalakas sa harap at humina sa likod nito. Isipin natin na pinagmamasdan natin ang pulso sa tulong ng isang instrumento na gumagalaw sa bilis ng liwanag sa daluyan ng isang amplifier. Kung ang daluyan ay transparent, makikita natin ang isang salpok na nagyelo sa kawalang-kilos. Sa medium kung saan nagaganap ang prosesong nabanggit sa itaas, ang pagpapalakas ng nangungunang gilid at ang paghina ng trailing na gilid ng pulso ay lilitaw sa nagmamasid sa paraang ang medium, kumbaga, ay inilipat ang pulso pasulong. . Ngunit dahil ang aparato (tagamasid) ay gumagalaw sa bilis ng liwanag, at naabutan ito ng salpok, kung gayon ang bilis ng salpok ay lumampas sa bilis ng liwanag! Ang epektong ito ang nairehistro ng mga eksperimento. At dito ay talagang walang kontradiksyon sa teorya ng relativity: ang proseso lang ng amplification ay kaya ang konsentrasyon ng mga photon na lumabas nang mas maaga ay lumalabas na mas malaki kaysa sa mga lumabas mamaya. Hindi mga photon ang gumagalaw nang may superluminal na bilis, ngunit ang sobre ng pulso, lalo na ang maximum nito, na sinusunod sa oscilloscope.
Kaya, habang sa ordinaryong media ay palaging may pagpapahina ng liwanag at pagbaba sa bilis nito, na tinutukoy ng refractive index, sa aktibong laser media, hindi lamang ang pagpapalakas ng liwanag ay sinusunod, kundi pati na rin ang pagpapalaganap ng isang pulso na may superluminal na bilis.
Sinubukan ng ilang physicist na patunayan sa eksperimento ang pagkakaroon ng superluminal motion sa tunnel effect - isa sa mga pinakakahanga-hangang phenomena sa quantum mechanics. Ang epektong ito ay binubuo sa katotohanan na ang isang microparticle (mas tiyak, isang microobject na nagpapakita ng parehong mga katangian ng isang particle at ang mga katangian ng isang alon sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon) ay maaaring tumagos sa tinatawag na potensyal na hadlang - isang kababalaghan na ganap na imposible. sa klasikal na mekanika (kung saan ang ganoong sitwasyon ay maihahalintulad: ang bolang ibinabato sa dingding ay mapupunta sa kabilang panig ng dingding, o ang pag-alon-alon na paggalaw na ibinigay ng isang lubid na nakatali sa dingding ay ipapasa sa isang lubid na nakatali sa pader sa kabilang panig). Ang kakanyahan ng epekto ng tunnel sa quantum mechanics ay ang mga sumusunod. Kung ang isang micro-object na may isang tiyak na enerhiya ay nakatagpo sa isang lugar na may potensyal na enerhiya na lumampas sa enerhiya ng micro-object, ang lugar na ito ay isang hadlang para dito, ang taas nito ay tinutukoy ng pagkakaiba ng enerhiya. Ngunit ang micro-object ay "tumagas" sa hadlang! Ang posibilidad na ito ay ibinigay sa kanya ng kilalang Heisenberg uncertainty relation, na isinulat para sa enerhiya at oras ng pakikipag-ugnayan. Kung ang pakikipag-ugnayan ng microobject sa hadlang ay nangyari para sa isang sapat na tiyak na oras, kung gayon ang enerhiya ng microobject, sa kabaligtaran, ay mailalarawan ng kawalan ng katiyakan, at kung ang kawalan ng katiyakan na ito ay nasa pagkakasunud-sunod ng taas ng hadlang, kung gayon ang huli ay titigil. upang maging isang hindi malulutas na balakid para sa microobject. Ito ay ang rate ng pagtagos sa pamamagitan ng potensyal na hadlang na naging paksa ng pananaliksik ng isang bilang ng mga physicist, na naniniwala na ito ay maaaring lumampas sa c.
Noong Hunyo 1998, ang isang internasyonal na simposyum sa mga problema ng mga superluminal na galaw ay ginanap sa Cologne, kung saan ang mga resulta na nakuha sa apat na laboratoryo - sa Berkeley, Vienna, Cologne at Florence ay tinalakay.
At sa wakas, noong 2000, dalawang bagong eksperimento ang iniulat kung saan lumitaw ang mga epekto ng superluminal propagation. Isa sa mga ito ay isinagawa ni Lijun Wong at mga katrabaho sa isang research institute sa Princeton (USA). Ang kanyang resulta ay ang isang magaan na pulso na pumapasok sa isang silid na puno ng singaw ng cesium ay nagpapataas ng bilis nito sa pamamagitan ng isang kadahilanan na 300. Ito ay lumabas na ang pangunahing bahagi ng pulso ay umalis sa malayong dingding ng silid bago pa man ang pulso ay pumasok sa silid sa pamamagitan ng front wall. Ang ganitong sitwasyon ay sumasalungat hindi lamang sa sentido komun, ngunit, sa esensya, ang teorya ng relativity din.
Ang ulat ni L. Wong ay nagbunsod ng matinding talakayan sa mga physicist, karamihan sa kanila ay hindi hilig na makita sa mga resulta na nakakuha ng isang paglabag sa mga prinsipyo ng relativity. Ang hamon, naniniwala sila, ay ipaliwanag nang tama ang eksperimentong ito.
Sa eksperimento ni L. Wong, ang liwanag na pulso na pumapasok sa silid na may singaw ng cesium ay may tagal na humigit-kumulang 3 μs. Ang mga cesium atoms ay maaaring nasa labing-anim na posibleng quantum mechanical states, na tinatawag na "ground state hyperfine magnetic sublevels". Gamit ang optical laser pumping, halos lahat ng mga atomo ay dinala sa isa lamang sa labing-anim na estado na ito, na tumutugma sa halos ganap na zero na temperatura sa Kelvin scale (-273.15 ° C). Ang haba ng silid ng cesium ay 6 na sentimetro. Sa isang vacuum, ang ilaw ay naglalakbay ng 6 na sentimetro sa 0.2 ns. Tulad ng ipinakita ng mga sukat, ang liwanag na pulso ay dumaan sa silid na may cesium sa isang oras na 62 ns na mas maikli kaysa sa vacuum. Sa madaling salita, ang transit time ng isang pulso sa pamamagitan ng isang cesium medium ay may "minus" na senyales! Sa katunayan, kung ibawas natin ang 62 ns mula sa 0.2 ns, makakakuha tayo ng "negatibong" oras. Ang "negatibong pagkaantala" na ito sa daluyan - isang hindi maintindihan na pagtalon sa oras - ay katumbas ng oras kung saan ang pulso ay gagawa ng 310 na dumaan sa silid sa vacuum. Ang kinahinatnan ng "pagbaliktad ng oras" na ito ay ang salpok na umaalis sa silid ay nagawang lumayo mula rito ng 19 metro bago ang papasok na salpok ay umabot sa malapit na dingding ng silid. Paano maipapaliwanag ang gayong hindi kapani-paniwalang sitwasyon (maliban kung, siyempre, walang duda tungkol sa kadalisayan ng eksperimento)?
Sa paghusga sa talakayan na nabuksan, ang isang eksaktong paliwanag ay hindi pa natagpuan, ngunit walang alinlangan na ang hindi pangkaraniwang mga katangian ng pagpapakalat ng daluyan ay gumaganap ng isang papel dito: ang singaw ng cesium, na binubuo ng mga atom na nasasabik ng laser light, ay isang daluyan na may maanomalyang pagpapakalat. Alalahanin natin sandali kung ano ito.
Ang dispersion ng isang substance ay ang dependence ng phase (karaniwan) refractive index n sa wavelength ng liwanag l. Sa normal na dispersion, ang refractive index ay tumataas nang bumababa ang wavelength, at ito ang kaso sa salamin, tubig, hangin, at lahat ng iba pang mga sangkap na transparent sa liwanag. Sa mga sangkap na malakas na sumisipsip ng liwanag, ang kurso ng refractive index ay bumabaligtad na may pagbabago sa wavelength at nagiging mas steeper: na may pagbaba sa l (pagtaas ng frequency w), ang refractive index ay bumababa nang husto at sa isang tiyak na hanay ng mga wavelength ay nagiging mas kaunti. kaysa sa pagkakaisa (phase velocity Vf > s ). Ito ang maanomalyang pagpapakalat, kung saan ang pattern ng pagpapalaganap ng liwanag sa isang sangkap ay nagbabago nang radikal. Ang bilis ng pangkat na Vgr ay nagiging mas malaki kaysa sa bilis ng phase ng mga alon at maaaring lumampas sa bilis ng liwanag sa vacuum (at maging negatibo rin). Itinuturo ni L. Wong ang pangyayaring ito bilang dahilan na pinagbabatayan ng posibilidad na ipaliwanag ang mga resulta ng kanyang eksperimento. Gayunpaman, dapat tandaan na ang kundisyong Vgr > c ay puro pormal, dahil ang konsepto ng bilis ng grupo ay ipinakilala para sa kaso ng maliit (normal) na pagpapakalat, para sa transparent na media, kapag ang isang grupo ng mga alon ay halos hindi nagbabago ng hugis nito habang pagpapalaganap. Sa mga rehiyon ng maanomalyang pagpapakalat, gayunpaman, ang liwanag na pulso ay mabilis na nababago at ang konsepto ng bilis ng grupo ay nawawala ang kahulugan nito; sa kasong ito, ang mga konsepto ng bilis ng signal at bilis ng pagpapalaganap ng enerhiya ay ipinakilala, na sa transparent na media ay tumutugma sa bilis ng grupo, habang sa media na may pagsipsip ay nananatili silang mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag sa vacuum. Ngunit narito kung ano ang kawili-wili tungkol sa eksperimento ni Wong: ang isang magaan na pulso, na dumadaan sa isang daluyan na may maanomalyang pagpapakalat, ay hindi nababago - napanatili nito ang hugis nito nang eksakto! At ito ay tumutugma sa pagpapalagay na ang salpok ay kumakalat sa bilis ng grupo. Ngunit kung gayon, kung gayon ay lumalabas na walang pagsipsip sa daluyan, bagaman ang maanomalyang pagpapakalat ng daluyan ay tiyak na dahil sa pagsipsip! Si Wong mismo, na kinikilala na marami ang nananatiling hindi malinaw, ay naniniwala na kung ano ang nangyayari sa kanyang pang-eksperimentong setup ay maaaring malinaw na ipaliwanag bilang isang unang pagtatantya tulad ng sumusunod.
Ang liwanag na pulso ay binubuo ng maraming sangkap na may iba't ibang wavelength (mga frequency). Ipinapakita ng figure ang tatlo sa mga bahaging ito (wave 1-3). Sa ilang mga punto, ang lahat ng tatlong mga alon ay nasa yugto (ang kanilang maxima ay nag-tutugma); dito sila, pagdaragdag, palakasin ang bawat isa at bumuo ng isang salpok. Habang lumalaganap ang mga alon sa kalawakan, wala na sila sa yugto at sa gayon ay "pinapatay" ang isa't isa.
Sa rehiyon ng maanomalyang dispersion (sa loob ng cesium cell), ang alon na mas maikli (wave 1) ay nagiging mas mahaba. Sa kabaligtaran, ang wave na pinakamahaba sa tatlo (wave 3) ay nagiging pinakamaikli.
Dahil dito, ang mga yugto ng mga alon ay nagbabago rin nang naaayon. Kapag ang mga alon ay dumaan sa cesium cell, ang kanilang mga wavefront ay naibalik. Ang pagkakaroon ng undergone isang hindi pangkaraniwang phase modulation sa isang sangkap na may maanomalyang pagpapakalat, ang tatlong itinuturing na waves muli mahanap ang kanilang mga sarili sa phase sa ilang mga punto. Dito sila nagdaragdag muli at bumubuo ng isang pulso na eksaktong kapareho ng hugis na pumapasok sa daluyan ng cesium.
Karaniwan sa hangin, at sa katunayan sa anumang normal na dispersive transparent medium, ang isang light pulse ay hindi maaaring tumpak na mapanatili ang hugis nito kapag nagpapalaganap sa isang malayong distansya, iyon ay, ang lahat ng mga bahagi nito ay hindi maaaring nasa phase sa anumang malayong punto sa daanan ng pagpapalaganap. At sa ilalim ng normal na mga kondisyon, lumilitaw ang isang magaan na pulso sa isang malayong punto pagkaraan ng ilang oras. Gayunpaman, dahil sa mga maanomalyang katangian ng medium na ginamit sa eksperimento, ang pulso sa malayong punto ay naging phased sa parehong paraan tulad ng pagpasok sa medium na ito. Kaya, ang liwanag na pulso ay kumikilos na parang may negatibong pagkaantala sa oras sa pagpunta sa isang malayong punto, iyon ay, darating ito hindi mamaya, ngunit mas maaga kaysa sa pumasa sa medium!
