Sci-fi romány a filmy sú plné uletených myšlienok, často určených skôr ako odrazový mostík pre akčné dobrodružstvo než ako vážny pokus predpovedať budúce trendy vo vede alebo technológiách. Niektoré z najbežnejších tropov, ako napríklad prelet kozmickou loďou na veľkolepé rýchlosti v priebehu niekoľkých sekúnd bez toho, aby ste cestujúcich rozdrvili vysokou rýchlosťou, sú podľa fyzikálnych zákonov, ako ich chápeme, úplne nemožné. Zdá sa však, že rovnaké zákony umožňujú aj ďalšie zdanlivo príťažlivé vedecké fikcie, od červích dier po paralelné vesmíry. Tu je prehľad niektorých sci-fi myšlienok, ktoré je možné skutočne vykonať-prinajmenšom teoreticky.
červie diery
Myšlienka červej diery-skratky priestorom, ktorá umožňuje takmer okamžité cestovanie medzi vzdialenými časťami vesmíru-vyzerá, akoby bola vytvorená ako fiktívny vodič príbehu. Pod formálnejším názvom most Einstein-Rosen však tento koncept existoval ako vážny teoretický koncept, kým sa nezmocnili spisovatelia sci-fi. vyjde to Albert Einstein‚s teória všeobecnej relativity, ten, kto vidí gravitácia Ako skreslenie časopriestoru spôsobené masívnymi predmetmi. V spolupráci s fyzikom Nathanom Rosenom teoretizoval Einstein v roku 1935, že body extrémne silnej gravitácie, ako napr. čierne diery, môžu byť navzájom priamo prepojené. A tak sa zrodila myšlienka červej diery.
Sily okolo čiernej diery by zničili každého, kto by sa k nej priblížil, takže o myšlienke skutočne cestovať červou dierou sa vážne neuvažovalo až do osemdesiatych rokov minulého storočia, keď sa astrofyzik Carl Sagan rozhodol, že napíše sci-fi. román. Podľa BBCV tomto článku Sagan povzbudil kolegu fyzika Kipa Thorna, aby prišiel na životaschopný spôsob, ako bleskovo cestovať medzihviezdnymi vzdialenosťami. Thorne metodicky vymyslel spôsob – teoreticky možný, ale v praxi veľmi nepravdepodobný -, ako by ľudia mohli dosiahnuť medzihviezdne cestovanie dokončením červej diery. Výsledok si našiel cestu do Saganovho románu.kontakt(Simon & Schuster: 1985), ktorý bol neskôr adaptovaný na film s Jodie Foster v hlavnej úlohe.
Aj keď je veľmi nepravdepodobné, že by sa červie diery niekedy stali jednoduchým a pohodlným spôsobom dopravy zobrazeným vo filmoch, vedci teraz prišli s ďalšími Životaschopný spôsob, ako vytvoriť červiu dieru V porovnaní s pôvodným návrhom Thorna. Je tiež možné, že ak už červie diery vo vesmíre existujú, môžu byť lokalizované pomocou novej generácie detektorov gravitačných vĺn.
warp pohon
Základným predpokladom väčšiny vesmírnych dobrodružných príbehov je schopnosť dostať sa z bodu A do bodu B rýchlejšie ako dnes. Okrem červích dier existuje mnoho kameňov úrazu, ktoré je možné dosiahnuť pomocou konvenčných vesmírnych lodí. Vyžaduje obrovské množstvo paliva, drvivé účinky zrýchlenia a skutočnosť, že vesmír má a. Je prísne vynucované obmedzenie rýchlosti. To je rýchlosť, ktorou sa svetlo pohybuje – presne jedna svetelný rok za rok, čo nie je v kozmickom kontexte vôbec rýchle. Proxima Centauri, druhá najbližšia hviezda k Zemi, je od Slnka vzdialená 4,2 svetelných rokov, zatiaľ čo centrum galaxie je vzdialené 27 000 svetelných rokov.
