По пунктам:
- С какими проблемами может столкнуться человек в долгом космическом путешествии?
- В фантастических фильмах космические корабли за считанные секунды набирают скорость света. Почему мы так не можем?
- А что насчет межгалактических полетов через черные дыры, как в «Интерстелларе»?
- Возможны ли путешествия через кротовые норы?
- Может быть, мы можем рассчитывать на телепортацию корабля вместе с экипажем, как это было у братьев Стругацких в «Далекой Радуге»?
С какими проблемами может столкнуться человек в долгом космическом путешествии?
Космический туризм существует уже сегодня. Американская компания SpaceX предлагает любому желающему слетать на околоземную орбиту. Уже есть амбициозные планы летать на Луну регулярно, однако настоящий межпланетный туризм ― это скорее фантастика, чем реальность. Чтобы развивать это направление, специалистам космической отрасли предстоит решить две основные проблемы. Во-первых, как спроектировать двигатель, с помощью которого корабль достигнет околосветовой скорости? С увеличением скорости и без того большая масса корабля станет еще больше, а в какой-то момент дальнейшее увеличение скорости станет невозможным. Во-вторых, если до Венеры и Марса мы сможем добраться за 34 и 49 дней соответственно, не развивая световой скорости, то полет до Юпитера и других далеких планет займет 640 дней и больше. Как с точки зрения медицины сделать так, чтобы космические пассажиры добрались живыми и психически здоровыми до конечного пункта? Мало кто способен выдержать двухгодичное и более долгое пребывание в замкнутом пространстве с другими людьми.
В фантастических фильмах космические корабли за считанные секунды набирают скорость света. Почему мы так не можем?
Пока мы научились разгонять до околосветовых скоростей только маленькие частицы, например протоны и электроны. Но чтобы увеличить скорость даже небольшого количества таких частиц, необходимо огромное количество энергии. Например, большой адронный коллайдер — кольцевой ускоритель диаметром в 27 километров и протяженностью около 100 километров ― питается от нескольких электростанций суммарной мощности более 200 мегаватт. Сложно представить, установка какого размера потребуется для разгона космического корабля.
А что насчет межгалактических полетов через черные дыры, как в «Интерстелларе»?
Никто не знает точное устройство черной дыры, потому что никто в ней не был. Мы знаем только то, что это сверхмассивный сложноустроенный объект. Также есть теория, которая частично подтверждена наблюдениями с телескопов, однако ни автоматизированных зондов, ни тем более экспедиций для исследования черных дыр нет и не предвидится. Раньше считалось, что свет не проходит за пределы черной дыры, так как он захватывается ее гравитационным полем. Тем не менее, в 2021 году ученым Стэнфордского университета удалось увидеть свет из-за черной дыры. Сегодня обсуждается много вопросов о том, что произойдет с человеком, попавшим в этот космический объект: начиная с религиозных — существует ли душа и что с ней случится, и заканчивая физическими — куда переместится человек, как он материализуется (и материализуется ли) и что это значит с точки зрения науки. Поэтому всё, на что пока можно рассчитывать в таких путешествиях, — стать частью энергии черной дыры.
Возможны ли путешествия через кротовые норы?
Существование кротовых нор в теории предсказали еще Альберт Эйнштейн и Натан Розен, но на сегодняшний день ученые пока не обнаружили эти космические объекты. Чтобы понять, как они выглядят, можно соединить концы листа бумаги, который представляет собой пространство, в котором мы живем, и проткнуть его. Получившийся «туннель» — это кротовая нора с входом наверху и выходом внизу (или наоборот). В теории, в отличие от черных дыр, космический корабль быстрее прилетит из одной области Вселенной в другую сквозь «туннель», чем если бы он огибал всё пространство, двигаясь вдоль листа. Но для этого, опять же, понадобится транспорт с околосветовыми скоростями и обнаружение самой кротовой норы.
Может быть, мы можем рассчитывать на телепортацию корабля вместе с экипажем, как это было у братьев Стругацких в «Далекой Радуге»?
При телепортации работают законы квантовой механики. Несмотря на то, что согласно гипотезе де Бройля мы как макрообъекты можем проявлять волновые и, следовательно, квантовые свойства, практическая реализация этих свойств весьма затруднительна. Например, рассмотрим один из основных квантовых эффектов — туннелирование. Представим, что кружка — это квантовый объект, и она способна туннелировать. Если я брошу ее в стену, то согласно законам квантовой механики она должна пройти сквозь нее и оказаться с другой стороны. Конечно, все знают, что это не так. Однако если у нас будет много кружек и свободного времени, одна из них все-таки пройдет сквозь стену, но эти эксперименты могут продлиться дольше человеческой жизни. Также не следует забывать о проблеме прочности стены. В любом случае если с кружкой это вопрос упорства, то с туннелированием человека возникают серьезные медицинские ограничения, так как даже несколько попыток туннелировать самостоятельно могут привести к госпитализации. Куда сложнее дело обстоит с квантовой запутанностью, которая тесно связана с телепортацией. Как запутать человека, знает каждый, но как запутать его квантовым образом — все еще загадка.
