Возможность мгновенного прыжка из одной точки пространства в другую явно нарушает законы физики. Или нет?
Во Вселенной есть несколько правил, которые, кажется, никогда не нарушаются. Частицы не могут двигаться быстрее скорости света в вакууме; энтропия замкнутой системы никогда не может уменьшаться; энергия и импульс должны сохраняться. Но если правила, по которым играет Вселенная, отличаются от того, что мы понимаем сегодня, многие вещи, которые сегодня кажутся запрещенными, в конце концов могут оказаться возможными.
В «Звездном пути: Дискавери» новый тип технологии перемещает нас даже быстрее, чем варп-двигатель: споровый двигатель. Вместо того, чтобы путешествовать в космосе медленнее света (с помощью импульсных двигателей) или даже быстрее света (с помощью варп-двигателя), споровый двигатель позволяет мгновенно «прыгать» из одного места в космосе в другое, отсоединенное место на большое расстояние. прочь. Эта идея была отвергнута как серьезная научная ошибка, но при определенных обстоятельствах она может превратиться из области научной фантастики в реальную науку.
Три способа, которыми франшиза «Звездный путь» представляет космические путешествия, следующие:
- Импульсные двигатели, которые аналогичны обычным путешествиям: топливо используется для создания энергии, которая создает тягу за счет направленного назад выхлоп, толкающий космический корабль вперед.
- Варп-двигатель, где само пространство сжимается перед космическим кораблем (и расширяется позади него), позволяя ему путешествовать по этому сжатое пространство таким образом, что оно фактически быстрее скорости света. В середине 1990-х годов физик-теоретик Мигель Алькубьерре создал пространство-время, в котором это возможно в рамках общей теории относительности. Если отрицательная масса и/или отрицательная энергия существуют, это может перейти от математической возможности к физической.
- Spore drive, где сеть спор мицелия, разбросанных по Вселенной, позволяет космическому кораблю мгновенно перемещаться из одной несвязанной точки в другую, как будто они чудесным образом телепортировались.
То, как Star Trek: Discovery реализует привод спор, может показаться немного подозрительным, но основная идея не так безумна, как кажется.
Согласно сериалу, существует сеть грибковых спор из особого типа грибов, известного как мицелий. Эти споры разбросаны по всей галактике и проникают не только в космос, но и в подпространство.
Взаимодействуя с этой сетью спор из специальной комнаты на корабле, привод Displacement Activated Spore Hub (DASH) позволяет кораблю путешествовать из космоса в подпространство и обратно в космос с полной скоростью. отключенное место. Это, безусловно, умная идея, которая предусматривает механизм для перемещения в отдаленные места быстрее и точнее, чем это может сделать даже варп-двигатель.
Но, как показал «Звездный путь», он в корне ошибочен.
Вот несколько причин почему.
- Star Trek: Discovery опирается на способность определенного животного - космической тихоходки - осуществлять горизонтальный перенос генов и включать чужеродную ДНК в свой собственный геном. Но животные не могут осуществлять горизонтальный перенос генов; могут только бактерии. Первоначальная статья, в которой это утверждалось, была опровергнута здесь и здесь.
- Мицелий действительно образует огромную сеть здесь, на Земле, но это из-за его связанной корневой структуры. Проблема в том, что мицелий - это продвинутая форма жизни, которой потребовались миллиарды лет эволюции на Земле, прежде чем она появилась; он не мог возникнуть в других солнечных системах, галактиках или вселенных.
- Даже если бы эти споры были запутаны квантово-механически, их нельзя было бы использовать для телепортации материи или даже для связи со скоростью, превышающей скорость света.
Хотя это может быть забавной научно-фантастической идеей, наука, стоящая за ней, несостоятельна.
Если, конечно, вы не захотели внести одно небольшое изменение в известные законы физики: добавить четвертое пространственное измерение, чтобы вывести нас в общей сложности на пять измерений (включая время). Если бы Вселенная имела дополнительное пространственное измерение и - самое главное - способность позволять объектам, существующим в наших трех пространственных измерениях, использовать четвертое измерение для путешествий, тогда все, что воображает споровый двигатель, становится возможным.
Чтобы понять как, представьте себе Вселенную с двумя пространственными измерениями, как поверхность листа бумаги. Представьте себе существ, которые живут на этом листе бумаги, и - в истинно флатландском стиле - на что будет похожа встреча с кем-то, кто может манипулировать третьим измерением.
