Клиффорд Пиковер – Инопланетяне глазами науки (страница 39)

В 1967 году американский физик Джеральд Фейнберг ввёл слово «тахион» для обозначения таких гипотетических частиц, движущихся со ССС. Название происходит от греческого слова tachys — «быстрый». В противоположность им, тардионы — это движущиеся медленнее скорости света частицы, с которыми мы знакомы (например, протоны и электроны). Иногда тардионы называют иттионами, от слова «медленный» на иврите. Тардионы обладают массой, но среди них очень лёгкие довольно легко разогнать до скорости, близкой к световой. Например, электроны, которые создают изображение на экране телевизора, в момент попадания на люминофорный экран движутся со скоростью около 30 процентов от предела Эйнштейна. Электроны в линейном ускорителе Стэнфордского университета можно заставить отставать от скорости света всего на несколько единиц на миллиард, то есть менее чем на 1 милю (1,6 км) в час.

Помимо тардионов, существуют также безмассовые люксоны, которые движутся только со скоростью света. К люксонам относятся фотоны, гипотетические гравитоны и, возможно, нейтрино. Телевизионные, радио- и радарные волны — это всего лишь низкочастотные версии видимого света и, следовательно, также распространяются со скоростью света, как и более высокочастотное электромагнитное излучение, такое как ультрафиолетовый свет, рентгеновские лучи и гамма-излучение.

Мы точно знаем, что с увеличением скорости частицы она становится тяжелее и сильнее сопротивляется дальнейшему ускорению. В лабораториях по всему миру хорошо известно явление увеличения массы элементарных частиц по мере их приближения к световому барьеру. Однако физики могут представить себе, как обойти барьер увеличения массы, не разгоняя частицу до скорости света и выше, а собирая вместе достаточно энергии, чтобы создать частицу вроде тахиона, которая рождается, чтобы двигаться быстрее света.

Если бы инопланетянин, полностью состоящий из тахионов, вышел к вам из своего космического корабля, то вы бы сначала увидели, как он подходит к вашему порогу, а затем увидели, как он покидает свой корабль. Это кажется странным, но изображение того, как он покидает свой корабль, дошло бы до вас позже, чем его реальное сверхсветовое тело. Что ещё более странно, визуально будет казаться, что существо (см. рис. 8.1) удаляется от вас, возвращаясь на свой корабль. Короче говоря, вы бы увидели тахионного инопланетянина, удаляющегося назад во времени! Это не какой-то оптический трюк — это реальный факт, основанный на теории относительности. В научно-фантастических рассказах от этих идей обычно отказываются. Например, если бы капитан Кирк из «Звёздного пути» выглянул из иллюминатора «Энтерпрайза» в поисках корабля, приближающегося к «Энтерпрайзу» со ССС, то фактически он бы не увидел объект до тех пор, пока тот не прибыл! Вселенная капитана Кирка была бы наполнена призрачными образами космических кораблей, которые давным-давно прибыли туда, куда направлялись с варп-скоростью.

8.1 Тахионный инопланетянин. Если бы инопланетянин, полностью состоящий из тахионов, направился к вам со своего космического корабля, то вы бы увидели, как он подходит, а затем увидели бы, как он выходит из своего корабля. Его образу в момент выхода из корабля потребуется больше времени, чтобы добраться до вас, чем его настоящему телу, движущемуся со ССС (сверхсветовой скоростью). Как ни странно, визуально это существо будет выглядеть удаляющимся от вас. Это означает, что вы увидите тахионного инопланетянина, удаляющегося назад во времени!

Если бы тахионный Робин Гуд пустил стрелу в яблоко, то мы увидели бы дырку в яблоке раньше, чем Робин Гуда, натягивающего лук. На самом деле, как только у нас появится информация о дырке в яблоке, мы, возможно, сможем отправить Робин Гуду тахионное сообщение, запрещающее ему стрелять, создавая таким образом временной парадокс.

Авторы научно-фантастических произведений часто использовали тахионы для достижения сверхсветовых путешествий или для обмена информацией. Например, в романе Боба Шоу «Дворец вечности» тахионный космический корабль весом в миллион тонн движется со скоростью, в 30 000 раз превышающей скорость света! В романе Грегори Бенфорда «Панорама времён» люди будущего используют тахионные сообщения, чтобы предупредить прошлое о способах избежать нанесения серьёзного экологического ущерба Земле. Несмотря на то, что мы не можем преобразовать тардионы в тахионы, возможно, мы смогли бы генерировать тахионы, отправлять их и модулировать для передачи информации. Это стало бы средством отправки информации в прошлое.

