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

Приближаясь к вращающемуся кольцу черной дыры, можно стать свидетелем невероятного искажения пространства и времени. Возможно, при этом вам удастся увидеть световые лучи, захваченные тяготением кротовой норы миллиарды лет назад. Не исключено даже, что вы встретите там копии самого себя. А возможно, атомы вашего тела будут растянуты приливными силами в ходе неприятного и убийственного процесса, получившего название спагеттификации.

Если бы вы прошли сквозь само кольцо, вас, возможно, выбросило бы через белую дыру в параллельную вселенную по другую его сторону. Представьте, что вы берете два листа бумаги, располагаете их параллельно друг другу, а затем протыкаете насквозь карандашом, соединяя листы. Если пройти вдоль карандаша, можно попасть из одной параллельной вселенной в другую. Однако если пройти сквозь кольцо второй раз, окажешься еще в одной параллельной вселенной. Всякий раз, проходя сквозь кольцо, вы будете попадать в разные вселенные — точно так же, как поездка в лифте позволяет перемещаться между разными этажами здания, с единственной разницей — вы никогда не сможете вернуться на тот этаж, на котором уже были.

Когда вы проходите сквозь кольцо, тяготение будет конечным, так что вас не обязательно раздавит насмерть. Однако, если окажется, что кольцо вращается недостаточно быстро, оно может внезапно схлопнуться и убить вас. Не исключено, что кольцо можно будет стабилизировать искусственно, добавив к нему нечто, известное как отрицательная материя или отрицательная энергия (назовем их минус-материей и минус-энергией). Таким образом, стабильность черной дыры — вопрос равновесия, и главное здесь — поддерживать верное соотношение положительной и отрицательной энергии. Для естественного формирования шлюза между вселенными (например, черной дыры) требуется огромное количество положительной энергии. Но, чтобы шлюз оставался открытым и не схлопнулся, отрицательную материю или энергию потребуется создавать искусственно.

Минус-материя (минус-вещество) совсем не то же самое, что антиматерия. В отличие от последней, в природе минус-материя пока не обнаружена. Минус-материя обладает странными антигравитационными свойствами, то есть в поле тяготения она должна была бы падать вверх, а не вниз. (Антиматерия, напротив, согласно современной теории должна падать вниз, а не вверх.) Если бы на Земле миллиарды лет назад существовала минус-материя, то материя планеты попросту оттолкнула бы ее и это загадочное вещество уплыло бы в открытый космос. Возможно, именно поэтому мы его и не обнаружили.

Хотя физики пока не нашли реальных свидетельств существования минус-материи, минус-энергию уже удалось получить в лаборатории [45]. Это позволяет выжить мечте поклонников научной фантастики, которые надеются, что человек когда-нибудь будет летать к звездам через кротовые норы. Однако количество минус-энергии, которое удалось получить в лаборатории, мизерно, его явно не хватит на пролет звездолета сквозь кротовую нору. Для получения минус-энергии в количестве, необходимом для стабилизации кротовой норы, потребовалась бы чрезвычайно продвинутая технология, о которой мы поговорим подробнее в главе 13. Так что в обозримом будущем строить звездолеты с гипердвигателями для полетов сквозь кротовые норы нам будет не под силу.

Однако не так давно интерес ученых вызвало событие, связанное еще с одним способом искривлять пространство-время.

Помимо кротовых нор, еще одним способом преодолеть световой барьер могут стать пузырь Алькубьерре и соответствующий двигатель. Мне довелось однажды брать интервью у мексиканского физика-теоретика Мигеля Алькубьерре [46]. Революционная идея в области релятивистской физики осенила его перед телевизором — не исключено, что он тогда впервые в жизни сел смотреть телевизор. В одной из серий «Звездного пути» его заинтересовал способ, при помощи которого звездолет «Энтерпрайз» мог лететь быстрее света. Он каким-то образом сжимал пространство перед собой, так что звезды казались не такими далекими. Собственно, «Энтерпрайз» не летел к звездам — звезды сами приближались к нему.

Представьте, что вы движетесь по ковру, а ваша цель — добраться до стола. Здравый смысл подсказывает простейший способ это сделать — пройти по ковру от одной точки до другой. Но есть и другой способ. Можно зацепить стол веревкой и тянуть его к себе, заставляя ковер собираться в складки. Не вы идете по ковру к столу, а ковер идет складками, и при этом стол подъезжает к вам.

Мигелю Алькубьерре пришла в голову интересная идея реализации подобного принципа. Обычно теоретики выбирают звезду или планету, а затем при помощи уравнений Эйнштейна рассчитывают искривление пространства вокруг нее. Но можно поступить и наоборот. Можно задать конкретную степень искривления и с помощью тех же уравнений определить, какая именно звезда или планета вызовет такое искривление. В качестве грубой аналогии можно посмотреть, как автомеханик собирает машину. Можно начать с тех частей, которые имеются под рукой, — это может быть двигатель, колеса, все что угодно — и собирать машину «вокруг них». А можно заранее выбрать необходимую вам конструкцию, а потом определить, какие для ее сборки потребуются части.

Алькубьерре перевернул Эйнштейнову математику с ног на голову и обратил вспять обычную логику физиков-теоретиков. Он попытался разобраться, звезда какого типа могла бы сжимать пространство перед собой и расширять его позади. К полному изумлению ученого, ответ оказался простым. Оказалось, что машина по искривлению пространства, показанная в «Звездном пути», представляет собой допустимое решение уравнений Эйнштейна! Может быть, варп-двигатель в конечном итоге не так уж невероятен.

Звездолет, оборудованный двигателем Алькубьерре, должен быть окружен пузырем искривленного пространства — пустотелым пузырем из вещества и энергии. Пространство-время внутри пузыря и вне его будут полностью изолированы друг от друга. При разгоне звездолета люди внутри ничего не почувствуют. Возможно, они вообще не заметят, что их корабль движется, хотя на самом деле он будет лететь быстрее света.

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