Մի խումբ գիտնականներ OPERA-ի փորձից՝ համագործակցելով Եվրոպական կազմակերպություն միջուկային հետազոտություն(CERN) հրապարակել է լույսի արագությունը հաղթահարելու փորձի սենսացիոն արդյունքները։ Փորձի արդյունքները հերքում են Ալբերտ Էյնշտեյնի հարաբերականության հատուկ տեսությունը, որի վրա ամբողջ ժամանակակից ֆիզիկա. Տեսությունը ասում է, որ լույսի արագությունը 299,792,458 մ/վ է, և տարրական մասնիկները չեն կարող շարժվել։ ավելի արագ արագությունՍվետա.

Այնուամենայնիվ, գիտնականները նեյտրինոյի ճառագայթով դրա ավելցուկը գրանցեցին 60 նանվայրկյանով, երբ հաղթահարեցին 732 կմ: Դա տեղի է ունեցել սեպտեմբերի 22-ին Իտալիայից, Ֆրանսիայից, Ռուսաստանից, Կորեայից, Ճապոնիայից և այլ երկրների միջուկային ֆիզիկոսների միջազգային խմբի կողմից անցկացված փորձի ժամանակ։

Փորձն ընթացել է հետևյալ կերպ. հատուկ արագացուցիչի մեջ պրոտոնային ճառագայթը արագացել է և դրանով հարվածել հատուկ թիրախի կենտրոնում։ Այսպես են ծնվել մեզոնները՝ քվարկներից բաղկացած մասնիկներ։

Մեզոնների քայքայման ժամանակ ծնվում են նեյտրինոներ,- «Известия»-ին բացատրել է ՌԴ ԳԱ ակադեմիկոս, ՌԴ ԳԱ միջուկային հետազոտությունների ինստիտուտի գլխավոր գիտաշխատող Վալերի Ռուբակովը։ - Ճառագայթը տեղադրված է այնպես, որ նեյտրինոն թռչում է 732 կմ և հարվածում Գրան Սասոյի իտալական ստորգետնյա լաբորատորիան: Այն ունի հատուկ դետեկտոր, որը գրանցում է նեյտրինոյի ճառագայթի արագությունը։

Հետազոտության արդյունքները բաժանվել են գիտական ​​աշխարհ. Որոշ գիտնականներ հրաժարվում են հավատալ արդյունքներին։

Այն, ինչ նրանք արեցին CERN-ում, անհնար է ֆիզիկայի ժամանակակից տեսանկյունից,- «Известия»-ին ասել է Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի ակադեմիկոս, Ընդհանուր և միջուկային ֆիզիկայի ինստիտուտի գիտական ​​ղեկավար Սպարտակ Բելյաևը։ - Պետք է ստուգել այս փորձը և դրա արդյունքները, միգուցե նրանք պարզապես սխալվել են: Մինչ այդ կատարված բոլոր փորձերը տեղավորվում են գոյություն ունեցող տեսության մեջ, և մեկ անգամ կատարված փորձի պատճառով չարժե խուճապ բարձրացնել։

Միևնույն ժամանակ, ակադեմիկոս Բելյաևը խոստովանում է, որ եթե հնարավոր լինի ապացուցել, որ նեյտրինոները կարող են շարժվել լույսի արագությունից ավելի արագ, ապա դա հեղափոխություն կլինի։

Այնուհետև մենք պետք է կոտրենք ամբողջ ֆիզիկան, ասաց նա:

Եթե ​​արդյունքները հաստատվեն, սա հեղափոխություն է, համաձայն է ակադեմիկոս Ռուբակովը։ - Դժվար է ասել, թե ինչպես կստացվի քաղաքաբնակների համար։ Ընդհանուր առմամբ, իհարկե, հնարավոր է փոխել հարաբերականության հատուկ տեսությունը, բայց դա անելը չափազանց դժվար է, և ամբողջությամբ պարզ չէ, թե որ տեսությունը կբյուրեղանա արդյունքում։

Ռուբակովն ուշադրություն է հրավիրել այն փաստի վրա, որ զեկույցում ասվում է, որ փորձի երեք տարիների ընթացքում արձանագրվել և չափվել է 15000 իրադարձություն։

Վիճակագրությունը շատ լավն է, և փորձին մասնակցել է հեղինակավոր գիտնականների միջազգային խումբ»,- ամփոփում է Ռուբակովը։

Ակադեմիկոսներն ընդգծել են, որ աշխարհը պարբերաբար փորձում է փորձնականորեն հերքել հարաբերականության հատուկ տեսությունը։ Սակայն դրանցից ոչ մեկն առայժմ դրական արդյունք չի տվել։

Նվիրված է նեյտրինոների արագության ուղղակի չափմանը: Արդյունքները սենսացիոն են թվում. նեյտրինոյի արագությունը փոքր-ինչ, բայց վիճակագրորեն նշանակալի է: - ավելին, քան լույսի արագությունը: Համագործակցության հոդվածը պարունակում է սխալների և անորոշությունների տարբեր աղբյուրների վերլուծություն, սակայն ֆիզիկոսների ճնշող մեծամասնության արձագանքը մնում է շատ թերահավատ, հիմնականում այն ​​պատճառով, որ նման արդյունքը չի համընկնում նեյտրինոների հատկությունների վերաբերյալ այլ փորձարարական տվյալների հետ:

Բրինձ. 1.