Существа, состоящие из чистой энергии

Изменение массы объекта в зависимости от его скорости было впервые экспериментально обнаружено немецким учёным Вальтером Кауфманом (1871-1947). В частности, Кауфман впервые наблюдал это увеличение массы у электронов, самых лёгких из известных частиц, за исключением не имеющих массы частиц (люксонов) типа фотона и гипотетического гравитона, или нейтрино, масса которых может быть очень небольшой. Оказывается, если электрон (который в состоянии покоя в 2000 раз легче протона) разогнать до скорости, близкой к световой, то измерения показывают, что электрон несёт импульс, эквивалентный таковому у протона. Если бы электрон разогнали до скорости, равной 0,9 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999 от скорости света, то эта крошечная частица, врезавшись в вас, нанесла бы вам такой же удар, как грузовик «Mack», движущий со скоростью 60 миль (97 км) в час. Вероятно, именно поэтому было бы невозможно разогнать космический корабль вроде «Энтерпрайза» из «Звёздного пути» до скоростей, близких к скорости света и выше. Как отмечает Лоуренс Краусс в «Физике “Звёздного пути”» (“The Physics of Star Trek”), «Всей энергии во Вселенной не хватило бы, чтобы позволить нам вытолкнуть за рамки этого предельного значения скорости света даже пылинку, не говоря уже о звездолёте». Из-за этого эффекта изменения массы, даже когда «Энтерпрайз» использует свой «импульсный двигатель», работающий за счёт термоядерного синтеза, всякий раз, когда «Энтерпрайз» разгоняется до половины скорости света, ему пришлось бы сжечь водородное топливо в количестве, в 81 раз превышающем его массу.

Ещё я должен отметить, что не только свет, но и всё безмассовое излучение должно распространяться со скоростью света. Это означает, что многие существа, созданные из «чистой энергии», которые обычно встречаются в научной фантастике, должны перемещаться со скоростью света. У них были бы проблемы с замедлением, и их часы были бы бесконечно медленнее по сравнению с нашими собственными!

Несмотря на эти трудности, возможно, когда-нибудь мы сможем преодолевать большие расстояния с субсветовой скоростью, при помощи футуристических источников энергии, использующих реакции вещества/антивещества,{57} или нулевую энергию — незаметное, но титаническое наследие Большого взрыва. Хотя сегодня эти методы кажутся весьма фантастичными, покойный лауреат Нобелевской премии физик Ричард Фейнман однажды заметил, что в кубическом метре пространства — любого пространства, где угодно — содержится достаточно энергии, чтобы вскипятить все океаны мира. Если её можно будет использовать — и, по словам футуролога и автора научной фантастики Артура Ч. Кларка, есть свидетельства того, что это уже может происходить в некоторых лабораториях, — путешествия к планетам и даже звёздам станут дешевле и проще.

Что такое смерть?

Возможно, инопланетяне могли бы посетить нас, если бы захотели совершить долгое медленное путешествие, впав в спячку на время пути или родив за время путешествия многочисленное потомство. До конца путешествия на корабле родятся и умрут целые поколения. Если бы инопланетяне жили долго или использовали бы для продления своей жизни замедление жизнедеятельности или замораживание, такое путешествие было бы возможно. Хотя предсказать психологию инопланетян трудно, несомненно, что многие инопланетяне сочли бы путешествия длиной 10 000 лет непривлекательными. Однако даже при скоростях, составляющих одну сотую скорости света, инопланетяне, предположительно, смогли бы колонизировать всю галактику в течение 5 миллионов лет — это короткий промежуток времени по сравнению с историей Земли. Если бы существовали инопланетяне, приспособившиеся к свободной жизни в космическом вакууме, они, несомненно, распространились бы по галактике и образовали новые виды.

Возможно, инопланетяне усовершенствовали процесс крионики — замораживания тела с целью последующего оживления — чтобы сделать возможными длительные космические путешествия. Люди экспериментируют с крионикой с пятидесятых годов, когда британская исследовательница Одри Смит частично заморозила и оживила мозг хомячка. В 1950-х и 1960-х годах золотистых хомячков охлаждали до тех пор, пока 60 процентов воды в их мозге не превращалось в лёд, а затем они полностью выздоравливали без каких-либо отклонений в поведении.{58} Если мозг хомячка может функционировать после замораживания, то почему инопланетяне не могут достичь совершенства в своей крионике? В 1960-е годы японский исследователь Исаму Суда заморозил кошачьи мозги на месяц, а затем разморозил их. Некоторая активность мозга сохранялась. Примерно в то же время изолированные кошачьи мозги также обрабатывали 15-процентным глицерином и охлаждали до -4 градусов F (-20 градусов по Цельсию) на протяжении пяти дней. При нагревании они возвращались к нормальной работе мозга, что определялось измерениями ЭЭГ.{59} Инопланетяне, если бы их наука была похожа на нашу, наверняка смогли бы замораживать целые эмбрионы, потому что из замороженных эмбрионов родились тысячи здоровых человеческих младенцев.