Субсветовая и сверхсветовая скорость

Поделитесь с друзьями!

Никто и ничто не способно перемещаться быстрее скорости света за возможным исключением дурных вестей – они, как известно, подчиняются собственным законам. Хингифрильцы с Малой Аркинтуфли пробовали строить звездолеты, приводившиеся в движение дурными вестями, но те оказались не слишком-то надежными. К тому же куда бы они ни прилетали, их принимали так плохо, что отпадало всякое желание лететь куда бы то ни было.
Д. АДАМС «В основном безвредна».

Скорость – производная перемещения физического объекта.  Под скоростью света чаще всего  подразумевают скорость распространения электромагнитных колебаний, составляющую в вакууме постоянную величину 299 792 458 метров в секунду. Согласно представлениям физиков со времён обнародования теорий Эйнштейна она является предельной скоростью для распространения любых физических воздействий и перемещения в пространстве любых материальных объектов. И то, и другое утверждение в настоящее время подвергаются весьма серьезной критике. Наблюдения астрономов над некоторыми физическими объектами в космосе заставляют усомниться  в непреодолимости «светового барьера». Для начала под сомнение ставится  само постоянство этой скорости, и одновременно выдвигаются гипотезы, что отдельные фотоны могут «забегать вперёд» от основного потока (фронта волны) света или, наоборот, «задерживаться» позади него. С другой стороны, каждому продвинутому старшекласснику или студенту ясно, что электрон, «размазанный» по орбите вокруг ядра атома, находится на ней одновременно повсеместно, а стало быть, движется с бесконечной по величине скоростью. По этому поводу физики смущённо пытаются отделаться отговорками.

Насущная, казалось бы, проблема осуществления межзвездных перелетов со сверхсветовой скоростью была осознана далеко не сразу. Герои первых фантастических произведений не ставили перед собой целью полет к далеким мирам. Для этого им хватало привычных  для читателя соседних планет – Луны или Венеры. Чтобы достичь Марса, инженеру Лосю оказалось достаточно скорости в 1000 км/с (А. ТОЛСТОЙ «Аэлита»), а когда-то верилось, что долететь до Луны можно было и вовсе не торопясь –  на воздушном шаре (Э. ПО «Необыкновенное путешествие некоего Ганса Пфааля»).

С развитием научно-технического прогресса, совершенствованием знаний о Солнечной системе, особенно о Луне и ближайших к Земле планетах, посылать к ним своих героев стало архаичной затеей.

Все уже знают, что жизни там нет, атмосферы ядовиты, а температуры и давления убийственны, тогда как до иных звезд не долетали еще даже автоматические зонды. Поэтому нетрудно вообразить, что там происходит все, на что способна фантазия автора. И тут фантасты, – по крайней мере, те из них, что стараются придерживаться наукообразия – столкнулись с проблемой скорейшего преодоления космических расстояний, а значит и  сокращения длительности межзвёздных перелётов. И они на первых порах сумели оттолкнуться от субсветовых и сверхсветовых скоростей движения и соответствующих гипотетических моделей космического транспорта.

СВЕРХСВЕТОВАЯ СКОРОСТЬ – скорость движения тела, превосходящая скорость распространения электромагнитных волн (света) в вакууме. В настоящее время, как следствие преобразований Х. А. Лоренца и Специальной Теории Относительности А. Эйнштейна, считается, что движение тел ненулевой массы быстрее света в нашем пpостpанственном-вpеменном континууме невозможно, так как требует сообщения материальному телу бесконечно большой энергии. А. Эйнштейн, а вслед за ним и подавляющее большинство физиков отрицали и продолжают отрицать наличие в природе сверхскоростей. Но учтём, что в начале двадцатого века попросту не было, например, наблюдений за выбросами квазаров. Фантасты же, ломая многие стереотипы, не упустили возможности нарушить консерватизм учёных, иначе бы их герои не сумели бы вырваться за пределы Солнечной системы в тех качествах, какие они обрели в космических операх да и в строгой научной фантастике.