Karamihan sa mga physicist ay may hilig na iugnay ang resultang ito sa paglitaw ng mababang-intensity precursor sa dispersive medium ng kamara. Ang katotohanan ay na sa parang multo agnas ng pulso, ang spectrum ay naglalaman ng mga bahagi ng mga di-makatwirang mataas na mga frequency na may hindi gaanong amplitude, ang tinatawag na precursor, na nauuna sa "pangunahing bahagi" ng pulso. Ang likas na katangian ng pagtatatag at ang anyo ng precursor ay nakasalalay sa batas ng pagpapakalat sa daluyan. Sa pag-iisip na ito, ang pagkakasunud-sunod ng mga kaganapan sa eksperimento ni Wong ay iminungkahi na bigyang-kahulugan bilang mga sumusunod. Ang papasok na alon, "lumalawak" ang tagapagbalita sa harap mismo, ay lumalapit sa camera. Bago ang rurok ng papasok na alon ay tumama sa malapit na dingding ng silid, ang pasimula ay nagpasimula ng hitsura ng isang pulso sa silid, na umaabot sa malayong pader at makikita mula dito, na bumubuo ng isang "reverse wave". Ang alon na ito, na lumalaganap nang 300 beses na mas mabilis kaysa sa c, ay umaabot sa malapit na pader at nakakatugon sa papasok na alon. Ang mga taluktok ng isang alon ay sumasalubong sa mga labangan ng isa pa upang kanselahin nila ang isa't isa at walang natitira. Lumalabas na ang papasok na alon ay "ibinabalik ang utang" sa mga atomo ng cesium, na "hiniram" ang enerhiya dito sa kabilang dulo ng silid. Ang sinumang nag-obserba lamang sa simula at pagtatapos ng eksperimento ay makakakita lamang ng pulso ng liwanag na "tumalon" pasulong sa oras, na kumikilos nang mas mabilis kaysa c.
Naniniwala si L. Wong na ang kanyang eksperimento ay hindi naaayon sa teorya ng relativity. Ang pahayag tungkol sa hindi pagkamit ng superluminal na bilis, naniniwala siya, ay naaangkop lamang sa mga bagay na may mass ng pahinga. Ang liwanag ay maaaring kinakatawan alinman sa anyo ng mga alon, kung saan ang konsepto ng masa ay karaniwang hindi naaangkop, o sa anyo ng mga photon na may rest mass, tulad ng kilala, katumbas ng zero. Samakatuwid, ang bilis ng liwanag sa isang vacuum, ayon kay Wong, ay hindi ang limitasyon. Gayunpaman, inamin ni Wong na ang epekto na natuklasan niya ay ginagawang imposibleng magpadala ng impormasyon nang mas mabilis kaysa c.
"Ang impormasyon dito ay nakapaloob na sa nangungunang gilid ng salpok," sabi ni P. Milonni, isang physicist sa Los Alamos National Laboratory sa Estados Unidos.
Karamihan sa mga physicist ay naniniwala na ang bagong gawain ay hindi humaharap sa isang mabagsik na dagok sa mga pangunahing prinsipyo. Ngunit hindi lahat ng physicist ay naniniwala na ang problema ay naayos na. Si Propesor A. Ranfagni, ng Italian research team na nagsagawa ng isa pang kawili-wiling eksperimento noong 2000, ay nagsabi na ang tanong ay bukas pa rin. Ang eksperimentong ito, na isinagawa ni Daniel Mugnai, Anedio Ranfagni at Rocco Ruggeri, ay natagpuan na ang mga sentimetro-wave na radio wave ay kumakalat sa normal na hangin sa bilis na 25% na mas mabilis kaysa c.
Sa pagbubuod, masasabi natin ang sumusunod.
Ang mga gawa ng mga nakaraang taon ay nagpapakita na sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang superluminal na bilis ay maaaring mangyari. Ngunit ano nga ba ang gumagalaw sa superluminal na bilis? Ang teorya ng relativity, tulad ng nabanggit na, ay nagbabawal sa gayong bilis para sa mga materyal na katawan at para sa mga signal na nagdadala ng impormasyon. Gayunpaman, ang ilang mga mananaliksik ay napaka matiyaga sa kanilang mga pagtatangka na ipakita ang pagtagumpayan ng light barrier partikular para sa mga signal. Ang dahilan nito ay nakasalalay sa katotohanan na sa espesyal na teorya ng relativity ay walang mahigpit na katwiran sa matematika (batay, sabihin, sa mga equation ni Maxwell para sa isang electromagnetic field) para sa imposibilidad ng pagpapadala ng mga signal sa bilis na mas malaki kaysa sa c. Ang gayong imposibilidad sa SRT ay itinatag, maaaring sabihin ng isa, puro arithmetically, batay sa formula ni Einstein para sa pagdaragdag ng mga bilis, ngunit sa isang pangunahing paraan ito ay nakumpirma ng prinsipyo ng sanhi. Si Einstein mismo, na isinasaalang-alang ang tanong ng superluminal signal transmission, ay sumulat na sa kasong ito "... napipilitan kaming isaalang-alang ang isang mekanismo ng paghahatid ng signal na posible, kapag ginagamit kung saan ang nakamit na aksyon ay nauuna sa dahilan. Ngunit, bagaman ang resulta na ito ay mula sa isang purong lohikal Ang punto ng pananaw ay hindi naglalaman ng sarili, sa aking palagay, walang mga kontradiksyon, gayunpaman ay sumasalungat sa katangian ng lahat ng ating karanasan hanggang sa isang lawak na ang imposibilidad ng pagpapalagay na V > c ay tila sapat na napatunayan. Ang prinsipyo ng causality ay ang pundasyon na pinagbabatayan ng imposibilidad ng superluminal signaling. At, tila, ang lahat ng paghahanap para sa mga superluminal na signal, nang walang pagbubukod, ay matitisod sa batong ito, gaano man karaming mga eksperimento ang gustong makakita ng gayong mga senyales, dahil ganoon ang kalikasan ng ating mundo.
Ngunit gayon pa man, isipin natin na ang matematika ng relativity ay gagana pa rin sa superluminal na bilis. Nangangahulugan ito na sa teorya ay maaari pa rin nating malaman kung ano ang mangyayari kung ang katawan ay lumampas sa bilis ng liwanag.
Isipin ang dalawang spaceship na papunta mula sa Earth patungo sa isang bituin na 100 light-years ang layo mula sa ating planeta. Ang unang barko ay umalis sa Earth sa 50% na bilis ng liwanag, kaya aabutin ng 200 taon upang makumpleto ang paglalakbay. Ang pangalawang barko, na nilagyan ng hypothetical warp drive, ay aalis sa 200% na bilis ng liwanag, ngunit 100 taon pagkatapos ng una. Ano ang mangyayari?
Ayon sa teorya ng relativity, ang tamang sagot ay higit na nakasalalay sa pananaw ng nagmamasid. Mula sa Earth, lalabas na ang unang barko ay naglakbay na ng medyo malayo bago maabutan ng pangalawang barko, na kumikilos nang apat na beses nang mas mabilis. Ngunit mula sa pananaw ng mga tao sa unang barko, ang lahat ay medyo naiiba.
Ang barko #2 ay gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa liwanag, na nangangahulugang maaari itong lumampas sa pagtakbo kahit na ang ilaw na inilalabas nito. Ito ay humahantong sa isang uri ng "liwanag na alon" (katulad ng tunog, ang mga magagaan na alon lamang ang nag-vibrate dito sa halip na mga panginginig ng hangin), na nagbibigay ng ilang mga kagiliw-giliw na epekto. Alalahanin na ang liwanag mula sa barko #2 ay gumagalaw nang mas mabagal kaysa sa barko mismo. Ang resulta ay isang visual na pagdodoble. Sa madaling salita, sa una ay makikita ng mga tripulante ng barko #1 na ang pangalawang barko ay lumitaw sa tabi nila na parang wala saan. Pagkatapos, ang liwanag mula sa pangalawang barko ay makakarating sa unang barko na may kaunting pagkaantala, at ang resulta ay isang nakikitang kopya na lilipat sa parehong direksyon na may bahagyang pagkaantala.
Ang isang bagay na katulad ay makikita sa mga laro sa computer kapag, bilang resulta ng isang pagkabigo ng system, nilo-load ng engine ang modelo at ang mga algorithm nito sa dulong punto ng paggalaw nang mas mabilis kaysa sa mismong motion animation na nagtatapos, kaya maraming mga take ang nangyari. Ito marahil ang dahilan kung bakit hindi nakikita ng ating kamalayan ang hypothetical na aspeto ng Uniberso kung saan ang mga katawan ay gumagalaw sa superluminal na bilis - marahil ito ay para sa pinakamahusay.
P.S. ... ngunit sa huling halimbawa, hindi ko naintindihan ang isang bagay, bakit ang tunay na posisyon ng barko ay nauugnay sa "ilaw na ibinubuga nito"? Well, kahit na makikita nila siya kahit papaano sa maling lugar, ngunit sa katotohanan ay aabutan niya ang unang barko!
pinagmumulan
Ang solar system ay hindi naging partikular na interes sa mga manunulat ng science fiction sa loob ng mahabang panahon. Ngunit, nakakagulat, ang ating "katutubong" mga planeta ay hindi nagiging sanhi ng maraming inspirasyon para sa ilang mga siyentipiko, kahit na hindi pa sila praktikal na ginalugad.
Ang pagkakaroon ng halos hindi pagputol ng isang bintana sa kalawakan, ang sangkatauhan ay napunit sa hindi kilalang mga distansya, at hindi lamang sa mga panaginip, tulad ng dati.
Nangako rin si Sergei Korolev na lilipad sa kalawakan sa lalong madaling panahon "sa isang tiket ng unyon ng manggagawa", ngunit ang pariralang ito ay kalahating siglo na, at ang isang space odyssey ay pa rin ang pulutong ng mga piling tao - masyadong mahal. Gayunpaman, dalawang taon na ang nakararaan, naglunsad ang HACA ng isang napakagandang proyekto 100 taong Starship, na kinabibilangan ng unti-unti at pangmatagalang paglikha ng isang siyentipiko at teknikal na pundasyon para sa mga paglipad sa kalawakan.
Ang hindi pa naganap na programang ito ay dapat makaakit ng mga siyentipiko, inhinyero at mahilig sa buong mundo. Kung ang lahat ay matagumpay, sa 100 taon ang sangkatauhan ay makakagawa ng isang interstellar ship, at lilipat tayo sa solar system tulad ng mga tram.
Kaya ano ang mga problema na kailangang lutasin upang maging isang katotohanan ang stellar flight?
ANG ORAS AT BILIS AY RELATIVE
Kahit na tila kakaiba, ang astronomiya ng mga awtomatikong sasakyan ay tila sa ilang mga siyentipiko ay isang halos nalutas na problema. At ito sa kabila ng katotohanan na ganap na walang punto sa paglulunsad ng automata sa mga bituin na may kasalukuyang bilis ng snail (mga 17 km / s) at iba pang primitive (para sa mga hindi kilalang kalsada) na kagamitan.
Ngayon ang American spacecraft na Pioneer 10 at Voyager 1 ay umalis sa solar system, wala nang anumang koneksyon sa kanila. Ang Pioneer 10 ay kumikilos patungo sa bituin na Aldebaran. Kung walang nangyari sa kanya, maaabot niya ang paligid ng bituin na ito ... sa loob ng 2 milyong taon. Sa parehong paraan, gumapang sa mga kalawakan ng Uniberso at iba pang mga device.
Kaya, hindi alintana kung ang isang barko ay matitirahan o hindi, upang lumipad sa mga bituin, kailangan nito ng isang mataas na bilis na malapit sa bilis ng liwanag. Gayunpaman, makakatulong ito na malutas ang problema ng paglipad lamang sa pinakamalapit na mga bituin.
"Kahit na nakagawa kami ng isang star ship na maaaring lumipad sa bilis na malapit sa bilis ng liwanag," isinulat ni K. Feoktistov, "ang oras ng paglalakbay lamang sa ating Galaxy ay kakalkulahin sa millennia at sampu-sampung millennia, dahil ang diameter nito ay humigit-kumulang 100,000 light years. Ngunit sa Earth, marami pa ang lilipas sa panahong ito.
Ayon sa teorya ng relativity, ang takbo ng oras sa dalawang sistema na gumagalaw na may kaugnayan sa isa't isa ay magkaiba. Dahil sa malalayong distansya ang barko ay magkakaroon ng oras upang bumuo ng isang bilis na napakalapit sa bilis ng liwanag, ang pagkakaiba sa oras sa Earth at sa barko ay magiging lalong malaki.