Փորձի մանրամասները

Փորձի գաղափարը (տես OPERA փորձ) շատ պարզ է. Նեյտրինոյի ճառագայթը ծնվում է CERN-ում, թռչում Երկրի միջով դեպի իտալական Gran Sasso լաբորատորիա և այնտեղ անցնում հատուկ OPERA նեյտրինո դետեկտորի միջով: Նեյտրինոները շատ թույլ են փոխազդում նյութի հետ, բայց այն պատճառով, որ CERN-ից նրանց հոսքը շատ մեծ է, որոշ նեյտրինոներ դեռ բախվում են դետեկտորի ներսում գտնվող ատոմներին: Այնտեղ նրանք առաջացնում են լիցքավորված մասնիկների կասկադ և այդպիսով թողնում են իրենց ազդանշանը դետեկտորում։ CERN-ում նեյտրինոները ծնվում են ոչ թե անընդհատ, այլ «պոռթկումներով», և եթե իմանանք նեյտրինոյի ծննդյան պահը և դետեկտորում նրա կլանման պահը, ինչպես նաև երկու լաբորատորիաների միջև եղած հեռավորությունը, կարող ենք հաշվարկել արագությունը: նեյտրինոյի:

Աղբյուրի և դետեկտորի միջև ուղիղ գծով հեռավորությունը մոտ 730 կմ է, և այն չափվել է 20 սմ ճշգրտությամբ (հղման կետերի միջև ճշգրիտ հեռավորությունը 730534,61 ± 0,20 մետր է): Ճիշտ է, նեյտրինոյի ծնունդ տանող գործընթացը բոլորովին էլ տեղայնացված չէ այդքան ճշգրտությամբ։ CERN-ում բարձր էներգիայի պրոտոնների ճառագայթը դուրս է թռչում SPS արագացուցիչից, գցվում գրաֆիտի թիրախի վրա և դրանում առաջանում երկրորդական մասնիկներ, այդ թվում՝ մեզոններ։ Նրանք շարունակում են առաջ թռչել լույսի գրեթե արագությամբ և ճանճում քայքայվում են մյուոնների՝ նեյտրինոների արտանետմամբ։ Մյուոնները նույնպես քայքայվում են և առաջացնում լրացուցիչ նեյտրինոներ։ Այնուհետև բոլոր մասնիկները, բացառությամբ նեյտրինոների, ներծծվում են նյութի հաստությամբ, և նրանք ազատորեն հասնում են հայտնաբերման վայր։ Փորձի այս մասի ընդհանուր սխեման ներկայացված է նկ. 1.

Ամբողջ կասկադը, որը տանում է դեպի նեյտրինո ճառագայթի տեսքը, կարող է ձգվել հարյուրավոր մետրերով: Այնուամենայնիվ, քանի որ ԲոլորըԱյս փնջի մասնիկները առաջ են թռչում լույսի գրեթե արագությամբ, գործնականում տարբերություն չկա հայտնաբերման ժամանակի համար՝ արդյոք նեյտրինոն ծնվել է անմիջապես, թե ճանապարհից մեկ կիլոմետր հետո (սակայն, այն ունի մեծ նշանակություն, երբ հենց սկզբնական պրոտոնը, որը հանգեցրեց այս նեյտրինոյի ծնունդին, դուրս թռավ արագացուցիչից): Արդյունքում, արտադրված նեյտրինոները մեծ հաշվով պարզապես կրկնում են սկզբնական պրոտոնային ճառագայթի պրոֆիլը։ Հետևաբար, այստեղ հիմնական պարամետրը հենց արագացուցիչից արտանետվող պրոտոնային փնջի ժամանակային պրոֆիլն է, մասնավորապես, նրա առաջատար և հետևի եզրերի ճշգրիտ դիրքը, և այս պրոֆիլը չափվում է լավ ժամանակի ընթացքում: սմ լուծում (տես նկ. 2):

Թիրախի վրա պրոտոնային ճառագայթ գցելու յուրաքանչյուր նիստ (անգլերենում նման նիստը կոչվում է թափել, «splash») տևում է մոտ 10 միկրովայրկյան և հանգեցնում է հսկայական քանակությամբ նեյտրինոների ծնվելու։ Այնուամենայնիվ, գրեթե բոլորը թռչում են Երկրի միջով (և դետեկտորով) առանց փոխազդեցության: Նույն հազվագյուտ դեպքերում, երբ դետեկտորը գրանցում է նեյտրինոն, անհնար է ասել, թե 10 միկրովայրկյան ինտերվալի ընթացքում կոնկրետ որ պահին է այն արտանետվել: Վերլուծությունը կարող է իրականացվել միայն վիճակագրորեն, այսինքն՝ կուտակել նեյտրինոյի հայտնաբերման բազմաթիվ դեպքեր և կառուցել դրանց ժամանակի բաշխումը յուրաքանչյուր նստաշրջանի մեկնարկային կետի համեմատ: Դետեկտորում որպես սկզբնակետ ընդունվում է ժամանակի այն կետը, երբ լույսի արագությամբ շարժվող պայմանական ազդանշանը, որը արձակվել է հենց պրոտոնային ճառագայթի առաջնային եզրի պահին, հասնում է դետեկտորին։ Այս պահի ճշգրիտ չափումը հնարավոր է դարձել երկու լաբորատորիաներում ժամացույցների համաժամացման շնորհիվ մի քանի նանվայրկյանների ընթացքում:

Նկ. 3-ը ցույց է տալիս նման բաշխման օրինակ: Սև կետերը իրական նեյտրինոյի տվյալներ են, որոնք գրանցված են դետեկտորի կողմից և ամփոփված մեծ թվովնիստեր. Կարմիր կորը ցույց է տալիս պայմանական «տեղեկանք» ազդանշան, որը շարժվելու է լույսի արագությամբ: Դուք կարող եք տեսնել, որ տվյալները սկսվում են մոտ 1048,5 ns-ից: ավելի վաղհղումային ազդանշան. Սա, սակայն, դեռ չի նշանակում, որ նեյտրինոն իրականում լույսից առաջ է մեկ միկրովայրկյանով, այլ միայն պատճառ է՝ ուշադիր չափելու բոլոր մալուխների երկարությունը, սարքավորումների արձագանքման արագությունը, էլեկտրոնիկայի հետաձգման ժամանակը և այլն: Այս վերաստուգումն արվել է և պարզվել է, որ «հղման» պահը փոխում է 988 ns-ով: Այսպիսով, պարզվում է, որ նեյտրինոյի ազդանշանն իրականում գերազանցում է հղման ազդանշանը, բայց միայն մոտ 60 նանվայրկյանով: Նեյտրինոյի արագության առումով դա համապատասխանում է լույսի արագության ավելցուկին մոտ 0,0025%-ով։

Այս չափման սխալը վերլուծության հեղինակները գնահատել են 10 նանվայրկյան, որը ներառում է ինչպես վիճակագրական, այնպես էլ համակարգային սխալներ։ Այսպիսով, հեղինակները պնդում են, որ իրենք «տեսնում են» նեյտրինոների գերլուսավոր շարժումը վեց վիճակագրական նշանակության մակարդակով. ստանդարտ շեղումներ.

Արդյունքների և ակնկալիքների միջև տարբերությունը վեց ստանդարտ շեղումներով արդեն բավականին մեծ է և տարրական մասնիկների ֆիզիկայում կոչվում է բարձրաձայն «բացահայտում» բառը։ Սակայն այս թիվը պետք է ճիշտ հասկանալ՝ դա միայն նշանակում է, որ հավանականությունը վիճակագրականՏվյալների տատանումները շատ փոքր են, բայց չեն ցույց տալիս, թե որքան հուսալի է տվյալների մշակման տեխնիկան և որքանով են ֆիզիկոսները հաշվի առել բոլոր գործիքային սխալները: Ի վերջո, տարրական մասնիկների ֆիզիկայում կան բազմաթիվ օրինակներ, որտեղ արտասովոր ազդանշանները չեն հաստատվել բացառիկ բարձր վիճակագրական որոշակիությամբ այլ փորձերով:

Ինչի՞ն են հակասում գերլուսավոր նեյտրինոները:

Հակառակ տարածված կարծիքի, հարաբերականության հատուկ տեսությունն ինքնին չի արգելում գերլուսավոր արագությամբ շարժվող մասնիկների գոյությունը։ Այնուամենայնիվ, նման մասնիկների համար (դրանք ընդհանուր առմամբ կոչվում են «տախիոններ») լույսի արագությունը նույնպես սահման է, բայց միայն ներքևից - նրանք չեն կարող ավելի դանդաղ շարժվել, քան դա: Այս դեպքում մասնիկների էներգիայի կախվածությունը արագությունից ստացվում է հակադարձ՝ որքան մեծ է էներգիան, այնքան տախիոնների արագությունը մոտենում է լույսի արագությանը։

Շատ ավելի լուրջ խնդիրներ են սկսվում դաշտի քվանտային տեսության մեջ: Այս տեսությունը փոխարինվում է քվանտային մեխանիկաերբ խոսում է քվանտային մասնիկներմեծ էներգիաներով: Այս տեսության մեջ մասնիկները ոչ թե կետեր են, այլ, համեմատաբար ասած, նյութական դաշտի կույտեր, և դրանք չեն կարող դիտարկվել դաշտից առանձին։ Պարզվում է, որ տախիոնները նվազեցնում են դաշտի էներգիան, ինչը նշանակում է, որ նրանք անկայուն են դարձնում վակուումը։ Այդ դեպքում դատարկության համար ավելի ձեռնտու է ինքնաբերաբար տրոհվել այս մասնիկների հսկայական քանակության, և, հետևաբար, պարզապես անիմաստ է դիտարկել մեկ տախիոնի շարժումը սովորական դատարկ տարածության մեջ: Կարելի է ասել, որ տախիոնը մասնիկ չէ, այլ վակուումի անկայունություն։