Našťastie má kozmický rýchlostný limit nevýhodu: určuje iba maximálnu rýchlosť, ktorou môžeme cestovať. priestorom. Ako Einstein vysvetlil, samotný priestor môže byť zdeformovaný, takže možno je možné manipulovať s priestorom okolo lode takým spôsobom, aby sa znížil rýchlostný limit. Kozmická loď by stále cestovala okolitým priestorom menšou rýchlosťou, ako je rýchlosť svetla, ale samotný vesmír by sa pohyboval rýchlejšie.
To mali na mysli spisovatelia „Star Treku“, keď v šesťdesiatych rokoch minulého storočia prišli s konceptom „warp drive“. Ale pre neho to bola len vierohodne znejúca fráza, nie skutočná fyzika. Až v roku 1994 teoretik Miguel Alcubierre našiel riešenie Einsteinových rovníc, ktoré priniesli skutočný efekt warp pohonu, sesterské stránky Live Science. Informoval server SPACE.com, zmenšenie priestoru pred kozmickou loďou a jeho rozšírenie smerom dozadu. Na začiatku nebolo Alcubierrovo riešenie ničím iným ako Thornovou priechodnou červou dierou, ale vedci sa ho pokúšajú spresniť v nádeji, že by to jedného dňa mohlo byť praktické.
cestovanie v čase
Koncept stroja času je jedným z veľkých zariadení sci -fi zápletky, ktorý umožňuje postavám vrátiť sa a zmeniť beh dejín – v dobrom aj zlom. To však nevyhnutne vytvára logické rozpory. Napríklad v „Návratu do budúcnosti“ by si doktor postavil vlastný stroj času, keby ho nenavštívil budúci Marty pomocou rovnakého stroja? Práve kvôli takýmto rozporom sa mnoho ľudí domnieva, že cestovanie v čase by malo byť v reálnom svete nemožné – a napriek tomu podľa fyzikálnych zákonov vlastne môže byť.
Rovnako ako červie diery a vesmírne osnovy, fyzika, ktorá nám hovorí, že je možné cestovať v čase, pochádza z Einsteinovej teórie všeobecnej relativity. Považuje priestor a čas za súčasť jediného „časopriestorového“ kontinua, v ktorom sú tieto dve neoddeliteľne spojené. Rovnako ako hovoríme o skresľovaní priestoru pomocou červej diery alebo warpu, môže byť skreslený aj čas. Niekedy je tak zdeformovaný, že sa sám skrúti, čo vedci označujú ako „jedno“.mimo nadčasovej krivky“- aj keď sa dá úplne rovnako nazvať stroj času.
Koncepčný návrh takého stroja času publikoval v roku 1974 fyzik Frank Tipler podľa fyzika Davida Lewisa Andersona, ktorý opisuje jeho výskum. Andersonov inštitút, súkromné výskumné laboratórium. Aby sa dal nazvať Tiplerovým valcom, musí byť veľký – podľa Humbleho najmenej 97 kilometrov dlhý – a extrémne hustý s celkovou hmotnosťou porovnateľnou so Slnkom. Aby fungoval ako stroj času, musí sa valec rýchlo točiť, aby zdeformoval časopriestor do bodu, kedy sa čas sám vráti. Možno to neznie tak jednoducho ako inštalácia tavného kondenzátora do DeLorean, ale má to výhodu, že v skutočnosti bude fungovať – prinajmenšom na papieri.
teleportácia
Archetypálnym sci-fi príkladom teleportácie je „Star Trek“.„ Transportér, ako naznačuje názov, je zobrazený ako pohodlný spôsob prepravy personálu z jedného miesta na druhé. Teleportácia sa však nepodobá na žiadny iný spôsob dopravy: namiesto presunu z východiskového bodu do cieľa prostredníctvom vesmíru teleportácia spôsobí, že v mieste určenia sa vytvorí presný duplikát, zatiaľ čo originál je zničený. V tomto zmysle – a skôr na úrovni subatomárnych častíc než ľudských – je teleportácia skutočne možná, podľa ibm.