Ipinapalagay na ang unang layunin ng mga interstellar flight ay alpha Centauri (isang sistema ng tatlong bituin) - ang pinakamalapit sa amin. Sa bilis ng liwanag, maaari kang lumipad doon sa loob ng 4.5 taon, sa Earth sampung taon ang lilipas sa panahong ito. Ngunit mas malaki ang distansya, mas malaki ang pagkakaiba sa oras.
Tandaan ang sikat na Andromeda Nebula ni Ivan Efremov? Doon, ang paglipad ay sinusukat sa mga taon, at mga makalupa. Ang isang magandang kuwento, upang sabihin ang hindi bababa sa. Gayunpaman, ang inaasam na nebula na ito (mas tiyak, ang Andromeda galaxy) ay matatagpuan sa layo na 2.5 milyong light years mula sa amin.
Ayon sa ilang mga kalkulasyon, ang paglalakbay ng mga astronaut ay tatagal ng higit sa 60 taon (ayon sa mga oras ng starship), ngunit isang buong panahon ang lilipas sa Earth. Paano matutugunan ang espasyong "Neanderthals" ng kanilang malalayong inapo? At mabubuhay ba ang Earth sa lahat? Iyon ay, ang pagbabalik ay karaniwang walang kahulugan. Gayunpaman, tulad ng paglipad mismo: dapat nating tandaan na nakikita natin ang Andromeda galaxy tulad noong 2.5 milyong taon na ang nakalilipas - napakarami ng liwanag nito ang nakarating sa atin. Ano ang silbi ng paglipad sa isang hindi kilalang target, na, marahil, ay hindi umiral nang mahabang panahon, sa anumang kaso, sa dating anyo nito at sa lumang lugar?
Nangangahulugan ito na kahit na ang mga flight sa bilis ng liwanag ay makatwiran lamang hanggang sa medyo malapit na mga bituin. Gayunpaman, ang mga sasakyang lumilipad sa bilis ng liwanag, sa ngayon ay nabubuhay lamang sa isang teorya na kahawig ng science fiction, gayunpaman, siyentipiko.
ISANG BARKO NA ANG LAKI NG ISANG PLANETA
Naturally, una sa lahat, ang mga siyentipiko ay nagkaroon ng ideya na gamitin ang pinaka mahusay na thermonuclear reaction sa makina ng barko - na bahagyang pinagkadalubhasaan (para sa mga layuning militar). Gayunpaman, upang maglakbay sa parehong direksyon sa bilis na malapit sa bilis ng liwanag, kahit na may perpektong disenyo ng system, ang ratio ng paunang masa sa huling masa ay hindi bababa sa 10 hanggang sa ika-tatlumpung kapangyarihan. Ibig sabihin, ang spaceship ay magmumukhang isang malaking tren na may panggatong na kasing laki ng maliit na planeta. Imposibleng ilunsad ang gayong colossus sa kalawakan mula sa Earth. Oo, at mangolekta sa orbit - masyadong, ito ay hindi para sa wala na ang mga siyentipiko ay hindi talakayin ang pagpipiliang ito.
Ang ideya ng isang photon engine gamit ang prinsipyo ng pagpuksa ng bagay ay napakapopular.
Ang Annihilation ay ang pagbabago ng isang particle at isang antiparticle sa panahon ng kanilang banggaan sa anumang iba pang mga particle na naiiba mula sa mga orihinal. Ang pinaka-pinag-aralan ay ang pagpuksa ng isang electron at isang positron, na bumubuo ng mga photon, na ang enerhiya ay magpapagalaw sa spaceship. Ang mga kalkulasyon ng mga Amerikanong physicist na sina Ronan Keane at Wei-ming Zhang ay nagpapakita na, batay sa mga makabagong teknolohiya, posibleng lumikha ng annihilation engine na may kakayahang pabilisin ang isang spacecraft sa 70% ng bilis ng liwanag.
Gayunpaman, magsisimula ang karagdagang mga problema. Sa kasamaang palad, ang paggamit ng antimatter bilang isang rocket fuel ay napakahirap. Sa panahon ng paglipol, nangyayari ang mga pagkislap ng pinakamalakas na gamma radiation, na nakakapinsala sa mga astronaut. Bilang karagdagan, ang pakikipag-ugnay ng positron fuel sa barko ay puno ng isang nakamamatay na pagsabog. Sa wakas, wala pang mga teknolohiya upang makakuha ng sapat na antimatter at maiimbak ito nang mahabang panahon: halimbawa, ang isang antihydrogen atom ay "nabubuhay" ngayon nang wala pang 20 minuto, at ang produksyon ng isang milligram ng positron ay nagkakahalaga ng $25 milyon.
Ngunit, ipagpalagay natin, sa paglipas ng panahon, ang mga problemang ito ay malulutas. Gayunpaman, kakailanganin pa rin ng maraming gasolina, at ang panimulang masa ng isang photon starship ay maihahambing sa masa ng Buwan (ayon kay Konstantin Feoktistov).
NABALI ANG LAyag!
Ang pinakasikat at makatotohanang starship ngayon ay itinuturing na isang solar sailboat, ang ideya kung saan kabilang ang siyentipikong Sobyet na si Friedrich Zander.
Ang solar (light, photon) sail ay isang aparato na gumagamit ng presyon ng sikat ng araw o isang laser sa ibabaw ng salamin upang itulak ang isang spacecraft.
Noong 1985, iminungkahi ng American physicist na si Robert Forward ang disenyo ng isang interstellar probe na pinabilis ng microwave energy. Iniisip ng proyekto na maaabot ng probe ang pinakamalapit na bituin sa loob ng 21 taon.
Sa XXXVI International Astronomical Congress, isang proyekto ang iminungkahi para sa isang laser spacecraft, ang paggalaw nito ay ibinibigay ng enerhiya ng mga optical laser na matatagpuan sa orbit sa paligid ng Mercury. Ayon sa mga kalkulasyon, ang landas ng isang starship ng disenyong ito patungo sa bituin na Epsilon Eridani (10.8 light years) at pabalik ay aabutin ng 51 taon.
"Malamang na hindi tayo makakagawa ng makabuluhang pag-unlad sa pag-unawa sa mundo kung saan tayo nakatira, batay sa data na nakuha mula sa mga paglalakbay sa ating solar system. Naturally, ang pag-iisip ay lumiliko sa mga bituin. Pagkatapos ng lahat, mas maaga ay naunawaan na ang mga flight sa paligid ng Earth, ang mga flight sa iba pang mga planeta ng ating solar system ay hindi ang pangwakas na layunin. Ang paghandaan ang daan patungo sa mga bituin ay tila ang pangunahing gawain.Ang mga salitang ito ay hindi pag-aari ng isang manunulat ng science fiction, ngunit sa taga-disenyo ng spacecraft at kosmonaut na si Konstantin Feoktistov. Ayon sa siyentipiko, walang partikular na bago sa solar system ang makikita. At ito sa kabila ng katotohanan na ang tao ay lumipad lamang sa buwan ...
Gayunpaman, sa labas ng solar system, ang presyon ng sikat ng araw ay lalapit sa zero. Samakatuwid, mayroong isang proyekto upang mapabilis ang isang solar sailboat na may mga sistema ng laser mula sa ilang asteroid.
Ang lahat ng ito ay teorya pa rin, ngunit ang mga unang hakbang ay ginagawa na.
Noong 1993, ang isang 20-meter-wide solar sail ay na-deploy sa unang pagkakataon sa barko ng Russia na Progress M-15 bilang bahagi ng proyekto ng Znamya-2. Kapag ini-dock ang Progress sa istasyon ng Mir, nag-install ang crew nito ng reflector deployment unit sa Progress. Bilang isang resulta, ang reflector ay lumikha ng isang maliwanag na lugar na 5 km ang lapad, na dumaan sa Europa hanggang Russia sa bilis na 8 km / s. Ang tagpi ng liwanag ay may ningning na halos katumbas ng kabilugan ng buwan.
Kaya, ang bentahe ng isang solar sailboat ay ang kakulangan ng gasolina sa board, ang mga disadvantages ay ang kahinaan ng disenyo ng layag: sa katunayan, ito ay isang manipis na foil na nakaunat sa isang frame. Nasaan ang garantiya na ang layag ay hindi makakakuha ng mga butas mula sa mga cosmic particle sa daan?
Maaaring angkop ang bersyon ng layag para sa paglulunsad ng mga robotic probe, istasyon at cargo ship, ngunit hindi ito angkop para sa mga manned return flight. Mayroong iba pang mga disenyo ng starship, ngunit sa paanuman sila ay kahawig sa itaas (na may parehong napakalaking problema).
MGA sorpresa sa INTERSTELLAR SPACE
Tila maraming mga sorpresa ang naghihintay sa mga manlalakbay sa Uniberso. Halimbawa, nakasandal lang sa solar system, ang American device na Pioneer 10 ay nagsimulang makaranas ng puwersa na hindi alam ang pinagmulan, na nagdulot ng mahinang pagbabawas ng bilis. Maraming mga mungkahi ang ginawa, hanggang sa hindi pa alam na mga epekto ng pagkawalang-kilos o kahit na oras. Wala pa ring malinaw na paliwanag para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang iba't ibang mga hypotheses ay isinasaalang-alang: mula sa mga simpleng teknikal (halimbawa, ang reaktibong puwersa mula sa isang pagtagas ng gas sa isang aparato) hanggang sa pagpapakilala ng mga bagong pisikal na batas.
Ang isa pang spacecraft, Voyager 1, ay nakakita ng isang lugar na may malakas na magnetic field sa gilid ng solar system. Sa loob nito, ang presyon ng mga sisingilin na particle mula sa interstellar space ay nagiging sanhi ng pagkapal ng field na nilikha ng Araw. Nakarehistro din ang device:
- isang pagtaas sa bilang ng mga electron na may mataas na enerhiya (mga 100 beses) na tumagos sa solar system mula sa interstellar space;
- isang matalim na pagtaas sa antas ng galactic cosmic ray - mga high-energy charged particle ng interstellar na pinagmulan.
Ang espasyo sa pagitan ng mga bituin ay hindi walang laman. Saanman mayroong mga labi ng gas, alikabok, mga particle. Kapag sinusubukang gumalaw sa bilis na malapit sa bilis ng liwanag, ang bawat atom na bumabangga sa barko ay magiging parang particle ng mataas na enerhiya na cosmic ray. Ang antas ng matigas na radiation sa panahon ng naturang pambobomba ay tataas nang hindi katanggap-tanggap kahit na sa mga flight sa pinakamalapit na mga bituin.
At ang mekanikal na epekto ng mga particle sa ganoong bilis ay maihahalintulad sa mga paputok na bala. Ayon sa ilang kalkulasyon, ang bawat sentimetro ng protective screen ng starship ay patuloy na magpapaputok sa bilis na 12 shot kada minuto. Malinaw na walang screen ang makatiis sa ganitong pagkakalantad sa loob ng ilang taon ng paglipad. O kakailanganin itong magkaroon ng hindi katanggap-tanggap na kapal (sampu at daan-daang metro) at masa (daan-daang libong tonelada).
Sa totoo lang, ang starship ay pangunahing binubuo ng screen na ito at gasolina, na mangangailangan ng ilang milyong tonelada. Dahil sa mga pangyayaring ito, ang mga flight sa ganoong bilis ay imposible, lalo na dahil sa daan ay maaari kang makatagpo hindi lamang ng alikabok, kundi pati na rin sa isang bagay na mas malaki, o ma-trap sa isang hindi kilalang gravitational field. At pagkatapos ay ang kamatayan ay hindi maiiwasan muli. Kaya, kahit na posible na mapabilis ang spacecraft sa subluminal na bilis, kung gayon hindi nito maabot ang pangwakas na layunin - magkakaroon ng napakaraming mga hadlang sa kanyang paraan. Samakatuwid, ang mga interstellar flight ay maaari lamang isagawa sa makabuluhang mas mababang bilis. Ngunit ang kadahilanan ng oras ay ginagawang walang kabuluhan ang mga flight na ito.
Ito ay lumalabas na imposibleng malutas ang problema ng pagdadala ng mga materyal na katawan sa mga galactic na distansya sa mga bilis na malapit sa bilis ng liwanag. Walang saysay na masira ang espasyo at oras sa tulong ng mekanikal na istraktura.
BUTAS NG MOLE
Ang science fiction, na sinusubukang pagtagumpayan ang hindi maiiwasang oras, ay nag-imbento kung paano "ngangatin ang mga butas" sa espasyo (at oras) at "tiklop" ito. Nakabuo sila ng iba't ibang hyperspace jump mula sa isang punto ng espasyo patungo sa isa pa, na lumalampas sa mga intermediate na lugar. Ngayon ang mga siyentipiko ay sumali sa mga manunulat ng science fiction.
Ang mga physicist ay nagsimulang maghanap ng mga matinding estado ng bagay at mga kakaibang butas sa uniberso, kung saan maaari kang lumipat sa isang superluminal na bilis na taliwas sa teorya ng relativity ni Einstein.
