Volar a las estrellas es un sueño de la humanidad desde hace mucho tiempo. Sin embargo, las distancias con ellos son tan grandes y la velocidad de cualquier medio técnico que conocemos es tan baja que parece que el sueño seguirá siendo para siempre una fantasía artística. Y, sin embargo, los físicos tienen una idea de cómo engañar a las leyes de la naturaleza e irrumpir en el espacio interestelar.
LIMITAR VELOCIDAD
Hasta principios del siglo XVII, se creía que la luz se propagaba instantáneamente. Contrariamente a esta opinión, el gran Galileo Galilei creyó que tenía cierta velocidad, e incluso inventó un experimento con una linterna para medirla, pero no lo consiguió. Como resultado, fue medido por primera vez por el astrónomo danés Olaf Roemer, quien en 1676 observó los eclipses de Io, la luna de Júpiter, y encontró que el tiempo entre eclipses se acorta cuando la distancia de este planeta gigante a la Tierra disminuye, y más cuando aumenta. Se dio cuenta de que la diferencia se debe a la velocidad de la luz, que "viaja" una distancia mayor cuando Júpiter retrocede, y pudo calcularla fácilmente. Roemer, por supuesto, se equivocó al determinar el valor exacto, pero estableció correctamente el orden: 214,000 km / s.
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Los físicos posteriores llevaron a cabo muchas otras mediciones y, a principios del siglo XX, establecieron: la velocidad de la luz en el vacío es de 299,910 km / s; esto ya estaba cerca del valor moderno. Pero nadie podría siquiera imaginar que es lo último para nuestro Universo.
En 1905, Albert Einstein aceptó como postulado para su teoría especial de la relatividad (SRT) no solo la afirmación de que la velocidad de la luz es la máxima posible, sino también que es invariante, es decir, no depende del movimiento de la fuente de luz ni del marco de referencia. observador. De esto se derivaron consecuencias inusuales. Por ejemplo, resultó que cuanto más cerca está la velocidad de un objeto a la velocidad de la luz, más lento fluye su tiempo y más significativa se vuelve la masa. Es decir, ningún cuerpo material puede acelerar a la velocidad de la luz, de lo contrario su masa se volverá infinita.
PARADOJA DE LA TELEPORTACIÓN
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Entonces, la velocidad de la luz es limitada, e incluso la luz llega a la estrella más cercana Proxima Centauri en solo 4.2 años. Si utilizamos tecnologías modernas de cohetes, cuyo récord sigue siendo la velocidad de 20 km / s, ¡tomará más de 70 mil años llegar allí! Está claro que con tal marco de tiempo, no hay necesidad de hablar seriamente sobre expediciones a las estrellas más cercanas.
Sin embargo, la búsqueda de mentes intentó casi de inmediato encontrar una forma de superar los límites de velocidad. Una de estas formas podría ser la teletransportación.
Curiosamente, la idea de descomponer objetos en átomos con su posterior recreación se inventó incluso antes de que surgiera en principio la discusión sobre la realidad técnica de la teletransportación. Lo encontramos en la historia del estadounidense Edward Mitchell "El hombre sin cuerpo", publicado allá por 1877. Entonces se creía que la ciencia había aprendido la estructura de moléculas y átomos, por lo que el escritor creía que sería fácil recrear un objeto desmontado en "ladrillos" elementales. En el siglo XX, la idea resultó ser muy demandada por los escritores de ciencia ficción, y hoy en día es difícil imaginar una obra sobre vuelos interestelares en la que no habría teletransportación.
En cuanto a la ciencia, antes de los físicos, los filósofos pensaban en las probables consecuencias de la teletransportación. Supongamos, dijeron, que un teletransporte desarma a una persona en átomos, luego la información sobre ellos se transmite a Marte, y allí otro teletransporta a una persona a partir de materiales locales. ¿Puede una persona en Marte ser considerada la misma persona que ingresó al teletransporte en la Tierra? Resultó que no existen criterios suficientes para identificar a una persona, es decir, hasta que no establezcamos qué base material tiene el “alma”, es prematuro hablar de la aplicabilidad del teletransporte.