Двумерное существо имеет внешнее, открытое миру: очертания его тела. У него также есть интерьер, которого нет: все внутри. Вооружившись своими трехмерными руками (и, если хотите, карандашом и ластиком), вы могли бы легко сделать следующее:
- переставить его внутренние органы,
- протяните руку и удалите или добавьте что-нибудь внутрь,
- поднимите его со страницы и поместите в любое другое место на странице,
- или даже сложите страницу так, чтобы две несвязанные локации перекрывались, и почти мгновенно перенесите это существо из одной локации в другую.
Короче говоря, мы казались бы богами существу, живущему в одном меньшем измерении, чем наше собственное.
Итак, теперь давайте подойдем к нашей Вселенной, какой мы ее знаем: с тремя пространственными измерениями. Люди уже давно исследуют идею дополнительных измерений, включая то, как они могут решить многие из величайших проблем космологии, и даже объяснить, почему у нас есть три пространственных измерения и Вселенная, которую мы имеем сегодня.
Что дополнительное измерение могло бы сделать для нас - если бы мы захотели добавить четвертое - очень похоже на то, что третье измерение позволило бы посторонней стороне сделать с двухмерным существом. В частности, тот, кто получил доступ к четвертому измерению, мог:
- проведите нам операцию, не разрезая нас,
- вставить, удалить или переставить что-то внутри нас,
- удалите нас из нашего трехмерного пространства и поместите нас в любое другое место,
- и, соответствующим образом свернув наше пространство, соедините два ранее разъединенных места, сделав возможным почти мгновенную телепортацию без нарушения законов относительности.
Последняя часть действительно очень похожа на то, что пытается сделать привод спор Star Trek: Discovery! Космический корабль, через некую связь с какой-либо сущностью, которая хотя бы частично находится за пределами наших трех пространственных измерений, может перемещаться из одного места в другое быстрее, чем с помощью любых известных средств. Споровый двигатель позволяет транспортировать быстрее, чем обычные двигатели; быстрее света; даже быстрее, чем позволил бы варп-двигатель.
Реально это можно сделать, покинув нашу трехмерную Вселенную, войдя в дополнительное пространственное измерение, а затем снова войдя в нашу трехмерную Вселенную. Это приводит к одному фантастическому и всеобъемлющему выводу: подпространство на самом деле является дополнительным пространственным измерением
Целый ряд других проблем и возможностей, связанных с технологией Star Trek , о которых я сам написал книгу , немедленно решается с идентификацией подпространства как другого измерения.
Подпространственная связь может происходить быстрее скорости света, потому что сигналы проходят не через пространство, а скорее через дополнительное измерение, которое сокращает пространство.
Поскольку существуют дополнительные измерения, некоторые частицы, которые не могут существовать в нашей Вселенной - тетрионные частицы - могут существовать в подпространстве.
И, что наиболее важно, возможно, что некоторые физические сущности (или даже некоторые биологические) могут не только существовать в нашей Вселенной, но и поддерживать компонент самих себя, который существует и даже образует сеть, в подпространство. Это полностью согласуется с тем, почему Джорди Лафорж называл подпространство «…огромными сотами с бесконечным числом ячеек».
Если бы у нас было дополнительное пространственное измерение в нашей Вселенной, любое существо, способное управлять своим движением через него, смогло бы преодолеть многие из обычных ограничений нашей Вселенной сегодня. Быстрее света, почти мгновенное путешествие стало бы возможным, если бы мы выбрали короткий путь через это дополнительное измерение. В дополнение к движениям вверх-вниз, влево-вправо и вперед-назад будет дополнительный способ перемещения в пространстве, позволяющий выйти из текущего местоположения и снова войти в любое другое место. Это был бы законный способ телепортировать все, что вы способны переместить, даже целый космический корабль, на сколь угодно большое расстояние за сколь угодно короткое время.
Возможно, было бы разумнее построить этот научно-фантастический сюжет на физическом наборе частиц, а не на биологическом организме. Какая бы сеть ни существовала в дополнительном измерении, она должна иметь контролируемые точки входа и выхода, чтобы обеспечить транспорт, который мы видим в «Звездном пути: Дискавери». Но если дополнительные измерения реальны и мы можем манипулировать ими надлежащим образом, наша величайшая научно-фантастическая мечта о мгновенной телепортации может быть ближе к воплощению в реальность, чем мы когда-либо предполагали.