Ito ay kung paano ipinanganak ang ideya ng wormhole. Ang burrow na ito ay nag-uugnay sa dalawang bahagi ng Uniberso tulad ng isang inukit na lagusan na nag-uugnay sa dalawang lungsod na pinaghihiwalay ng isang mataas na bundok. Sa kasamaang palad, ang mga wormhole ay posible lamang sa ganap na vacuum. Sa ating uniberso, ang mga burrow na ito ay lubhang hindi matatag: maaari lamang silang gumuho bago makarating doon ang isang spaceship.
Gayunpaman, upang lumikha ng mga matatag na wormhole, maaari mong gamitin ang epekto na natuklasan ng Dutchman na si Hendrik Casimir. Binubuo ito sa mutual attraction ng pagsasagawa ng mga uncharged na katawan sa ilalim ng pagkilos ng quantum oscillations sa isang vacuum. Ito ay lumalabas na ang vacuum ay hindi ganap na walang laman, may mga pagbabago sa gravitational field kung saan ang mga particle at microscopic wormhole ay kusang lumilitaw at nawawala.
Ito ay nananatili lamang upang mahanap ang isa sa mga butas at iunat ito, inilalagay ito sa pagitan ng dalawang superconducting na bola. Ang isang bibig ng wormhole ay mananatili sa Earth, ang isa ay ililipat ng spacecraft sa halos liwanag na bilis patungo sa bituin - ang huling bagay. Iyon ay, ang sasakyang pangkalawakan ay, kumbaga, susuntukin sa isang lagusan. Kapag narating na ng starship ang destinasyon nito, magbubukas ang wormhole para sa tunay na paglalakbay sa interstellar na napakabilis ng kidlat, ang tagal nito ay kakalkulahin sa ilang minuto.
WARP BUBBLE
Akin sa teorya ng wormhole bubble curvature. Noong 1994, ang Mexican physicist na si Miguel Alcubierre ay nagsagawa ng mga kalkulasyon ayon sa mga equation ni Einstein at natagpuan ang teoretikal na posibilidad ng wave deformation ng spatial continuum. Sa kasong ito, ang espasyo ay lumiliit sa harap ng spacecraft at sabay-sabay na lalawak sa likod nito. Ang starship, kumbaga, ay inilagay sa isang bubble ng curvature, na may kakayahang gumalaw sa walang limitasyong bilis. Ang henyo ng ideya ay ang spacecraft ay nakasalalay sa isang bubble ng curvature, at ang mga batas ng teorya ng relativity ay hindi nilalabag. Kasabay nito, ang bula ng curvature mismo ay gumagalaw, lokal na binabaluktot ang space-time.
Sa kabila ng imposibilidad ng paglalakbay nang mas mabilis kaysa sa liwanag, walang pumipigil sa espasyo mula sa paglipat o pagpapalaganap ng warp ng space-time na mas mabilis kaysa sa liwanag, na pinaniniwalaang nangyari kaagad pagkatapos ng Big Bang sa pagbuo ng Uniberso.
Ang lahat ng mga ideyang ito ay hindi pa umaangkop sa balangkas ng modernong agham, ngunit noong 2012, inihayag ng mga kinatawan ng NASA ang paghahanda ng isang eksperimentong pagsubok ng teorya ni Dr. Alcubierre. Sino ang nakakaalam, marahil ang teorya ng relativity ni Einstein ay magiging bahagi ng isang bagong pandaigdigang teorya. Pagkatapos ng lahat, ang proseso ng pag-aaral ay walang katapusan. Kaya, balang araw ay makakalusot tayo sa mga tinik hanggang sa mga bituin.
Irina GROMOVA
Ang kasalukuyang tala ng bilis sa kalawakan ay gaganapin sa loob ng 46 na taon. Kailan siya mabubugbog? Tayong mga tao ay nahuhumaling sa bilis. Kaya, sa mga nakalipas na buwan lamang nalaman na ang mga mag-aaral sa Germany ay nagtakda ng isang talaan ng bilis para sa isang de-koryenteng kotse, at sa USA plano nilang pagbutihin ang hypersonic na sasakyang panghimpapawid sa paraang bumuo sila ng mga bilis ng limang beses sa bilis ng tunog, i.e. higit sa 6100 km / h. Ang nasabing sasakyang panghimpapawid ay hindi magkakaroon ng crew, ngunit hindi dahil ang mga tao ay hindi makagalaw sa ganoong kabilis. Sa katunayan, ang mga tao ay nakagalaw na sa bilis na ilang beses na mas mataas kaysa sa bilis ng tunog. Gayunpaman, mayroon bang limitasyon, na nalampasan na kung saan ang ating mabilis na pagmamadali na katawan ay hindi na makakayanan ang mga labis na karga? Ang kasalukuyang tala ng bilis ay pantay-pantay hawak ng tatlong astronaut na lumahok sa Apollo 10 space mission ", - Tom Stafford, John Young at Eugene Cernan. Noong 1969, nang lumipad ang mga astronaut sa paligid ng buwan at bumalik, ang kapsula kung saan sila naroroon, ay nagkaroon ng bilis na sa Ang Earth ay magiging katumbas ng 39.897 km / h. "Sa palagay ko isang daang taon na ang nakalilipas, halos hindi natin maisip na ang isang tao ay makakagalaw sa kalawakan sa bilis na halos 40 libong kilometro bawat oras," sabi ni Jim Bray ng ang pag-aalala sa aerospace na Lockheed Martin. ), na binuo ng US Space Agency NASA. Gaya ng naisip ng mga developer, ang Orion spacecraft ay isang multi-purpose at bahagyang magagamit muli - dapat dalhin ang mga astronaut sa mababang orbit ng Earth. Maaaring sa tulong nito ay posibleng masira ang speed record na itinakda para sa isang tao 46 taon na ang nakakaraan. Ang bagong super-heavy rocket, na bahagi ng Space Launch System, ay dapat, ayon sa plano, unang manned flight noong 2021. Ito ay magiging flyby ng isang asteroid sa isang lunar orbit. Pagkatapos, dapat sumunod ang maraming buwang mga ekspedisyon sa Mars. Ngayon, ayon sa mga taga-disenyo, ang karaniwang pinakamataas na bilis ng Orion ay dapat na humigit-kumulang 32,000 km/h. Gayunpaman, ang bilis na naabot ng Apollo 10 ay maaaring malampasan kahit na ang pangunahing pagsasaayos ng Orion ay napanatili. kung ano ang pinaplano natin ngayon. Ngunit kahit ang Orion ay hindi kumakatawan sa pinakamataas na potensyal ng bilis ng tao. "Sa pangkalahatan, walang iba pang limitasyon sa bilis kung saan maaari tayong maglakbay maliban sa bilis ng liwanag," sabi ni Bray. Ang bilis ng liwanag ay isang bilyong km/h. Mayroon bang anumang pag-asa na magagawa nating malampasan ang agwat sa pagitan ng 40 libong km / h at ang mga halagang ito? Nakakagulat, ang bilis bilang isang dami ng vector na nagsasaad ng bilis ng paggalaw at direksyon ng paggalaw ay hindi isang problema para sa mga tao sa pisikal na kahulugan, hangga't ito ay medyo pare-pareho at nakadirekta sa isang direksyon. gilid. Samakatuwid, ang mga tao - ayon sa teorya - ay maaaring lumipat sa kalawakan na bahagyang mas mabagal kaysa sa "limitasyon ng bilis ng uniberso", i.e. ang bilis ng liwanag. Ngunit kahit na ipagpalagay na nalampasan natin ang mga makabuluhang teknolohikal na hadlang na nauugnay sa pagbuo ng mabilis na sasakyang pangkalawakan, ang ating marupok, karamihan sa mga anyong tubig ay haharap sa mga bagong panganib na nauugnay sa mga epekto ng mataas na bilis. At sa ngayon ay mga haka-haka lamang na panganib ang maaaring lumitaw, kung ang mga tao maaaring maglakbay nang mas mabilis kaysa sa bilis ng liwanag sa pamamagitan ng pagsasamantala sa mga butas sa modernong pisika o sa pamamagitan ng mga pagtuklas na sumisira sa pattern. Paano makatiis sa labis na karga Gayunpaman, kung balak nating gumalaw sa bilis na higit sa 40 libong km / h, kakailanganin nating makamit ito, at pagkatapos ay bumagal, dahan-dahan at may pasensya. Ang mabilis na pagpabilis at ang parehong mabilis na pagbabawas ng bilis ay puno ng mortal na panganib sa katawan ng tao. Ito ay pinatunayan ng tindi ng mga pinsala sa katawan na nagreresulta mula sa mga aksidente sa sasakyan, kung saan ang bilis ay bumaba mula sa ilang sampu-sampung kilometro bawat oras hanggang sa zero. Ano ang dahilan nito? Sa ari-arian na iyon ng Uniberso, na tinatawag na inertia o ang kakayahan ng isang pisikal na katawan na may masa na labanan ang pagbabago sa estado ng pahinga o paggalaw nito sa kawalan o kabayaran ng mga panlabas na impluwensya. Ang ideyang ito ay nabuo sa unang batas ni Newton, na kung saan ay nagsabi: "Ang bawat katawan ay patuloy na pinananatili sa kanyang state rest o uniporme at rectilinear motion, hangga't hindi ito pinipilit ng mga puwersang inilapat upang baguhin ang estadong ito. "Ang estado ng pahinga at paggalaw sa isang pare-parehong bilis ay normal para sa tao body," paliwanag ni Bray. "Dapat nating alalahanin ang estado ng isang tao sa sandali ng pagbilis. at direksyon ng paglipad. Kasama sa mga sintomas na ito ang pansamantalang pagkawala ng paningin at pakiramdam ng alinman sa bigat o kawalan ng timbang. Ang dahilan ay g-forces, na sinusukat sa mga yunit ng G, na ang ratio ng linear acceleration sa acceleration dahil sa gravity sa ibabaw ng Earth sa ilalim ng impluwensya ng atraksyon o gravity. Ang mga unit na ito ay sumasalamin sa epekto ng free fall acceleration sa masa ng, halimbawa, ng katawan ng tao. Ang sobrang karga ng 1 G ay katumbas ng bigat ng isang katawan na nasa gravity field ng Earth at naaakit sa gitna ng planeta sa bilis na 9.8 m/s (sa sea level).na nararanasan ng isang tao nang patayo mula ulo hanggang paa o vice versa ay tunay na masamang balita para sa mga piloto at pasahero. bumagal, dumadaloy ang dugo mula sa mga daliri sa paa hanggang sa ulo, mayroong isang pakiramdam ng labis na saturation, tulad ng sa isang handstand. "Red veil" (ang pakiramdam na nararanasan ng isang tao kapag ang dugo ay dumadaloy sa ulo) ay nangyayari kapag ang dugo ay namamaga, translucent. tumataas ang ibabang talukap ng mata at isinasara nila ang mga pupil ng mata. At, sa kabaligtaran, sa panahon ng acceleration o positibong g-forces, ang dugo ay umaagos mula sa ulo hanggang sa mga binti, ang mga mata at utak ay nagsisimulang makaranas ng kakulangan ng oxygen, dahil ang dugo ay naipon. sa lower extremities. may pagkawala ng kulay na paningin at mga roll, gaya ng sinasabi nila, isang "grey veil", pagkatapos ay isang kumpletong pagkawala ng paningin o isang "black veil" ay nangyayari, ngunit ang tao ay nananatiling may kamalayan. Ang kundisyong ito ay tinatawag na congestion-induced syncope. Maraming mga piloto ang namatay dahil sa katotohanan na ang isang "itim na belo" ay nahulog sa kanilang mga mata - at sila ay bumagsak. Ang karaniwang tao ay maaaring magtiis ng labis na karga ng humigit-kumulang limang Gs bago mawalan ng malay. Mga piloto na nakasuot ng espesyal na anti-g suit at sinanay sa isang espesyal na paraan upang pilitin at i-relax ang mga kalamnan ng katawan upang ang dugo ay hindi maubos mula sa ulo, ay makapagpapalipad ng eroplano sa g-force na humigit-kumulang siyam na Gs. "Sa maikling panahon, ang katawan ng tao ay maaaring makatiis ng marami. mas maraming G-forces kaysa siyam na Gs," sabi ni Jeff Sventek, executive director ng Association Aerospace Medicine, na matatagpuan sa Alexandria, Virginia. - Ngunit napakakaunting mga tao ang makatiis ng mataas na G-forces sa mahabang panahon. "Tayong mga tao ay may kakayahang upang matiis ang malalaking pwersang G na walang malubhang pinsala, gayunpaman, sa loob lamang ng ilang sandali. ilagay ang US Air Force Captain Eli Bieding Jr. sa isang viabase Holloman sa New Mexico. Noong 1958, kapag nagpepreno sa isang espesyal na rocket-powered sled, pagkatapos bumilis sa 55 km / h sa 0.1 segundo, nakaranas siya ng labis na karga ng 82.3 G. Ang resulta na ito ay naitala ng isang accelerometer na nakakabit sa kanyang dibdib. Ang mga mata ni Beeding ay natatakpan din ng isang "itim na belo", ngunit siya ay nakatakas na may lamang mga pasa sa panahon ng natatanging pagpapakita ng tibay ng katawan ng tao. Totoo, pagkatapos ng pagdating, gumugol siya ng tatlong araw sa ospital. At ngayon sa kalawakan, ang mga astronaut, depende sa sasakyan, ay nakaranas din ng medyo mataas na G-forces - mula tatlo