Proces v reálnom svete sa nazýva kvantová teleportácia. Tento proces napodobňuje presný kvantový stav častice, napríklad fotónu, v inom, ktorý môže byť vzdialený stovky kilometrov. Kvantová teleportácia ničí kvantový stav prvého fotónu, takže to skutočne vyzerá, ako keby bol fotón magicky prenesený z jedného miesta na druhé. Tento trik je založený na tom, čo Einstein označoval ako „strašidelné akcie na diaľku“, ale je viac formálne známy ako veľmi chúlostivá situácia. Ak je fotón, ktorý má byť „teleportovaný“, vystavený dvojici spletených fotónov a miera výsledného stavu je odoslaná na prijímací koniec – kde druhým je zapletený fotón -, bude možné prepnúť druhý fotón do rovnakej polohy ako teleportovaný fotón.
Toto je komplexný proces aj pre jeden fotón a môže byť rozšírený na typ systému okamžitého transportu, ktorý nájdete v „Star Treku“. Napriek tomu sa kvantová teleportácia vyskytuje v kritické aplikácie V reálnom svete, napríklad pre komunikáciu odolnú voči hackom a super rýchle kvantové výpočty.
paralelný vesmír
Vesmír je všetko, čo nám naše teleskopy odhalia – všetky miliardy galaxií, ktoré siahajú von veľký tresk. Ale je to všetko? Teória hovorí, že nemusí: Celá moc multivesmír tamojších vesmírov. Myšlienka „paralelných vesmírov“ je ďalšou známou sci-fi témou, ale keď sú zobrazené na obrazovke, spravidla sa líšia od nášho vlastného vesmíru iba v drobných detailoch. Realita však môže byť oveľa zvláštnejšia v paralelnom vesmíre so základnými fyzikálnymi parametrami – ako je sila gravitácie alebo jadrové sily – odlišnými od našich. Klasickým zobrazením takého skutočne izolovaného vesmíru a tvorov, ktoré ho obývajú, je román Isaaca Asimova „Boží demisewolves“.„(dvojitý deň: 1972).
Kľúčom k modernému chápaniu paralelných vesmírov je koncept „večnej inflácie“. Zobrazuje nekonečnú štruktúru priestoru v stave nekonečnej, neuveriteľne rýchlej expanzie. Každú chvíľu sa miestny priestor v tomto priestore-samostatný Veľký tresk-vymaní z normálnej expanzie a začne rásť tichšou rýchlosťou, čo umožní v ňom vytvárať fyzické objekty ako hviezdy a galaxie. Podľa tejto teórie je náš vesmír jednou z týchto oblastí, ale môže existovať aj mnoho ďalších.
Rovnako ako v Asimovovom príbehu, tieto paralelné vesmíry môžu mať úplne iné fyzické parametre ako tie naše. Vedci sa kedysi domnievali, že iba vesmíry s parametrami podobnými nášmu by boli schopné podporovať život, ale nedávne štúdie naznačujú, že situácia nemusí byť taká obmedzujúca, ako je táto, Informovala o tom živá veda. Pre Asimovových mimozemšťanov teda stále existuje nádej – aj keď možno nie pre nadviazanie kontaktu s nimi, ako sa to deje v románe. Napriek tomu môžu byť stopy z iných vesmírov pre nás zistiteľné inými spôsobmi. Tiež sa predpokladalo, že záhadné „studené miesto“ na kozmickom mikrovlnnom pozadí je známkou kolízie s paralelným vesmírom, napísal Evan Baldry, profesor astrofyziky na Liverpoolskej univerzite Johna Mooresa vo Veľkej Británii. Konverzácia.
Pôvodne publikované na Live Science.
