Как путешествовать и зарабатывать на этом

Фильм «Интерстеллар» стал культовым — это фантастика, построенная на истинной науке. Кип Торн — физик-теоретик, который 9 лет консультировал режиссеров, сценаристов и актеров. Он настоял на главном правиле — ничто в фильме не должно противоречить законам физики и знаниям о Вселенной. Цель его книги «Интерстеллар. Наука за кадром» — сделать науку доступной и показать, сколь восхитительна наша Вселенная. А еще ответить на вопросы, которые остались после просмотра «Интерстеллара».

Вселенная таит в себе удивительное: время и пространство искривляются, словно листок бумаги, черные дыры состоят из «ничего», люди могут использовать гравитацию вместо топлива и, возможно, передавать сообщения в прошлое. А когда-нибудь мы покинем Землю ради другой планеты.

Как искривляются пространство и время

Эйнштейн бился над загадками гравитации пять лет. Наконец его посетило гениальное озарение. Массивные тела вроде Земли или черных дыр могут искривлять время, и это искривление является причиной гравитации! Понял он и кое-что еще: если массивные тела способны искривлять время, то должно искривляться и пространство.

На Земле замедление времени составляет лишь несколько микросекунд в день, поэтому силы гравитации здесь умеренные. А у черной дыры, где время почти не движется, гравитация настолько огромна, что даже свет не может ее преодолеть. Проверить это удалось спустя полвека после открытия Эйнштейна.

Ученые сравнили скорости течения времени в подвале 22-метровой башни Гарвардского университета со скоростью его течения на вершине этой же башни. Оказалось, что время в подвале текло на 210 триллионных долей секунды в день медленнее, чем наверху башни.

Что мы увидим, когда подлетим к черной дыре

Никто и никогда не видел, как выглядит черная дыра. Но астрофизики описали ее вид при помощи уравнений. Если вы смотрели фильм «Интерстеллар», то помните, что герои отправились к черной дыре Гаргантюа в поисках планеты, пригодной для жизни, — человечеству на Земле оставаться было нельзя. Природные катаклизмы, болезнь съедобных растений и недостаток кислорода обрекли людей на смерть.

Читайте также  Золотое кольцо России. Что посмотреть туристу в Ростове Великом Ярославской области?

Черная дыра искривляет лучи света, чудовищно искажая вид звездного неба. Этот эффект называется «гравитационным линзированием», поскольку оно изменяет изображение подобно линзе (ну, или кривому зеркалу в парке аттракционов). Теория относительности Эйнштейна однозначно предсказывает все свойства черных дыр, включая гравитационное линзирование.

У астрономов есть твердое, основанное на наблюдениях убеждение, что черные дыры (включая и гигантские черные дыры вроде Гаргантюа) существуют во Вселенной. Они уже наблюдали гравитационные линзы, образованные пусть не черными дырами, но другими объектами.

Бизнес на путешествии

Работа GPS и замедление времени

Спутники «замедляют» время, прежде чем передать сигнал на ваш смартфон. Представляете? Дело в том, что GPS работает благодаря радиосигналам от 27 спутников, вращающихся вокруг Земли на высоте 20 000 километров. Но там время отличается от земного!

Обычно с Земли «просматривается» от 4 до 12 спутников. Их радиосигналы сообщают смартфону координаты спутника и время отправки сигнала, на основе чего он определяет свое местоположение. Но этот способ дал бы ошибку, если б время отправки сигналов передавалось бы на Землю по времени спутников — ведь там время течет на 40 микросекунд в день быстрее.

Спутники замеряют время с помощью встроенных часов, а затем, перед передачей сигнала на телефон, «замедляют» его, подгоняя под скорость земного времени.

Эвакуация колоний с Земли

В начале фильма, когда Купер впервые оказывается на секретном объекте NASA, ему показывают гигантскую цилиндрическую станцию, построенную, чтобы доставить тысячи людей на другую планету. Но как ее запустить в космос?

Если ученые когда-нибудь получат квантовые данные из черных дыр, то смогут узнать, как уменьшить притяжение Земли. Если оно станет в тысячу раз меньше нормального значения — пусть всего на один час, — то ракетные двигатели смогут вывести в космос огромные колонии. Правда, земное ядро, освобожденное от тяжелого гнета верхних слоев, расширится, вздыбливая поверхность Земли. Пока колонии будут подниматься в космос, повсюду пройдут мощнейшие землетрясения и цунами, сея на планете хаос, — ужасная цена для Земли.

Читайте также  Существуют ли расы человека с точки зрения биологии?

Когда же гравитация вернется к прежнему значению, Земля сожмется до своего обычного размера, что вызовет новые землетрясения и цунами. Однако человечество будет спасено.

Измерения Вселенной и путешествие в прошлое

Помните, когда Купер проходит сквозь черную дыру через тессеракт, он попадает в своеобразный лифт сквозь Вселенную и оказывается в будущем. Он обнаруживает, что это спальня его дочери Мёрф, только необычная — из-за множества измерений. Выталкивая книги, он использует гравитацию и передает сообщения в прошлое — маленькой Мёрф, которая вырастет, станет ученым и… Кажется, стоит прочесть книгу, чтобы до конца разобраться в этот моменте!

Пространство Вселенной обладает тремя осями координат: «верх — низ», «восток — запад» и «север — юг». Но чтобы пообедать с подругой, придется договориться не только о месте встречи, но и о времени. Но при этом время отличается от пространственных измерений. Мы можем двигаться на запад или на восток — куда захотим, туда и пойдем. Однако явившись к тому самому обеду, мы не можем внезапно перенестись во времени назад. Как бы мы ни старались, единственный путь — двигаться во времени вперед, и законы теории относительности гарантируют это. Зато законы теории относительности допускают возврат во времени «обходным маневром»: улететь в космос и вернуться раньше собственного отлета.

Совершать собственные маленькие открытия, разбираться в том, как работает наука и какие знания о Вселенной, Земле и жизни она нам несет, — это интеллектуальное удовольствие высшего порядка.

По материалам книги Кипа Торна «Интерстеллар».

Добавить комментарий