Տախիոն-ֆերմիոնների դեպքում իրավիճակը մի փոքր ավելի բարդ է, բայց նույնիսկ այնտեղ համեմատելի դժվարություններ են առաջանում, որոնք խոչընդոտում են ինքնահաստատակամ տախիոնային քվանտային դաշտի տեսության ստեղծմանը, ներառյալ հարաբերականության սովորական տեսությունը։

Այնուամենայնիվ, սա նույնպես չէ վերջին խոսքըտեսականորեն։ Ինչպես փորձարարները չափում են այն ամենը, ինչ հնարավոր է չափել, այնպես էլ տեսաբանները փորձարկում են բոլոր հնարավոր հիպոթետիկ մոդելները, որոնք չեն հակասում առկա տվյալներին: Մասնավորապես, կան տեսություններ, որոնցում թույլատրվում է մի փոքր, դեռ չնկատված շեղում հարաբերականության տեսության պոստուլատներից, օրինակ՝ լույսի արագությունը ինքնին կարող է լինել. փոփոխական. Նման տեսությունները դեռ չունեն ուղղակի փորձարարական աջակցություն, սակայն դրանք դեռևս չեն փակվել։

Տեսական հնարավորությունների այս հակիրճ ուրվագիծը կարելի է ամփոփել հետևյալ կերպ. չնայած որոշ տեսական մոդելներում գերլուսավոր արագությամբ շարժումը հնարավոր է, դրանք մնում են միայն հիպոթետիկ կառուցվածքներ։ Ներկայումս առկա բոլոր փորձարարական տվյալները նկարագրված են ստանդարտ տեսություններով՝ առանց գերլուսավոր շարժման: Հետևաբար, եթե այն հավաստիորեն հաստատվեր գոնե որոշ մասնիկների համար, դաշտի քվանտային տեսությունը պետք է արմատապես վերանայվեր:

Արժե՞ ՕՊԵՐԱ-ի արդյունքն այս առումով «առաջին նշան» համարել։ Դեռ ոչ. Թերևս թերահավատության ամենակարևոր պատճառն այն է, որ OPERA-ի արդյունքը չի համընկնում նեյտրինոների վերաբերյալ այլ փորձարարական տվյալների հետ։

Նախ՝ հայտնի SN1987A գերնոր աստղի ժամանակ գրանցվել են նաև նեյտրինոներ, որոնք տեղ են հասել լույսի իմպուլսից մի քանի ժամ առաջ։ Սա չի նշանակում, որ նեյտրինոնները լույսից ավելի արագ են ընթացել, այլ միայն արտացոլում է այն փաստը, որ նեյտրինոներն արտանետվում են միջուկի փլուզման ավելի վաղ փուլում՝ գերնոր աստղի պայթյունից, քան լույսը: Այնուամենայնիվ, քանի որ նեյտրինոներն ու լույսը, 170,000 տարի անցկացրած ճանապարհին, չեն բաժանվել մի քանի ժամից ավելի, դա նշանակում է, որ դրանց արագությունները շատ մոտ են և տարբերվում են միլիարդերորդականից ոչ ավելի: OPERA-ի փորձը ցույց է տալիս հազար անգամ ավելի ուժեղ անհամապատասխանություն:

Այստեղ, իհարկե, կարող ենք ասել, որ գերնոր աստղերի պայթյունների ժամանակ արտադրված նեյտրինոները և CERN-ի նեյտրինոները մեծապես տարբերվում են էներգիայով (մի քանի տասնյակ ՄԷՎ գերնոր աստղերում և 10–40 ԳեՎ՝ նկարագրված փորձի դեպքում), և նեյտրինոյի արագությունը տատանվում է՝ կախված էներգիայից։ Բայց այս փոփոխությունն այս դեպքում աշխատում է «սխալ» ուղղությամբ. ի վերջո, որքան մեծ է տախիոնների էներգիան, այնքան նրանց արագությունը պետք է մոտ լինի լույսի արագությանը։ Իհարկե, նույնիսկ այստեղ կարելի է գալ տախիոնի տեսության որոշակի փոփոխության, որի դեպքում այդ կախվածությունը բոլորովին այլ կլիներ, բայց այս դեպքում հարկ կլինի քննարկել «կրկնակի հիպոթետիկ» մոդելը։

Այնուհետև, նեյտրինոյի տատանումների վերաբերյալ փորձնական տվյալների հավաքածուից ստացված համար վերջին տարիները, հետևում է, որ բոլոր նեյտրինոների զանգվածները տարբերվում են միմյանցից միայն էլեկտրոնվոլտի կոտորակներով։ Եթե ​​OPERA-ի արդյունքն ընկալվում է որպես նեյտրինոյի գերլուսավոր շարժման դրսևորում, ապա առնվազն մեկ նեյտրինոյի զանգվածի քառակուսու արժեքը կլինի –(100 ՄէՎ) 2 (զանգվածի բացասական քառակուսի) կարգի։ մասնիկը տախիոն համարվելու մաթեմատիկական դրսևորումն է։ Ապա դուք պետք է խոստովանեք դա Բոլորընեյտրինոների տեսակները տախիոններ են և ունեն մոտավորապես նույն զանգվածը։ Մյուս կողմից, ուղղակի չափումնեյտրինո զանգվածը տրիտիումի միջուկների բետա քայքայման ժամանակ ցույց է տալիս, որ նեյտրինոյի զանգվածը (մոդուլը) չպետք է գերազանցի 2 էլեկտրոն վոլտը։ Այսինքն՝ այս բոլոր տվյալները հնարավոր չի լինի համադրել միմյանց հետ։