hanggang limang Gs - sa panahon ng pag-take-off at kapag bumabalik sa siksik na layer ng atmospera, ayon sa pagkakabanggit. prone position sa direksyon ng paglipad. na umaabot sa isang matatag na bilis ng cruising na 26,000 km / h sa orbit, ang mga astronaut ay nakakaranas ng bilis na hindi hihigit sa mga pasahero ng mga komersyal na flight. Kung ang mga overload ay hindi isang problema para sa mahabang ekspedisyon sa Orion spacecraft, kung gayon sa mga maliliit na bato sa espasyo - micrometeorite - ay mas at mas mahirap Ang mga particle na ito na kasing laki ng isang butil ng bigas ay maaaring bumuo ng kahanga-hanga at sa parehong oras mapanirang bilis ng hanggang sa 300,000 km / h. Upang matiyak ang integridad ng barko at ang kaligtasan ng mga tripulante nito, ang Orion ay nilagyan ng panlabas na proteksiyon na layer, ang kapal nito ay nag-iiba mula 18 hanggang 30 cm. ang barko ay ginagamit. mahalaga para sa buong spacecraft, dapat nating tumpak na kalkulahin ang approach na mga anggulo ng micrometeorites," sabi ni Jim Bray. Makatitiyak ka, hindi lamang micrometeorite ang hadlang sa mga misyon sa kalawakan, kung saan ang mataas na bilis ng paglipad ng tao sa vacuum ay maglalaro ng isang lalong mahalagang papel. sa panahon ng ekspedisyon sa Mars, ang iba pang praktikal na mga problema ay kailangang lutasin, halimbawa, upang matustusan ang mga tripulante ng pagkain at malabanan ang tumaas na panganib ng kanser dahil sa mga epekto ng space radiation sa katawan ng tao. Pagbabawas ng oras ng paglalakbay ay bawasan ang kalubhaan ng naturang mga problema, kaya ang bilis ng paggalaw ay magiging higit at mas kanais-nais oh. Next Generation SpaceflightAng pangangailangang ito para sa bilis ay magpapalaki ng mga bagong balakid sa paraan ng mga manlalakbay sa kalawakan. Ang bagong spacecraft ng NASA na nagbabanta na masira ang rekord ng bilis ng Apollo 10 ay patuloy na umaasa sa mga time-tested rocket propulsion chemistry system na ginamit mula noong unang mga paglipad sa kalawakan. Ngunit ang mga sistemang ito ay may matinding limitasyon sa bilis dahil sa pagpapakawala ng maliit na halaga ng enerhiya sa bawat yunit ng gasolina. Samakatuwid, upang makabuluhang mapataas ang bilis ng paglipad para sa mga taong pupunta sa Mars at higit pa, tulad ng kinikilala ng mga siyentipiko, kailangan ang ganap na mga bagong diskarte. gusto nating lahat na masaksihan ang isang propulsion revolution." Eric Davis, isang principal research physicist sa Institute for Advanced Study sa Austin, Texas, at isang miyembro ng Breakthrough Motion Physics Program ng NASA, isang anim na taong proyekto sa pananaliksik na natapos noong 2002, nakilala ang tatlo sa mga pinaka-promising na paraan, mula sa punto ng view ng tradisyonal na pisika, na may kakayahang tumulong sa sangkatauhan na makamit ang mga bilis na sapat para sa paglalakbay sa pagitan ng mga planeta. Sa madaling sabi, pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga phenomena ng paglabas ng enerhiya sa panahon ng paghahati ng bagay, thermonuclear fusion at pagpuksa ng antimatter. Ang unang paraan ay binubuo sa fission ng mga atom at ginagamit sa mga komersyal na nuclear reactor. Ang pangalawa, thermonuclear fusion, ay lumilikha ng mas mabibigat na atomo mula sa mas simpleng mga atomo—ang uri ng mga reaksyon na nagpapalakas sa araw. Ito ay isang teknolohiya na nakakabighani, ngunit hindi ibinigay sa mga kamay; ito ay "laging 50 taon ang layo" - at ito ay palaging magiging, tulad ng lumang motto ng industriya. "Ito ay napaka-advanced na mga teknolohiya," sabi ni Davis, "ngunit ang mga ito ay batay sa tradisyonal na pisika at matatag na itinatag mula pa noong madaling araw ng ang Atomic Age." Ayon sa mga optimistikong pagtatantya, ang mga sistema ng propulsion batay sa mga konsepto ng atomic fission at thermonuclear fusion, sa teorya, ay may kakayahang pabilisin ang isang barko sa 10% ng bilis ng liwanag, i.e. hanggang sa isang napaka-karapat-dapat na 100 milyong km / h. Ang pinaka ginustong, kahit na mahirap makuha, pinagmumulan ng enerhiya para sa isang mabilis na spacecraft ay antimatter, ang kambal at antipode ng ordinaryong bagay. Kapag ang dalawang uri ng bagay ay nagkadikit, sinisira nila ang isa't isa, na nagreresulta sa pagpapakawala ng purong enerhiya .Mga teknolohiya upang makagawa at mag-imbak - sa ngayon ay napakaliit - ang dami ng antimatter ay umiiral na ngayon. Kasabay nito, ang paggawa ng antimatter sa kapaki-pakinabang na dami ay mangangailangan ng mga bagong espesyal na kapasidad ng susunod na henerasyon, at engineering Kailangang pumasok sa isang mapagkumpitensyang karera upang lumikha ng angkop na spacecraft. Ngunit, sabi ni Davis, marami nang magagandang ideya ang nagagawa sa mga drawing board. Ang mga sasakyang pangkalawakan na pinapagana ng antimatter energy ay maaaring bumilis sa loob ng ilang buwan at kahit na taon at umabot sa mas malaking porsyento ng bilis ng liwanag. Kasabay nito, ang mga overload sa board ay mananatiling katanggap-tanggap para sa mga naninirahan sa mga barko. Masiglang granizoSa bilis na ilang daang milyong kilometro kada oras, anumang batik ng alikabok sa kalawakan, mula sa mga pulbos na hydrogen atoms hanggang sa micrometeorite, ay hindi maiiwasang maging isang bala na may mataas na enerhiya na maaaring tumagos sa katawan ng barko."Kapag gumalaw ka sa napakabilis na bilis, nangangahulugan ito na ang mga particle na lumilipad patungo sa iyo ay gumagalaw sa parehong bilis," sabi ni Arthur Edelstein. Kasama ang kanyang yumaong ama, si William Edelstein, isang propesor ng radiology sa Johns Hopkins University School of Medicine, nagtrabaho siya sa isang siyentipikong gawain na nagsusuri ang mga epekto ng pagkakalantad sa mga cosmic hydrogen atoms (sa mga tao at kagamitan) sa panahon ng napakabilis na paglalakbay sa kalawakan sa kalawakan. Bagama't ang nilalaman nito ay hindi lalampas sa isang atom bawat cubic centimeter, ang hydrogen na nakakalat sa kalawakan ay maaaring makakuha ng mga katangian ng matinding radiation bombardment. Ang hydrogen ay magsimulang mabulok sa mga subatomic na particle na tatagos sa barko at maglalantad radiation sa parehong crew at equipment. Sa bilis na katumbas ng 95% ng bilis ng liwanag, ang pagkakalantad sa naturang radiation ay mangangahulugan ng halos agarang kamatayan. , ay kumukulo kaagad. "Lahat ito ay lubhang hindi kanais-nais na mga problema," ang sabi ni Edelstein na may malungkot na katatawanan. gumalaw sa bilis na mas mababa sa kalahati ng bilis ng tunog. Pagkatapos ang mga tao sa board ay may pagkakataon na mabuhay. Si Mark Millis, isang translational physicist at dating pinuno ng Breakthrough Motion Physics Program ng NASA, ay nagbabala na ang potensyal na limitasyon ng bilis para sa spaceflight ay nananatiling problema para sa malayong hinaharap. "Batay sa pisikal na kaalaman na naipon. hanggang ngayon, masasabing napakahirap na bumuo ng bilis na higit sa 10% ng bilis ng liwanag, "sabi ni Millis. "Hindi pa tayo nasa panganib. Isang simpleng pagkakatulad: bakit mag-alala na maaari tayong malunod. , kung hindi pa rin tayo pumasok sa tubig. Mas mabilis pa sa liwanag? Kung ipagpalagay natin na tayo, kumbaga, ay natutong lumangoy, maaari ba nating makabisado ang gliding sa space time - kung bubuo pa natin ang pagkakatulad na ito - at lumipad sa superluminal na bilis? Ang hypothesis ng isang likas na kakayahang mabuhay sa isang superluminal kapaligiran, bagama't nagdududa, ay hindi walang tiyak na mga sulyap ng edukadong kaliwanagan sa matinding kadiliman. Isa sa mga nakakaintriga na paraan ng transportasyon ay batay sa mga teknolohiyang katulad ng ginagamit sa "warp drive" o "warp drive" mula sa serye ng Star Trek. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng propulsion system na ito, na kilala rin bilang Ang "Alcubierre engine"* (pinangalanan sa Mexican theoretical physicist na si Miguel Alcubierre) ay pinahihintulutan nito ang barko na i-compress ang normal na space-time na inilarawan ni Albert Einstein sa harap nito at palawakin. ito sa likod nito. Sa esensya, ang barko ay gumagalaw sa ilang volume ng space-time, isang uri ng "curvature bubble" na gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa bilis ng liwanag. Kaya, ang barko ay nananatiling nakatigil sa normal na spacetime sa "bubble" na ito nang hindi nababago at iniiwasan ang mga paglabag sa unibersal na limitasyon ng bilis ng liwanag. tulad ng isang surfer na nagmamadali sa isang board sa kahabaan ng crest ng isang alon. "May isang tiyak na catch dito. Upang maipatupad ang ideyang ito, isang kakaibang anyo ng bagay na may negatibong masa ang kailangan upang i-compress at palawakin ang space-time. "Ang pisika ay hindi naglalaman ng anumang kontraindikasyon tungkol sa negatibong masa," sabi ni Davis, "ngunit walang mga halimbawa nito, at mayroon kaming never seen it in nature.".May isa pang catch. Sa isang papel na inilathala noong 2012, ang mga mananaliksik sa Unibersidad ng Sydney ay nag-isip na ang "warp bubble" ay mag-iipon ng mga high-energy cosmic particle dahil hindi maiiwasang magsimula itong makipag-ugnayan sa mga nilalaman ng uniberso. Ang ilan sa mga particle ay tatagos sa bubble mismo at pump ang barko na may radiation. Na-stuck sa sub-light speeds? Talaga bang napapahamak tayong ma-stuck sa sub-light speed dahil sa ating maselan na biology?! Hindi ito tungkol sa pagtatakda ng bagong world (galactic?) speed record para sa mga tao, ngunit tungkol sa pag-asa ng sangkatauhan nagiging isang interstellar society .Sa kalahati ng bilis ng liwanag - na siyang limitasyon na iminumungkahi ng pananaliksik ni Edelstein na kaya ng ating mga katawan - isang round-trip na paglalakbay sa pinakamalapit na bituin ay aabutin ng higit sa 16 na taon. (Ang mga epekto ng pagluwang ng oras, na magiging sanhi ng mas kaunting oras ng mga tripulante ng isang starship sa kanilang coordinate system kaysa sa mga taong naiwan sa Earth sa kanilang coordinate system ay hindi magiging dramatiko sa kalahati ng bilis ng liwanag.) Si Mark Millis ay puno ng pag-asa . Isinasaalang-alang na ang sangkatauhan ay nakabuo ng mga anti-g suit at proteksyon laban sa micrometeorite, na nagpapahintulot sa mga tao na ligtas na maglakbay sa napakalaking asul na distansya at ang star-studded blackness ng kalawakan, tiwala siya na makakahanap tayo ng mga paraan upang mabuhay, gaano man kabilis mga hangganan na mararating natin sa hinaharap. "Ang mismong mga teknolohiyang makakatulong sa amin na makamit ang hindi kapani-paniwalang bagong bilis ng paggalaw, Millis muses, ay magbibigay sa amin ng bago, hindi pa kilalang mga kakayahan para sa pagprotekta sa mga crew. At noong 1995, iminungkahi ng Russian theoretical physicist na si Sergei Krasnikov ang konsepto ng isang aparato para sa paglalakbay sa kalawakan nang mas mabilis kaysa sa bilis ng tunog. Ang ideya ay tinawag na "Krasnikov's pipes." Ito ay isang artipisyal na curvature ng space-time ayon sa prinsipyo ng tinatawag na wormhole. Hypothetically, ang barko ay lilipat sa isang tuwid na linya mula sa Earth patungo sa isang ibinigay na bituin sa pamamagitan ng curved space-time, na dadaan sa iba pang mga dimensyon. Ayon sa teorya ni Krasnikov, ang manlalakbay sa kalawakan ay babalik sa parehong oras na siya ay umalis.