¿Pero si lo usa para enviar artículos? ¡Y no todo es sencillo aquí! El principio de incertidumbre, descubierto por Werner Heisenberg, prohíbe la medición precisa de todas las características de una partícula: para la fijación numérica de una característica, uno tiene que "sacrificar" otra, por lo que nunca podremos describir completamente un objeto en un nivel elemental.
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Luego, los científicos pensaron en la posibilidad de utilizar las características de la mecánica cuántica para la teletransportación. Como saben, existe el entrelazamiento cuántico, un fenómeno en el que los estados cuánticos de los objetos son interdependientes, incluso si los objetos mismos están separados en el espacio por una gran distancia. Por supuesto, con la ayuda del entrelazamiento cuántico uno no puede transmitir materia o energía, pero es posible transmitir información, y a una velocidad … ¡mucho más alta que la luz! En la práctica, se ve así. Tienes un objeto que está enredado con un objeto que se envía a Marte. Cambia el estado cuántico de su objeto, después de lo cual el estado del objeto en Marte cambia instantáneamente en consecuencia.
Los experimentos de teletransportación cuántica se han llevado a cabo desde 1997, y hoy en día incluso se ha establecido una especie de récord para la traducción de los estados de los fotones a 143 km. Los éxitos de los físicos son impresionantes, pero la naturaleza aún no ha sucumbido a su presión: para descifrar el significado del mensaje recibido de esta manera, se necesita información adicional, que se transmite por un canal de radio convencional.
BURBUJA ALCUBIERRE
Otra idea de cómo engañar a las leyes de la naturaleza fue inventada por el físico soviético Sergei Snegov en la fantástica trilogía People are Gods, publicada en la segunda mitad de la década de 1960. Los "motores Tanev" descritos por él pudieron influir activamente en el espacio, convirtiendo el vacío en materia, por lo que los personajes pudieron desarrollar una velocidad arbitrariamente alta.
Algo similar sugirió muchos años después el físico teórico Miguel Alcubierre. En su artículo de 1994 “Warp Drive: Ultra-Fast Travel in General Relativity”, describió un método para deformar el espacio que teóricamente hace posible acelerar más rápido que la luz. El motor hipotético forma una especie de "burbuja" ("esfera de deformación"), detrás de la cual el espacio ordinario se expandirá y frente a él se contraerá. De hecho, en el volumen local, se está recreando el modelo de la primera juventud del Universo, cuando el tejido mismo del espacio se estaba expandiendo. Sin embargo, se necesita una energía negativa exótica para colocar una nave espacial en una burbuja. Este, a su vez, se puede generar debido al efecto Casimir, que genera partículas virtuales.
Por supuesto, también hay problemas. Los físicos han calculado que para crear una "burbuja" de tamaño suficiente, se requiere energía ordinaria, cuya potencia es comparable a la que se obtendría al convertir toda la masa de Júpiter en energía. A pesar de esto, se formó un grupo en la agencia espacial de la NASA, liderado por el físico Harold White, quien ha estado trabajando duro desde 2011 para mejorar la idea de una unidad warp y logró configurar una "burbuja" en un "disco", por lo que los costos de energía requeridos se redujeron a aceptables. cantidades. Además, se anuncia que en un futuro previsible su grupo lanzará un prototipo de unidad warp que utiliza potentes láseres para formar un "disco".
Cabe destacar que, en paralelo con los físicos, el artista-diseñador Mark Redmaker está trabajando en el concepto de una nave estelar superluminal, denominada IXS Enterprise, cuyos dibujos y pinturas ayudan a comprender mejor la profundidad de los problemas técnicos que los ingenieros tendrán que resolver si se construye el motor warp. Según los cálculos, la nave espacial podrá cubrir la distancia a Proxima Centauri en solo dos semanas.
Si bien no hay una certeza firme de que el grupo de Harold White tenga éxito, podemos decirlo con certeza: los científicos no abandonarán sus intentos de engañar a las leyes de la física existentes y encontrar la manera de llegar a las estrellas.
Anton Pervushin