Теория гласит: космический корабль может сколь угодно близко подойти к скорости света в вакууме, но достичь её не сможет никогда, иначе прекратит своё существование и превратится в поток фотонов. Но, даже двигаясь с околосветовой скоростью, чтобы долететь, скажем, от Земли до Веги и вернуться обратно потребуется 52 года. При этом на всём протяжении полёта от экипажа звездолёта потребуется максимальная отдача сил и высочайший профессионализм, поскольку субсветовой космический транспорт предназначен, главным образом, для полётов по идеально прямой траектории заранее просчитанной и выверенной. При малейшем отклонении от неё силы инерции разрушат и уничтожат корабль. Не случайно чрезвычайные ситуации на борту звездолёта составляли основу многих фантастических произведений. Роман И. ЕФРЕМОВА «Туманность Андромеды» и ранние повести А. и Б. СТРУГАЦКИХ в их числе. А для построения иных сюжетов, основанных на столкновении земной и инопланетной культур, описания звёздных войн, торговли и туризма требовали допущения возможности полётов с гораздо более высокими скоростями, желательно мгновенно и притом совершенно безопасно. Мало того: межзвездный полет с досветовой скоростью вырождается в бессмысленный чисто-исследовательский рейс в надежде на то, что его результаты будут представлять интерес для очень отдаленных потомков членов экипажа (вследствие резкого замедления хода времени на борту субсветового звездолета), либо в полет без возвращения (напpимеp, для расселения на пригодных для обитания планетах).

Во избежание таких паллиативных мер, как экспедиции на такие расстояния и с такими скоростями, чтобы разница во времени экипажа и Земли не превышала разумные пределы порядка хотя бы десяти лет, в настоящее время предлагаются разные пути обхода этой проблемы. Один из них дан фантастом Е. ГУЛЯКОВСКИМ и предполагает использование машины времени, обеспечивающей пеpебpоску корабля (либо только экипажа) в прошлое для компенсации разности хода времени. Как минимум, это требует создания достаточно надежного способа такой пеpебpоски и не противоречит основам теории относительности.

Атаку на неё повели другие фантасты. В рассказе «Полигон «Звёздная река»» Г. АЛЬТОВ предположил, что скорость света постоянна только для определённых значений энергии излучения, из чего следует наличие предпосылок для преодоления «светового барьера». У П. Амнуэля («Все законы Вселенной») сказано: если нельзя превысить скорость света, то для осуществления межзвёздных перелётов нужно суметь увеличить саму эту скорость, что приведёт к изменению всех законов природы.  Однако… недопустимость нарушения причинно-следственных связей, пожалуй, главный косвенный аргумент Эйнштейна в пользу его стройных математических выкладок в теории относительности.

Другой вариант предполагает использовать естественные либо искусственно создаваемые локальные изменения пpостpанственно-вpеменного континуума с целью практически мгновенного перемещения в требуемую точку Вселенной как по часам корабля, так и по часам Земли. Рогановские каналы или область вырожденного пространства, в которых возможно движение со сверхсветовой скоростью, используются в рассказах А. БАЛАБУХИ («Решение» и другие). У автора это называется «аутспейс». Здесь следует отметить принципиальное отличие аутспейса, от  провалов в пространстве («областей репаголюма») в романе И. ЕФРЕМОВА «Час Быка». Проникая через репаголюм в нуль-пространство, Звездолеты Прямого Луча скользят в нём, а вовсе не совершают какие-то сверхскоростные рывки. Но и этот процесс требует затрат времени.

Ещё одна из самых оригинальных  научно-фантастических гипотез появилась в повести «Функция Шорина» Г. ГУРЕВИЧА, где предложено создать пространство с отсутствием вакуума, Тогда скорость перемещения звездолёта внутри такого пространства будет ограничена лишь скоростью создания самой новой формации. Тот же приём использован в трилогии С. СНЕГОВА «Люди как боги». Аннигиляторы, устанавливаемые на дальнобойном космическом транспорте, превращают пространство в межзвёздную пыль и наоборот, создавая перед звездолётом полное отсутствие вещества

Материя существует в виде вещества и волн одновременно, этот принцип применим не только в микромире. Этой двойственностью природы, пожалуй, и объясняется необычный вояж  звездолёта «Таймыр». Он «по техническим причинам» превратился из субсветового «тихохода» в  качественно иной вид космического транспорта (А. и Б. СТРУГАЦКИЕ «Полдень. XXII век»). Экипажу «…не следовало бы прибегать к легенным ускорениям», а он взял да и прибегнул, вследствие чего детринитировал сквозь пространство время, оказавшись в будущем веке.

Сверхсветовая скорость через иные пространства

Еще один, и самый популярный способ, заключается в использовании во время полета некоего иного пространства, очевидно, с большим количеством измерений, чем в окружающей нас Вселенной. Перемещение в такого рода формациях, как и в случае с вырожденным пространством, занимает некоторое время, незначительное по сравнению с  тем, что потребовалось бы при субсветовых скоростях.