Doktor ng Teknikal na Agham A. GOLUBEV.
Sa kalagitnaan ng nakaraang taon, isang kahindik-hindik na ulat ang lumabas sa mga magasin. Natuklasan ng isang grupo ng mga Amerikanong mananaliksik na ang isang napakaikling pulso ng laser ay naglalakbay nang daan-daang beses na mas mabilis sa isang espesyal na piniling daluyan kaysa sa isang vacuum. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tila ganap na hindi kapani-paniwala (ang bilis ng liwanag sa isang daluyan ay palaging mas mababa kaysa sa isang vacuum) at kahit na nagdulot ng mga pagdududa tungkol sa bisa ng espesyal na teorya ng relativity. Samantala, ang isang superluminal na pisikal na bagay - isang laser pulse sa isang amplifying medium - ay unang natuklasan hindi noong 2000, ngunit 35 taon na ang nakaraan, noong 1965, at ang posibilidad ng superluminal na paggalaw ay malawakang tinalakay hanggang sa unang bahagi ng 70s. Ngayon, ang talakayan tungkol sa kakaibang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sumiklab nang may panibagong sigla.
Mga halimbawa ng "superluminal" na paggalaw.
Noong unang bahagi ng 1960s, nagsimulang makuha ang mga high-power short light pulse sa pamamagitan ng pagpasa ng laser flash sa pamamagitan ng quantum amplifier (isang medium na may baligtad na populasyon).
Sa isang amplifying medium, ang paunang rehiyon ng isang light pulse ay nagdudulot ng stimulated na paglabas ng mga atom sa amplifier medium, at ang huling rehiyon nito ay nagiging sanhi ng pagsipsip ng enerhiya ng mga ito. Bilang resulta, lalabas sa nagmamasid na ang pulso ay gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa liwanag.
Eksperimento ni Lijun Wong.
Ang isang sinag ng liwanag na dumadaan sa isang prisma ng isang transparent na materyal (tulad ng salamin) ay na-refracted, iyon ay, nakakaranas ito ng dispersion.
Ang isang light pulse ay isang hanay ng mga oscillations ng iba't ibang mga frequency.
Marahil ang lahat - kahit na ang mga taong malayo sa pisika - ay alam na ang pinakamataas na posibleng bilis ng paggalaw ng mga materyal na bagay o ang pagpapalaganap ng anumang mga signal ay ang bilis ng liwanag sa vacuum. Ito ay minarkahan ng titik Sa at halos 300 libong kilometro bawat segundo; eksaktong halaga Sa= 299 792 458 m/s. Ang bilis ng liwanag sa vacuum ay isa sa mga pangunahing pisikal na pare-pareho. Ang imposibilidad ng pagkamit ng mga bilis na lumampas Sa, ay sumusunod mula sa espesyal na teorya ng relativity (SRT) ni Einstein. Kung posible na patunayan na ang paghahatid ng mga signal na may superluminal na bilis ay posible, ang teorya ng relativity ay babagsak. Sa ngayon, hindi ito nangyari, sa kabila ng maraming mga pagtatangka upang pabulaanan ang pagbabawal sa pagkakaroon ng mga bilis na mas malaki kaysa Sa. Gayunpaman, ang mga kamakailang pang-eksperimentong pag-aaral ay nagsiwalat ng ilang napaka-kagiliw-giliw na mga phenomena, na nagpapahiwatig na sa ilalim ng mga espesyal na nilikha na kondisyon posible na obserbahan ang mga superluminal na bilis nang hindi lumalabag sa mga prinsipyo ng teorya ng relativity.
Upang magsimula, alalahanin natin ang mga pangunahing aspeto na may kaugnayan sa problema ng bilis ng liwanag. Una sa lahat: bakit imposible (sa ilalim ng normal na mga kondisyon) na lumampas sa limitasyon ng liwanag? Dahil kung gayon ang pangunahing batas ng ating mundo ay nilabag - ang batas ng pananahilan, ayon sa kung saan ang epekto ay hindi maaaring higitan ang dahilan. Walang sinuman ang nakapansin na, halimbawa, ang isang oso ay unang nahulog na patay, at pagkatapos ay isang hunter shot. Sa bilis na lumalampas Sa, ang pagkakasunod-sunod ng mga kaganapan ay nagiging baligtad, ang time tape ay nagre-rewind. Madali itong makikita mula sa sumusunod na simpleng pangangatwiran.
Ipagpalagay natin na tayo ay nasa isang tiyak na cosmic miracle ship na gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa liwanag. Pagkatapos ay unti-unti nating aabutan ang liwanag na ibinubuga ng pinagmulan sa nauna at naunang mga punto sa oras. Una, hahabulin natin ang mga photon na ibinubuga, sabihin, kahapon, pagkatapos - ibinubuga noong nakaraang araw, pagkatapos - isang linggo, isang buwan, isang taon na ang nakalipas, at iba pa. Kung ang pinagmumulan ng liwanag ay isang salamin na sumasalamin sa buhay, makikita muna natin ang mga kaganapan ng kahapon, pagkatapos ang araw bago ang kahapon, at iba pa. Nakikita natin, sabihin nating, isang matandang lalaki na unti-unting nagiging isang nasa katanghaliang-gulang na lalaki, pagkatapos ay naging isang binata, naging isang kabataan, naging isang bata ... Ibig sabihin, ang oras ay bumalik, tayo ay lilipat mula sa kasalukuyan hanggang ang nakaraan. Ang sanhi at bunga ay mababaligtad.
Bagaman ang argumentong ito ay ganap na binabalewala ang mga teknikal na detalye ng proseso ng pagmamasid sa liwanag, mula sa isang pangunahing punto ng view, malinaw na ipinapakita nito na ang paggalaw sa isang superluminal na bilis ay humahantong sa isang sitwasyon na imposible sa ating mundo. Gayunpaman, ang kalikasan ay nagtakda ng mas mahigpit na mga kondisyon: ang paggalaw ay hindi matamo hindi lamang sa superluminal na bilis, kundi pati na rin sa bilis na katumbas ng bilis ng liwanag - maaari mo lamang itong lapitan. Ito ay sumusunod mula sa teorya ng relativity na sa pagtaas ng bilis ng paggalaw, tatlong pangyayari ang lumitaw: ang masa ng isang gumagalaw na bagay ay tumataas, ang laki nito ay bumababa sa direksyon ng paggalaw, at ang paglipas ng oras sa bagay na ito ay bumagal (mula sa ang punto ng view ng isang panlabas na "nagpapahinga" na tagamasid). Sa ordinaryong bilis, ang mga pagbabagong ito ay bale-wala, ngunit habang papalapit tayo sa bilis ng liwanag, nagiging mas at mas kapansin-pansin ang mga ito, at sa limitasyon - sa bilis na katumbas ng Sa, - ang masa ay nagiging walang hanggan na malaki, ang bagay ay ganap na nawawala ang laki nito sa direksyon ng paggalaw at ang oras ay huminto dito. Samakatuwid, walang materyal na katawan ang makakaabot sa bilis ng liwanag. Tanging ang liwanag mismo ang may ganoong bilis! (At pati na rin ang "all-penetrating" na particle - ang neutrino, na, tulad ng photon, ay hindi makagalaw sa bilis na mas mababa sa Sa.)
Ngayon tungkol sa bilis ng paghahatid ng signal. Dito angkop na gamitin ang representasyon ng liwanag sa anyo ng mga electromagnetic wave. Ano ang signal? Ito ay ilang impormasyon na ipapadala. Ang isang perpektong electromagnetic wave ay isang walang katapusan na sinusoid ng mahigpit na isang dalas, at hindi ito maaaring magdala ng anumang impormasyon, dahil ang bawat yugto ng naturang sinusoid ay eksaktong inuulit ang nauna. Ang bilis kung saan gumagalaw ang yugto ng sine wave - ang tinatawag na bilis ng phase - maaaring lumampas sa bilis ng liwanag sa isang vacuum sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Walang mga paghihigpit dito, dahil ang bilis ng phase ay hindi ang bilis ng signal - hindi pa ito umiiral. Upang lumikha ng isang senyas, kailangan mong gumawa ng ilang uri ng "marka" sa alon. Ang nasabing marka ay maaaring, halimbawa, isang pagbabago sa alinman sa mga parameter ng alon - amplitude, dalas o paunang yugto. Ngunit sa sandaling ang marka ay ginawa, ang alon ay nawawala ang sinusoidality nito. Ito ay nagiging modulated, na binubuo ng isang hanay ng mga simpleng sinusoidal wave na may iba't ibang amplitudes, frequency at paunang phase - isang grupo ng mga wave. Ang bilis ng paggalaw ng marka sa modulated wave ay ang bilis ng signal. Kapag nagpapalaganap sa isang daluyan, ang tulin na ito ay karaniwang tumutugma sa bilis ng pangkat na nagpapakilala sa pagpapalaganap ng nasa itaas na pangkat ng mga alon sa kabuuan (tingnan ang "Science and Life" No. 2, 2000). Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang bilis ng grupo, at samakatuwid ang bilis ng signal, ay mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag sa vacuum. Ito ay hindi nagkataon na ang expression na "sa ilalim ng normal na mga kondisyon" ay ginagamit dito, dahil sa ilang mga kaso ang bilis ng grupo ay maaari ding lumampas Sa o kahit na mawalan ng kahulugan, ngunit pagkatapos ay hindi ito nalalapat sa pagpapalaganap ng signal. Itinatag sa SRT na imposibleng magpadala ng signal sa bilis na mas malaki kaysa Sa.
Bakit ganun? Dahil ang balakid sa paghahatid ng anumang signal sa bilis na mas malaki kaysa Sa ang parehong batas ng causality ay nalalapat. Isipin natin ang ganoong sitwasyon. Sa isang puntong A, ang isang ilaw na flash (kaganapan 1) ay nag-o-on sa isang aparato na nagpapadala ng isang partikular na signal ng radyo, at sa isang malayong punto B, sa ilalim ng pagkilos ng signal ng radyo na ito, isang pagsabog ang nangyayari (kaganapan 2). Malinaw na ang kaganapan 1 (flash) ay ang sanhi, at ang kaganapan 2 (pagsabog) ay ang epekto na nangyayari sa huli kaysa sa sanhi. Ngunit kung ang signal ng radyo ay nagpalaganap sa isang superluminal na bilis, ang isang tagamasid malapit sa punto B ay unang makakita ng isang pagsabog, at pagkatapos lamang - iyon ay umabot sa kanya nang may bilis. Sa flash ng liwanag, ang sanhi ng pagsabog. Sa madaling salita, para sa tagamasid na ito, ang kaganapan 2 ay nangyari bago ang kaganapan 1, iyon ay, ang epekto ay mauuna sa sanhi.
Angkop na bigyang-diin na ang "superluminal na pagbabawal" ng teorya ng relativity ay ipinapataw lamang sa paggalaw ng mga materyal na katawan at ang paghahatid ng mga signal. Sa maraming mga sitwasyon posible na lumipat sa anumang bilis, ngunit ito ay ang paggalaw ng mga di-materyal na bagay at signal. Halimbawa, isipin ang dalawang medyo mahaba na pinuno na nakahiga sa parehong eroplano, ang isa ay matatagpuan nang pahalang, at ang isa ay intersects ito sa isang maliit na anggulo. Kung ang unang linya ay inilipat pababa (sa direksyon na ipinahiwatig ng arrow) sa mataas na bilis, ang intersection point ng mga linya ay maaaring gawin upang tumakbo nang arbitraryong mabilis, ngunit ang puntong ito ay hindi isang materyal na katawan. Ang isa pang halimbawa: kung kukuha ka ng isang flashlight (o, sabihin nating, isang laser na nagbibigay ng isang makitid na sinag) at mabilis na naglalarawan ng isang arko sa hangin, kung gayon ang linear na bilis ng light spot ay tataas nang may distansya at, sa isang sapat na malaking distansya, lalampas Sa. Ang lugar ng liwanag ay lilipat sa pagitan ng mga punto A at B sa superluminal na bilis, ngunit hindi ito magiging isang pagpapadala ng signal mula A hanggang B, dahil ang nasabing lugar ng liwanag ay hindi nagdadala ng anumang impormasyon tungkol sa punto A.
Mukhang nalutas na ang tanong ng superluminal na bilis. Ngunit noong dekada 60 ng ikadalawampu siglo, ang mga teoretikal na pisiko ay naglagay ng hypothesis ng pagkakaroon ng mga superluminal na particle, na tinatawag na mga tachyon. Ang mga ito ay napakakakaibang mga particle: ang mga ito ay posible sa teorya, ngunit upang maiwasan ang mga kontradiksyon sa teorya ng relativity, kinailangan silang magtalaga ng isang haka-haka na masa ng pahinga. Ang pisikal na haka-haka na masa ay hindi umiiral, ito ay isang purong mathematical abstraction. Gayunpaman, hindi ito nagdulot ng labis na pag-aalala, dahil ang mga tachyon ay hindi maaaring magpahinga - mayroon sila (kung mayroon sila!) Sa mga bilis na lumalampas sa bilis ng liwanag sa vacuum, at sa kasong ito ang masa ng tachyon ay lumalabas na totoo. Mayroong ilang pagkakatulad sa mga photon dito: ang isang photon ay may zero rest mass, ngunit nangangahulugan lamang iyon na ang photon ay hindi maaaring magpapahinga - ang liwanag ay hindi maaaring ihinto.
Ang pinakamahirap na bagay ay, tulad ng inaasahan, upang ipagkasundo ang hypothesis ng tachyon sa batas ng pananahilan. Ang mga pagtatangka na ginawa sa direksyon na ito, kahit na sila ay medyo mapanlikha, ay hindi humantong sa halatang tagumpay. Wala pang nakapag-eksperimentong magrehistro ng mga tachyon. Bilang resulta, ang interes sa mga tachyon bilang superluminal elementary particle ay unti-unting nawala.
Gayunpaman, noong 60s, isang kababalaghan ang natuklasan sa eksperimento, na sa una ay humantong sa pagkalito ng mga pisiko. Ito ay inilarawan nang detalyado sa artikulo ni A. N. Oraevsky "Superluminal waves in amplifying media" (UFN No. 12, 1998). Dito ay maikli nating ibubuod ang kakanyahan ng bagay, na tinutukoy ang mambabasa na interesado sa mga detalye sa nasabing artikulo.
Di-nagtagal pagkatapos ng pagtuklas ng mga laser, noong unang bahagi ng 1960s, lumitaw ang problema sa pagkuha ng maikli (na may tagal ng pagkakasunud-sunod ng 1 ns = 10 -9 s) na may mataas na kapangyarihan na mga pulso ng ilaw. Upang gawin ito, isang maikling laser pulse ang ipinasa sa pamamagitan ng optical quantum amplifier. Ang pulso ay nahati ng isang beam-splitting mirror sa dalawang bahagi. Ang isa sa kanila, mas malakas, ay ipinadala sa amplifier, at ang isa pa ay nagpalaganap sa hangin at nagsilbing reference pulse, kung saan posible na ihambing ang pulso na dumaan sa amplifier. Ang parehong mga pulso ay ipinakain sa mga photodetector, at ang kanilang mga signal ng output ay maaaring makitang biswal sa screen ng oscilloscope. Inaasahan na ang light pulse na dumadaan sa amplifier ay makakaranas ng ilang pagkaantala dito kumpara sa reference pulse, iyon ay, ang bilis ng pagpapalaganap ng liwanag sa amplifier ay mas mababa kaysa sa hangin. Ano ang pagkamangha ng mga mananaliksik nang matuklasan nila na ang pulso ay lumaganap sa pamamagitan ng amplifier sa bilis na hindi lamang mas malaki kaysa sa hangin, ngunit ilang beses din na mas malaki kaysa sa bilis ng liwanag sa vacuum!
Matapos mabawi mula sa unang pagkabigla, nagsimulang hanapin ng mga physicist ang dahilan para sa gayong hindi inaasahang resulta. Walang sinuman ang nagkaroon ng kahit kaunting pagdududa tungkol sa mga prinsipyo ng espesyal na teorya ng relativity, at ito mismo ang nakatulong upang mahanap ang tamang paliwanag: kung ang mga prinsipyo ng SRT ay napanatili, kung gayon ang sagot ay dapat na hanapin sa mga katangian ng amplifying medium. .
Nang hindi pumunta sa mga detalye dito, itinuturo lamang namin na ang isang detalyadong pagsusuri ng mekanismo ng pagkilos ng amplifying medium ay ganap na nilinaw ang sitwasyon. Ang punto ay isang pagbabago sa konsentrasyon ng mga photon sa panahon ng pagpapalaganap ng pulso - isang pagbabago dahil sa isang pagbabago sa nakuha ng daluyan hanggang sa isang negatibong halaga sa panahon ng pagpasa ng hulihan na bahagi ng pulso, kapag ang daluyan ay mayroon na sumisipsip ng enerhiya, dahil ang sarili nitong reserba ay naubos na dahil sa paglipat nito sa liwanag na pulso. Ang pagsipsip ay hindi nagiging sanhi ng pagtaas, ngunit isang pagbawas sa salpok, at sa gayon ang salpok ay lumalakas sa harap at humina sa likod nito. Isipin natin na pinagmamasdan natin ang pulso sa tulong ng isang instrumento na gumagalaw sa bilis ng liwanag sa daluyan ng isang amplifier. Kung ang daluyan ay transparent, makikita natin ang isang salpok na nagyelo sa kawalang-kilos. Sa medium kung saan nagaganap ang prosesong nabanggit sa itaas, ang pagpapalakas ng nangungunang gilid at ang paghina ng trailing na gilid ng pulso ay lilitaw sa nagmamasid sa paraang ang medium, kumbaga, ay inilipat ang pulso pasulong. . Ngunit dahil ang aparato (tagamasid) ay gumagalaw sa bilis ng liwanag, at naabutan ito ng salpok, kung gayon ang bilis ng salpok ay lumampas sa bilis ng liwanag! Ang epektong ito ang nairehistro ng mga eksperimento. At dito ay talagang walang kontradiksyon sa teorya ng relativity: ang proseso lang ng amplification ay kaya ang konsentrasyon ng mga photon na lumabas nang mas maaga ay lumalabas na mas malaki kaysa sa mga lumabas mamaya. Hindi mga photon ang gumagalaw nang may superluminal na bilis, ngunit ang sobre ng pulso, lalo na ang maximum nito, na sinusunod sa oscilloscope.
Kaya, habang sa ordinaryong media ay palaging may pagpapahina ng liwanag at pagbaba sa bilis nito, na tinutukoy ng refractive index, sa aktibong laser media, hindi lamang ang pagpapalakas ng liwanag ay sinusunod, kundi pati na rin ang pagpapalaganap ng isang pulso na may superluminal na bilis.
Sinubukan ng ilang physicist na patunayan sa eksperimento ang pagkakaroon ng superluminal motion sa tunnel effect, isa sa mga pinakakahanga-hangang phenomena sa quantum mechanics. Ang epektong ito ay binubuo sa katotohanan na ang isang microparticle (mas tiyak, isang microobject na nagpapakita ng parehong mga katangian ng isang particle at ang mga katangian ng isang alon sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon) ay maaaring tumagos sa tinatawag na potensyal na hadlang - isang kababalaghan na ganap na imposible. sa klasikal na mekanika (kung saan ang ganoong sitwasyon ay maihahalintulad: ang bolang ibinabato sa dingding ay mapupunta sa kabilang panig ng dingding, o ang pag-alon-alon na paggalaw na ibinigay ng isang lubid na nakatali sa dingding ay ipapasa sa isang lubid na nakatali sa pader sa kabilang panig). Ang kakanyahan ng epekto ng tunnel sa quantum mechanics ay ang mga sumusunod. Kung ang isang micro-object na may isang tiyak na enerhiya ay nakatagpo sa isang lugar na may potensyal na enerhiya na lumampas sa enerhiya ng micro-object, ang lugar na ito ay isang hadlang para dito, ang taas nito ay tinutukoy ng pagkakaiba ng enerhiya. Ngunit ang micro-object ay "tumagas" sa hadlang! Ang posibilidad na ito ay ibinigay sa kanya ng kilalang Heisenberg uncertainty relation, na isinulat para sa enerhiya at oras ng pakikipag-ugnayan. Kung ang pakikipag-ugnayan ng microobject sa hadlang ay nangyari para sa isang sapat na tiyak na oras, kung gayon ang enerhiya ng microobject, sa kabaligtaran, ay mailalarawan ng kawalan ng katiyakan, at kung ang kawalan ng katiyakan na ito ay nasa pagkakasunud-sunod ng taas ng hadlang, kung gayon ang huli ay titigil. upang maging isang hindi malulutas na balakid para sa microobject. Ito ay ang rate ng pagtagos sa pamamagitan ng potensyal na hadlang na naging paksa ng pananaliksik ng isang bilang ng mga physicist na naniniwala na ito ay maaaring lumampas Sa.
Noong Hunyo 1998, ang isang internasyonal na simposyum sa mga problema ng mga superluminal na galaw ay ginanap sa Cologne, kung saan ang mga resulta na nakuha sa apat na laboratoryo - sa Berkeley, Vienna, Cologne at Florence ay tinalakay.
At sa wakas, noong 2000, dalawang bagong eksperimento ang iniulat kung saan lumitaw ang mga epekto ng superluminal propagation. Isa sa mga ito ay isinagawa ni Lijun Wong at mga katrabaho sa isang research institute sa Princeton (USA). Ang kanyang resulta ay ang isang magaan na pulso na pumapasok sa isang silid na puno ng singaw ng cesium ay nagpapataas ng bilis nito sa pamamagitan ng isang kadahilanan na 300. Ito ay lumabas na ang pangunahing bahagi ng pulso ay umalis sa malayong dingding ng silid bago pa man ang pulso ay pumasok sa silid sa pamamagitan ng front wall. Ang ganitong sitwasyon ay sumasalungat hindi lamang sa sentido komun, ngunit, sa esensya, ang teorya ng relativity din.
Ang ulat ni L. Wong ay nagbunsod ng matinding talakayan sa mga physicist, karamihan sa kanila ay hindi hilig na makita sa mga resulta na nakakuha ng isang paglabag sa mga prinsipyo ng relativity. Ang hamon, naniniwala sila, ay ipaliwanag nang tama ang eksperimentong ito.
Sa eksperimento ni L. Wong, ang liwanag na pulso na pumapasok sa silid na may singaw ng cesium ay may tagal na humigit-kumulang 3 μs. Ang mga cesium atoms ay maaaring nasa labing-anim na posibleng quantum mechanical states, na tinatawag na "ground state hyperfine magnetic sublevels". Sa tulong ng optical laser pumping, halos lahat ng mga atomo ay dinala sa isa lamang sa labing-anim na estado na ito, na tumutugma sa halos ganap na zero na temperatura sa sukat ng Kelvin (-273.15 o C). Ang haba ng silid ng cesium ay 6 na sentimetro. Sa isang vacuum, ang ilaw ay naglalakbay ng 6 na sentimetro sa 0.2 ns. Tulad ng ipinakita ng mga sukat, ang liwanag na pulso ay dumaan sa silid na may cesium sa isang oras na 62 ns na mas maikli kaysa sa vacuum. Sa madaling salita, ang transit time ng isang pulso sa pamamagitan ng isang cesium medium ay may "minus" na senyales! Sa katunayan, kung ibawas natin ang 62 ns mula sa 0.2 ns, makakakuha tayo ng "negatibong" oras. Ang "negatibong pagkaantala" na ito sa daluyan - isang hindi maintindihan na pagtalon sa oras - ay katumbas ng oras kung saan ang pulso ay gagawa ng 310 na dumaan sa silid sa vacuum. Ang kinahinatnan ng "pagbaliktad ng oras" na ito ay ang salpok na umaalis sa silid ay nagawang lumayo mula rito ng 19 metro bago ang papasok na salpok ay umabot sa malapit na dingding ng silid. Paano maipapaliwanag ang gayong hindi kapani-paniwalang sitwasyon (maliban kung, siyempre, walang duda tungkol sa kadalisayan ng eksperimento)?
Sa paghusga sa talakayan na nabuksan, ang isang eksaktong paliwanag ay hindi pa natagpuan, ngunit walang alinlangan na ang hindi pangkaraniwang mga katangian ng pagpapakalat ng daluyan ay gumaganap ng isang papel dito: ang singaw ng cesium, na binubuo ng mga atom na nasasabik ng laser light, ay isang daluyan na may maanomalyang pagpapakalat. Alalahanin natin sandali kung ano ito.