Формациям дали множество названий, образованных от слова “пространство” с приставками “суб-”, “под-”, “над-” и другими. Например, нуль-пространство (Б. ШОУ «Ночная прогулка»), пространство Черенкова (Р. ХАЙНЛАЙН «Звездная пехота» – Отрадно, что и в Америке знают наших нобелевских лауреатов), но чаще всего оно называется гиперпространством. Невозможно установить, кто первым придумал этот термин, но в современной литературе гиперпространством астронавты пользуются так часто, что уже и не задумываются о принципах его действия. Внимания им, во всяком случае, уже почти никто не уделяет. В своем романе «Корабль странников» Б. ШОУ говорит, что открытие бета-пространства было связано с обнаружением гравитока, элементарной частицы гравитации. Гравитонные лучи распространяются со скоростью с3 (В. Журавлева «Шестой экипаж»), а по другим сведениям, так вообще мгновенно.

Один из самых интересных способов путешествия в гиперпространстве описал в романе «Встречи на Красном смещении» Д. Стиц: «При условии соблюдения надлежащей осторожности на борту гиперкосмического корабля вам ничего не угрожает. Администрация напоминает, что скорость света на борту данного корабля составляет десять метров в секунду. Это примерно в 30 миллионов раз меньше, чем в обычных условиях. Поэтому вы часто будете сталкиваться с релятивистскими эффектами и оптическими иллюзиями». Таким образом, там ничего не стоит обогнать звук собственных шагов, а экипажу и пассажирам все время приходится вспоминать, что они видят предметы с запаздыванием.

Но как бы ни была велика такая скорость, мгновенный транспорт все равно быстрее. Теоретические предпосылки для его создания появились еще в «Туманности Андромеды» И. ЕФРЕМОВА. Там был описан «Тибетский опыт» по созданию мгновенного канала с системой Эпсилон Тукана. Правда, из текста романа неясно, удался ли этот эксперимент до конца, но прорыв, если можно так сказать, начался. Тем более что общая теория относительности, на которую в большинстве своем фантасты всё же оглядываются, подобным умопостроениям не препятствует. Именно она вводит понятие многомерного пространства, через отдельные точки которого теоретически возможен мгновенный переход на огромные расстояния. Под разными названиями (дромосы у Ю. БРАЙДЕРА и Н. ЧАДОВИЧА в «Карательной экспедиции»; червоточина у Д. ЛЭНДИСА в «Двери в любую сторону»; аномалии Хорста в «Пилоте Джоксе» Р. ХАЙНЛАЙНА и др.) такие области активно используются для межзвёздных перелётов

Будущим космонавтам, несомненно, следует обратить внимание на опасности, поджидающие их при полетах со сверхсветовыми скоростями, а их немало. Мозг не выдерживает таких скоростей и человек превращается в дебила (А. АЗИМОВ «Риск»). Сам корабль при этом может сместиться в далекое прошлое (О. ЛЕСЛИ «Создатели»), а его пилот вдобавок реэволюционировать и превратиться в обезьяну (Р. УОРСМЕР «Пан Сатирус»). Поэтому стоит задуматься: а следует ли вообще превышать скорость света, тем более что есть и другие способы полетов, не связанные с физическим движением тела через пространство. В своем романе «Стой, кто идет?» Б. ШОУ говорит, что корабль не может лететь быстрее скорости света. Поэтому световой барьер преодолевается в корабле, который не движется, а стоит на месте. На его корме устанавливается передатчик, а на носу – приемник. Таким образом, полет сводится к многократной передаче звездолетом самого себя на расстояние от кормы до носа и в физическом смысле сквозь пространство не движется.

В фантастике описаны и несколько других способов мгновенного перемещения в иные миры, как с использованием нуль-транспортировки, так и обладающих сверхспособностями людей, которые силой своего разума могут перенести путешественника на любую другую планету, минуя выход в космос (см. ТЕЛЕКИНЕЗ и ТЕЛЕПОРТАЦИЯ).

 А. КАБАНОВ, Р. МАСЛЕННИКОВ.

ЛИТЕРАТУРА. Дорожкин Н. «Альберт Чечельницкий: нет барьера для скоростей света!» \\ «На грани невозможного» № 21 (378) 2005 год.

Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.