Ang pagpapakalat ng isang sangkap ay ang pag-asa ng phase (ordinaryong) refractive index n sa wavelength ng liwanag l. Sa normal na dispersion, ang refractive index ay tumataas nang bumababa ang wavelength, at ito ang kaso sa salamin, tubig, hangin, at lahat ng iba pang mga sangkap na transparent sa liwanag. Sa mga sangkap na malakas na sumisipsip ng liwanag, ang kurso ng refractive index ay bumabaligtad na may pagbabago sa wavelength at nagiging mas steeper: na may pagbaba sa l (pagtaas ng frequency w), ang refractive index ay bumababa nang husto at sa isang tiyak na hanay ng mga wavelength ay nagiging mas kaunti. kaysa sa pagkakaisa (phase velocity V f > Sa). Ito ang maanomalyang pagpapakalat, kung saan ang pattern ng pagpapalaganap ng liwanag sa isang sangkap ay nagbabago nang radikal. bilis ng grupo V Ang cp ay nagiging mas malaki kaysa sa bilis ng phase ng mga alon at maaaring lumampas sa bilis ng liwanag sa vacuum (at maging negatibo rin). Itinuturo ni L. Wong ang pangyayaring ito bilang dahilan na pinagbabatayan ng posibilidad na ipaliwanag ang mga resulta ng kanyang eksperimento. Gayunpaman, dapat tandaan na ang kondisyon V gr > Sa ay pulos pormal, dahil ang konsepto ng bilis ng grupo ay ipinakilala para sa kaso ng maliit (normal) na pagpapakalat, para sa transparent na media, kapag ang isang grupo ng mga alon ay halos hindi nagbabago ng hugis nito sa panahon ng pagpapalaganap. Sa mga rehiyon ng maanomalyang pagpapakalat, gayunpaman, ang liwanag na pulso ay mabilis na nababago at ang konsepto ng bilis ng grupo ay nawawala ang kahulugan nito; sa kasong ito, ang mga konsepto ng bilis ng signal at bilis ng pagpapalaganap ng enerhiya ay ipinakilala, na sa transparent na media ay tumutugma sa bilis ng grupo, habang sa media na may pagsipsip ay nananatili silang mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag sa vacuum. Ngunit narito kung ano ang kawili-wili tungkol sa eksperimento ni Wong: ang isang magaan na pulso, na dumadaan sa isang daluyan na may maanomalyang pagpapakalat, ay hindi nababago - napanatili nito ang hugis nito nang eksakto! At ito ay tumutugma sa pagpapalagay na ang salpok ay kumakalat sa bilis ng grupo. Ngunit kung gayon, kung gayon ay lumalabas na walang pagsipsip sa daluyan, bagaman ang maanomalyang pagpapakalat ng daluyan ay tiyak na dahil sa pagsipsip! Si Wong mismo, na kinikilala na marami ang nananatiling hindi malinaw, ay naniniwala na kung ano ang nangyayari sa kanyang pang-eksperimentong setup ay maaaring malinaw na ipaliwanag bilang isang unang pagtatantya tulad ng sumusunod.
Ang liwanag na pulso ay binubuo ng maraming sangkap na may iba't ibang wavelength (mga frequency). Ipinapakita ng figure ang tatlo sa mga bahaging ito (wave 1-3). Sa ilang mga punto, ang lahat ng tatlong mga alon ay nasa yugto (ang kanilang maxima ay nag-tutugma); dito sila, pagdaragdag, palakasin ang bawat isa at bumuo ng isang salpok. Habang lumalaganap ang mga alon sa kalawakan, wala na sila sa yugto at sa gayon ay "pinapatay" ang isa't isa.
Sa rehiyon ng maanomalyang dispersion (sa loob ng cesium cell), ang alon na mas maikli (wave 1) ay nagiging mas mahaba. Sa kabaligtaran, ang wave na pinakamahaba sa tatlo (wave 3) ay nagiging pinakamaikli.
Dahil dito, ang mga yugto ng mga alon ay nagbabago rin nang naaayon. Kapag ang mga alon ay dumaan sa cesium cell, ang kanilang mga wavefront ay naibalik. Ang pagkakaroon ng undergone isang hindi pangkaraniwang phase modulation sa isang sangkap na may maanomalyang pagpapakalat, ang tatlong itinuturing na waves muli mahanap ang kanilang mga sarili sa phase sa ilang mga punto. Dito sila nagdaragdag muli at bumubuo ng isang pulso na eksaktong kapareho ng hugis na pumapasok sa daluyan ng cesium.
Karaniwan sa hangin, at sa katunayan sa anumang normal na dispersive transparent medium, ang isang light pulse ay hindi maaaring tumpak na mapanatili ang hugis nito kapag nagpapalaganap sa isang malayong distansya, iyon ay, ang lahat ng mga bahagi nito ay hindi maaaring nasa phase sa anumang malayong punto sa daanan ng pagpapalaganap. At sa ilalim ng normal na mga kondisyon, lumilitaw ang isang magaan na pulso sa isang malayong punto pagkaraan ng ilang oras. Gayunpaman, dahil sa mga maanomalyang katangian ng medium na ginamit sa eksperimento, ang pulso sa malayong punto ay naging phased sa parehong paraan tulad ng pagpasok sa medium na ito. Kaya, ang liwanag na pulso ay kumikilos na parang may negatibong pagkaantala sa oras sa pagpunta sa isang malayong punto, iyon ay, darating ito hindi mamaya, ngunit mas maaga kaysa sa pumasa sa medium!
Karamihan sa mga physicist ay may hilig na iugnay ang resultang ito sa paglitaw ng mababang-intensity precursor sa dispersive medium ng kamara. Ang katotohanan ay na sa parang multo agnas ng pulso, ang spectrum ay naglalaman ng mga bahagi ng mga di-makatwirang mataas na mga frequency na may hindi gaanong amplitude, ang tinatawag na precursor, na nauuna sa "pangunahing bahagi" ng pulso. Ang likas na katangian ng pagtatatag at ang anyo ng precursor ay nakasalalay sa batas ng pagpapakalat sa daluyan. Sa pag-iisip na ito, ang pagkakasunud-sunod ng mga kaganapan sa eksperimento ni Wong ay iminungkahi na bigyang-kahulugan bilang mga sumusunod. Ang papasok na alon, "lumalawak" ang tagapagbalita sa harap mismo, ay lumalapit sa camera. Bago ang rurok ng papasok na alon ay tumama sa malapit na dingding ng silid, ang pasimula ay nagpasimula ng hitsura ng isang pulso sa silid, na umaabot sa malayong pader at makikita mula dito, na bumubuo ng isang "reverse wave". Ang alon na ito, na lumalaganap nang 300 beses na mas mabilis Sa, umabot sa malapit na pader at sinasalubong ang papasok na alon. Ang mga taluktok ng isang alon ay sumasalubong sa mga labangan ng isa pa upang kanselahin nila ang isa't isa at walang natitira. Lumalabas na ang papasok na alon ay "ibinabalik ang utang" sa mga atomo ng cesium, na "hiniram" ang enerhiya dito sa kabilang dulo ng silid. Ang isang taong nanonood lamang sa simula at pagtatapos ng eksperimento ay makakakita lamang ng isang pulso ng liwanag na "tumalon" pasulong sa oras, na gumagalaw nang mas mabilis Sa.
Naniniwala si L. Wong na ang kanyang eksperimento ay hindi naaayon sa teorya ng relativity. Ang pahayag tungkol sa hindi pagkamit ng superluminal na bilis, naniniwala siya, ay naaangkop lamang sa mga bagay na may mass ng pahinga. Ang liwanag ay maaaring kinakatawan alinman sa anyo ng mga alon, kung saan ang konsepto ng masa ay karaniwang hindi naaangkop, o sa anyo ng mga photon na may rest mass, tulad ng kilala, katumbas ng zero. Samakatuwid, ang bilis ng liwanag sa isang vacuum, ayon kay Wong, ay hindi ang limitasyon. Gayunpaman, inamin ni Wong na ang epekto na natuklasan niya ay hindi ginagawang posible na magpadala ng impormasyon sa bilis na mas mataas kaysa Sa.
"Ang impormasyon dito ay nakapaloob na sa nangungunang gilid ng salpok," sabi ni P. Milonni, isang physicist sa Los Alamos National Laboratory sa Estados Unidos.
Karamihan sa mga physicist ay naniniwala na ang bagong gawain ay hindi humaharap sa isang mabagsik na dagok sa mga pangunahing prinsipyo. Ngunit hindi lahat ng physicist ay naniniwala na ang problema ay naayos na. Si Propesor A. Ranfagni, ng Italian research team na nagsagawa ng isa pang kawili-wiling eksperimento noong 2000, ay nagsabi na ang tanong ay bukas pa rin. Ang eksperimentong ito, na isinagawa nina Daniel Mugnai, Anedio Ranfagni at Rocco Ruggeri, ay natagpuan na ang mga sentimetro-wave radio wave ay kumakalat sa ordinaryong hangin sa bilis na lumampas Sa ng 25%.
Sa pagbubuod, masasabi natin ang sumusunod. Ang mga gawa ng mga nakaraang taon ay nagpapakita na sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang superluminal na bilis ay maaaring mangyari. Ngunit ano nga ba ang gumagalaw sa superluminal na bilis? Ang teorya ng relativity, tulad ng nabanggit na, ay nagbabawal sa gayong bilis para sa mga materyal na katawan at para sa mga signal na nagdadala ng impormasyon. Gayunpaman, ang ilang mga mananaliksik ay napaka matiyaga sa kanilang mga pagtatangka na ipakita ang pagtagumpayan ng light barrier partikular para sa mga signal. Ang dahilan nito ay nakasalalay sa katotohanan na sa espesyal na teorya ng relativity ay walang mahigpit na katwiran sa matematika (batay, sabihin, sa mga equation ni Maxwell para sa isang electromagnetic field) para sa imposibilidad ng pagpapadala ng mga signal sa bilis na mas mataas kaysa sa. Sa. Ang gayong imposibilidad sa SRT ay itinatag, maaaring sabihin ng isa, puro arithmetically, batay sa formula ni Einstein para sa pagdaragdag ng mga bilis, ngunit sa isang pangunahing paraan ito ay nakumpirma ng prinsipyo ng sanhi. Si Einstein mismo, na isinasaalang-alang ang tanong ng superluminal signal transmission, ay sumulat na sa kasong ito "... napipilitan kaming isaalang-alang ang isang mekanismo ng paghahatid ng signal na posible, kapag ginagamit kung saan ang nakamit na aksyon ay nauuna sa dahilan. Ngunit, bagaman ang resulta na ito ay mula sa isang purong lohikal Ang pananaw ay hindi naglalaman ng sarili nito, sa aking palagay, walang mga kontradiksyon, gayunpaman ay sumasalungat sa katangian ng lahat ng ating karanasan nang labis na ang imposibilidad ng pag-aakalang V > c mukhang sapat na napatunayan. "Ang prinsipyo ng causality ay ang pundasyon na sumasailalim sa imposibilidad ng superluminal signal transmission. At ang batong ito, tila, ay matitisod sa lahat ng paghahanap para sa mga superluminal na signal nang walang pagbubukod, gaano man karaming mga eksperimento ang gustong makakita ng mga naturang signal. dahil iyon ang kalikasan ng ating mundo.
Sa konklusyon, dapat itong bigyang-diin na ang lahat ng nasa itaas ay partikular na nalalapat sa ating mundo, sa ating Uniberso. Ang naturang reserbasyon ay ginawa dahil kamakailan lamang ay lumitaw ang mga bagong hypotheses sa astrophysics at cosmology na nagpapahintulot sa pagkakaroon ng maraming Uniberso na nakatago mula sa amin, na konektado ng mga topological tunnels - mga jumper. Ang pananaw na ito ay ibinahagi, halimbawa, ng kilalang astrophysicist na si N. S. Kardashev. Para sa isang tagamasid sa labas, ang mga pasukan sa mga tunnel na ito ay minarkahan ng mga anomalyang gravitational field, katulad ng mga black hole. Ang mga paggalaw sa naturang mga tunnel, gaya ng iminungkahi ng mga may-akda ng mga hypotheses, ay gagawing posible na iwasan ang limitasyon ng bilis na ipinataw sa ordinaryong espasyo sa pamamagitan ng bilis ng liwanag, at, dahil dito, upang mapagtanto ang ideya ng paglikha ng isang time machine. .mga bagay. At kahit na sa ngayon ang gayong mga pagpapalagay ay masyadong nakapagpapaalaala sa mga plot mula sa science fiction, ang isa ay hindi dapat tiyak na tanggihan ang pangunahing posibilidad ng isang multi-element na modelo ng istraktura ng materyal na mundo. Ang isa pang bagay ay ang lahat ng iba pang mga Uniberso, malamang, ay mananatiling purong matematikal na mga konstruksyon ng mga teoretikal na pisiko na naninirahan sa ating Uniberso at sinusubukang hanapin ang mga mundong sarado sa atin gamit ang kapangyarihan ng kanilang mga kaisipan ...
Tingnan sa isang silid sa parehong paksa