Այստեղից կարելի է եզրակացնել հետևյալը. OPERA-ի համագործակցության հայտարարված արդյունքը դժվար է տեղավորվել որևէ, նույնիսկ ամենաէկզոտիկ, տեսական մոդելի մեջ:

Ի՞նչ է հաջորդը:

Տարրական մասնիկների ֆիզիկայի բոլոր խոշոր համագործակցություններում սովորական պրակտիկան այն է, որ յուրաքանչյուր կոնկրետ վերլուծություն կատարվում է մասնակիցների փոքր խմբի կողմից, և միայն դրանից հետո արդյունքները ներկայացվում են ընդհանուր քննարկման: Այս դեպքում, ըստ երևույթին, այս փուլը չափազանց կարճ էր, ինչի արդյունքում համագործակցության ոչ բոլոր մասնակիցները համաձայնեցին իրենց ստորագրությունը դնել հոդվածի տակ (ամբողջական ցուցակը ներառում է փորձի 216 մասնակից, իսկ նախատպումը՝ ընդամենը 174 հեղինակ։ ) Ուստի մոտ ապագայում, ամենայն հավանականությամբ, համագործակցության շրջանակներում բազմաթիվ լրացուցիչ ստուգումներ կիրականացվեն, և միայն դրանից հետո հոդվածը կուղարկվի տպագրության։

Իհարկե, այժմ կարելի է նաև ակնկալել տեսական հոդվածների հոսք՝ այս արդյունքի տարբեր էկզոտիկ բացատրություններով։ Այնուամենայնիվ, քանի դեռ հայտի արդյունքը հավաստիորեն չի ստուգվել, այն չի կարող համարվել լիարժեք բացահայտում:

Ֆիզիկոսները հայտնաբերել են, որ լույսի մասնիկները (ֆոտոնները) կարող են ապրել մոտ 1 տրիլիոն տարի, իսկ քայքայվելուց հետո, իրենց հերթին, արձակում են շատ թեթև մասնիկներ, որոնք կարող են լույսից ավելի արագ շարժվել: Ժամանակի ընթացքում շատ մասնիկներ ենթակա են բնական քայքայման: Օրինակ՝ անկայուն ռադիոակտիվ ատոմները որոշակի պահին տրոհվում են փոքր մասնիկների և էներգիայի պոռթկում արձակում։

Հենց վերջերս գիտնականները վստահ էին, որ ֆոտոնները չեն քայքայվում, քանի որ ենթադրվում էր, որ դրանք զանգված չունեն։ Այնուամենայնիվ, այժմ գիտնականները ենթադրում են, որ ֆոտոններն իսկապես զանգված ունեն, պարզապես այն այնքան փոքր է, որ հնարավոր չէ չափել այսօրվա գործիքներով:

Ֆոտոնի զանգվածի ներկայիս վերին սահմանն այնքան փոքր է, որ այն պրոտոնի զանգվածի մեկ միլիարդերորդ, միլիարդերորդ, միլիարդերորդից պակաս է: Այս ցուցանիշի հիման վրա գիտնականները հաշվարկել են, որ ֆոտոն ներս տեսանելի սպեկտրկարող է ապրել մոտ 1 տրիլիոն տարի: Այնուամենայնիվ, այս չափազանց երկար կյանքը ոչ բոլոր ֆոտոններն են կիսում, այն հաշվարկվում է միջինում: Հնարավորություն կա, որ որոշ ֆոտոններ շատ կարճ կյանքով ապրեն։ Մեր տիեզերքը, որն առաջացել է Մեծ պայթյունի արդյունքում, ներկայումս մոտ 13,7 միլիարդ տարեկան է: Եվ շարունակական գիտական ​​նախագծերՆախագծված է ոչ միայն Մեծ պայթյունի հետփայլը չափելու, այլև ֆոտոնների վաղ քայքայման նշանները հայտնաբերելու համար:

Եթե ​​ֆոտոնը կոտրված է, ապա քայքայումը պետք է արտադրի նույնիսկ ավելի թեթև մասնիկներ, որոնք կարող են մեր տիեզերքով ավելի արագ անցնել լույսի արագությունից: Այս ուրվական մասնիկները (նեյտրինոները) շատ հազվադեպ են փոխազդում սովորական նյութի հետ։ Նեյտրինոների անթիվ հոսքերը վայրկյանի յուրաքանչյուր մասնակի վազում են ոչ միայն տիեզերքի, աստղերի և մարմինների միջով, այլև Երկրի վրա ապրող յուրաքանչյուր մարդու միջով՝ առանց ազդելու մեր նյութի վրա:

Քայքայվելիս յուրաքանչյուր ֆոտոն արձակում է երկու լուսային նեյտրինո, որոնք, լույսից ավելի թեթև լինելով, ավելի արագ են շարժվում, քան ֆոտոնները։ Թվում է, թե նեյտրինոյի հայտնաբերումը խախտում է Էյնշտեյնի հարաբերականության օրենքը, որ ոչինչ չի կարող լույսից ավելի արագ շարժվել, բայց դա այդպես չէ, քանի որ տեսությունը հիմնված է այն փաստի վրա, որ ֆոտոնը զանգված չունի: Իսկ տեսությունն ասում է, որ ոչ մի մասնիկ չի կարող ավելի արագ շարժվել, քան զանգված չունեցող մասնիկը։

Բացի այդ, Էյնշտեյնի հարաբերականության տեսությունը ենթադրում է, որ մասնիկները չափազանց արագ են շարժվում, երբ գտնվում են խեղաթյուրված ժամանակային տարածության մեջ: Այսինքն, եթե նրանք գիտակից լինեին, տպավորություն կունենային, որ այն ամենը, ինչ տեղի է ունենում իրենց շուրջը, շատ դանդաղ շարժման ռեժիմում է։ Սա նշանակում է, որ մեր ժամանակային տարածքում ֆոտոնները պետք է ապրեն մոտ 1 տրիլիոն տարի, իսկ իրենց ժամանակային հոսքում՝ ընդամենը մոտ երեք տարի։

Սերգեյ Վասիլենկով

Մեզ դպրոցից սովորեցնում էին, որ անհնար է գերազանցել լույսի արագությունը, և, հետևաբար, մարդու տեղաշարժը տիեզերքում մեծ անլուծելի խնդիր է (ինչպես թռչել մոտակա արևային համակարգ, եթե լույսը կարող է հաղթահարել այս հեռավորությունը ընդամենը մի քանիսի ընթացքում հազար տարի?). Թերևս ամերիկացի գիտնականները գտել են գերարագությամբ թռչելու միջոց՝ ոչ միայն առանց խաբելու, այլև Ալբերտ Էյնշտեյնի հիմնարար օրենքներին հետևելով։ Ամեն դեպքում, այդպես է ասում տիեզերական դեֆորմացիոն շարժիչի նախագծի հեղինակ Հարոլդ Ուայթը։

Մենք խմբագրությունում լուրը բացարձակապես ֆանտաստիկ համարեցինք, ուստի այսօր՝ Տիեզերագնացության օրվան ընդառաջ, հրապարակում ենք Կոնստանտին Կակաեսի զեկույցը Popular Science ամսագրի համար ՆԱՍԱ-ի ֆենոմենալ նախագծի մասին, եթե հաջողվի, մարդը կկարողանա դուրս գալ այն սահմաններից: Արեգակնային համակարգ.

2012 թվականի սեպտեմբերին մի քանի հարյուր գիտնականներ, ինժեներներ և տիեզերքի սիրահարներ հավաքվեցին խմբի երկրորդ հանրային հանդիպմանը, որը կոչվում էր 100 Year Starship: Խումբը ղեկավարում է նախկին տիեզերագնաց Մեյ Ջեմիսոնը և հիմնադրվել է DARPA-ի կողմից: Համաժողովի նպատակն է «առաջիկա հարյուր տարվա ընթացքում հնարավոր դարձնել մարդու ճանապարհորդությունը Արեգակնային համակարգից դուրս դեպի այլ աստղեր»: Կոնֆերանսի մասնակիցների մեծ մասն ընդունում է, որ օդաչուավոր տիեզերքի հետախուզման առաջընթացը չափազանց փոքր է: Չնայած վերջին մի քանի եռամսյակներում ծախսված միլիարդավոր դոլարներին, տիեզերական գործակալությունները կարող են անել գրեթե այնքան, որքան կարող էին 1960-ականներին: Փաստորեն, 100 Year Starship-ը հրավիրվում է այս ամենը շտկելու համար։

Բայց ավելին` կետին: Համաժողովից մի քանի օր անց նրա մասնակիցները հասան ամենաֆանտաստիկ թեմաներին՝ օրգանների վերածնում, նավի վրա կազմակերպված կրոնի խնդիրը և այլն։ 100 Year Starship հանդիպման ամենահետաքրքիր շնորհանդեսներից մեկը կոչվում էր Warp Field Mechanics 102, որը ներկայացրեց NASA-ի Հարոլդ «Սոննի» Ուայթը: Գործակալության վետերան Ուայթը վարում է Advanced Pulse Program Ջոնսոնի տիեզերական կենտրոնում (JSC): Նա հինգ գործընկերների հետ ստեղծեց «Տիեզերական շարժիչ համակարգերի ճանապարհային քարտեզը», որը բարձրաձայնում է NASA-ի առաջիկա նպատակները։ տիեզերական ճամփորդություն. Ծրագրում թվարկված են բոլոր տեսակի շարժիչ նախագծեր՝ առաջադեմ քիմիական հրթիռներից մինչև այնպիսի հեռուն գնացող զարգացումներ, ինչպիսիք են հակամատերային կամ միջուկային մեքենաները: Բայց Ուայթի հետազոտության ոլորտը բոլորից ամենաֆուտուրիստականն է. դա վերաբերում է տիեզերական աղավաղման շարժիչին:

այսպես է սովորաբար պատկերվում Ալկուբիերի պղպջակը

Ըստ պլանի՝ նման շարժիչը տիեզերքում շարժում կապահովի լույսի արագությունը գերազանցող արագությամբ։ Ընդհանրապես ընդունված է, որ դա անհնար է, քանի որ դա Էյնշտեյնի հարաբերականության տեսության ակնհայտ խախտում է։ Սակայն Ուայթը հակառակն է պնդում։ Որպես իր խոսքերի հաստատում, նա դիմում է այսպես կոչված Alcubierre փուչիկներին (հավասարումներ, որոնք բխում են Էյնշտեյնի տեսությունից, ըստ որի, տիեզերքում գտնվող մարմինն ունակ է հասնելու գերլուսավոր արագությունների՝ ի տարբերություն մարմնի նորմալ պայմաններ) Շնորհանդեսում նա պատմել է, թե ինչպես է իրեն վերջերս հաջողվել հասնել տեսական արդյունքների, որոնք ուղղակիորեն տանում են իրական տիեզերական շեղման շարժիչի ստեղծմանը։

Հասկանալի է, որ այս ամենը բացարձակապես ֆանտաստիկ է հնչում. նման զարգացումները իսկական հեղափոխություն են, որը կբացի աշխարհի բոլոր աստղաֆիզիկոսների ձեռքերը։ 75,000 տարի ծախսելու փոխարեն Ալֆա Կենտավրոս՝ մոտակա ճանապարհորդելու համար աստղային համակարգ, նման շարժիչով նավի տիեզերագնացները կկարողանան այս ճանապարհորդությունն իրականացնել մի քանի շաբաթից։

Մաքոքային ծրագրի դադարեցման և դեպի Երկրի ցածր ուղեծիր մասնավոր թռիչքների աճող դերի լույսի ներքո, NASA-ն ասում է, որ վերակենտրոնանում է հեռուն գնացող, շատ ավելի համարձակ ծրագրերի վրա, որոնք շատ ավելին են, քան դեպի Լուսին ճանապարհորդելը: Այս նպատակներին կարելի է հասնել միայն նոր շարժիչ համակարգերի մշակման միջոցով՝ որքան շուտ, այնքան լավ: Համաժողովից մի քանի օր անց ՆԱՍԱ-ի ղեկավար Չարլզ Բոլդենը կրկնեց Ուայթի խոսքերը.

ԻՆՉՊԵ՞Ս ԳԻՏԵՆՔ ԱՅՍ ՇԱՐԺԻՉԻ ՄԱՍԻՆ

«Տիեզերական Warp Engine» արտահայտության առաջին տարածված օգտագործումը սկսվում է 1966 թվականին, երբ Ջեն Ռոդենբերին թողարկեց « Star Trek«. Հաջորդ 30 տարիների ընթացքում այս շարժիչը գոյություն ուներ միայն որպես այս ֆանտաստիկ շարքի մի մաս: Միգել Ալկուբիեր անունով ֆիզիկոսը սերիալի մի դրվագ դիտեց հենց այն ժամանակ, երբ նա աշխատում էր ընդհանուր հարաբերականության գիտության դոկտորի վրա և մտածում էր, թե արդյոք հնարավոր է իրականում ստեղծել տիեզերական շեղում: 1994 թվականին նա հրապարակեց մի փաստաթուղթ, որտեղ շարադրվում էր այս դիրքորոշումը:

Ալկուբիերը պատկերացրել է մի փուչիկ տիեզերքում: Պղպջակի առջևում ժամանակ-տարածությունը կծկվում է, իսկ հետևի մասում՝ ընդլայնվում (ինչպես մեծ պայթյուն, ըստ ֆիզիկոսների): Դեֆորմացիան կհանգեցնի նրան, որ նավը սահուն սահում է արտաքին տարածության միջով, կարծես ալիքի վրա ճամփորդում է, չնայած շրջակա աղմուկին: Սկզբունքորեն, դեֆորմացված փուչիկը կարող է կամայականորեն արագ շարժվել. Լույսի արագության սահմանափակումները, ըստ Էյնշտեյնի տեսության, կիրառվում են միայն տարածություն-ժամանակի համատեքստում, բայց ոչ տարածություն-ժամանակի նման աղավաղումների դեպքում։ Պղպջակի ներսում, Ալկուբիերը կանխատեսել է, որ տիեզերական ժամանակը չի փոխվի, և տիեզերական ճանապարհորդները չեն տուժի:

Հարաբերականության ընդհանուր տեսության մեջ Էյնշտեյնի հավասարումները դժվար է լուծել մեկ ուղղությամբ՝ պարզելով, թե ինչպես է նյութը կորում տարածությունը, բայց դա հնարավոր է: Օգտագործելով դրանք՝ Ալկուբիերը որոշեց, որ նյութի բաշխումը անհրաժեշտ պայման է դեֆորմացված պղպջակի ստեղծման համար։ Միակ խնդիրն այն է, որ որոշումները հանգեցրին անորոշ ձևնյութ, որը կոչվում է բացասական էներգիա:

խոսում պարզ լեզու, ձգողականությունը երկու առարկաների միջև ձգող ուժն է։ Յուրաքանչյուր առարկա, անկախ իր չափից, որոշակի ձգողական ուժ է գործադրում շրջակա նյութի վրա: Ըստ Էյնշտեյնի, այս ուժը տարածություն-ժամանակի կորություն է։ Բացասական էներգիան, սակայն, գրավիտացիոն առումով բացասական է, այսինքն՝ վանող։ Ժամանակն ու տարածությունը կապելու փոխարեն բացասական էներգիան վանում և բաժանում է դրանք։ Կոպիտ ասած, որպեսզի այս մոդելն աշխատի, Ալկուբիերային անհրաժեշտ է բացասական էներգիա՝ նավի հետևում տարածություն-ժամանակն ընդլայնելու համար։

Չնայած այն հանգամանքին, որ ոչ ոք երբևէ հատուկ չի չափել բացասական էներգիան, ըստ քվանտային մեխանիկայի, այն գոյություն ունի, և գիտնականները սովորել են, թե ինչպես ստեղծել այն լաբորատորիայում: Այն վերստեղծելու եղանակներից մեկը Կազիմիրովի էֆեկտն է. միմյանց մոտ տեղադրված երկու զուգահեռ հաղորդիչ թիթեղները որոշակի քանակությամբ բացասական էներգիա են ստեղծում: Alcubierre մոդելի թույլ կողմն այն է, որ դրա իրականացման համար պահանջվում է հսկայական քանակությամբ բացասական էներգիա, մի քանի կարգով ավելի մեծ, քան, ըստ գիտնականների, կարելի է արտադրել:

Ուայթն ասում է, որ գտել է այս սահմանափակումը շրջանցելու ճանապարհը: Համակարգչային սիմուլյացիայի ժամանակ Ուայթը փոխեց աղավաղված դաշտի երկրաչափությունը, այնպես որ, տեսականորեն, այն կարող էր առաջացնել դեֆորմացված պղպջակ՝ օգտագործելով միլիոնավոր անգամ ավելի քիչ բացասական էներգիա, քան պահանջվում էր Alcubierra-ի գնահատմամբ, և, հավանաբար, բավական քիչ, որպեսզի տիեզերանավը կրի իր արտադրության միջոցները: . «Հայտնագործությունները,- ասում է Ուայթը,- փոխում են Ալկուբիերի մեթոդը ոչ գործնականից մինչև միանգամայն հավանական»:

ՌԵՊՈՐՏԱԺ WHITE'S LAB-ից

Ջոնսոնի տիեզերական կենտրոնը գտնվում է Հյուսթոնի ծովածոցների կողքին, որտեղից բացվում է Գալվեստոն ծովածոց տանող ճանապարհը։ Կենտրոնը փոքր-ինչ նման է ծայրամասային քոլեջի կամպուսին, որն ուղղված է միայն տիեզերագնացների պատրաստմանը: Իմ այցելության օրը Ուայթը հանդիպում է ինձ 15 շենքում՝ միջանցքների, գրասենյակների և շարժիչի փորձարկման լաբորատորիաների բազմահարկ լաբիրինթոսում: Ուայթը կրում է Eagleworks-ի պոլո վերնաշապիկը, ինչպես ինքն է անվանում իր շարժիչի փորձերը՝ ասեղնագործված արծիվով, որը ճախրում է ֆուտուրիստական ​​տիեզերանավով:

Ուայթը սկսեց իր կարիերան որպես ինժեներ՝ հետազոտություններ կատարելով ռոբոտային խմբի կազմում: Ժամանակի ընթացքում նա ստանձնեց ամբողջ ISS-ի ռոբոտային թևի կառավարումը պլազմայի ֆիզիկայի ասպիրանտուրան ավարտելով: Միայն 2009 թվականին նա իր ուշադրությունը տեղափոխեց շարժման ուսումնասիրության վրա, և այս թեման այնքան գրավեց նրան, որ դարձավ ՆԱՍԱ-ում աշխատելու հիմնական պատճառը:

«Նա բավականին անսովոր մարդ է», - ասում է նրա ղեկավար Ջոն Էփլվայթը, ով ղեկավարում է շարժիչ համակարգերի բաժինը: - Նա միանշանակ մեծ երազող է, բայց միևնույն ժամանակ տաղանդավոր ինժեներ։ Նա գիտի, թե ինչպես իր ֆանտազիաները վերածել իսկական ինժեներական արտադրանքի»։ Մոտավորապես նույն ժամանակ, երբ նա միացավ ՆԱՍԱ-ին, Ուայթը թույլտվություն խնդրեց բացել իր սեփական լաբորատորիան, որը նվիրված է առաջադեմներին. շարժիչ համակարգեր. Նա ինքն է մտածել Eagleworks անունը և նույնիսկ խնդրել է ՆԱՍԱ-ին ստեղծել իր մասնագիտության լոգոն: Հետո սկսվեց այս աշխատանքը։

Ուայթը ինձ տանում է դեպի իր աշխատասենյակը, որտեղ նա կիսվում է Լուսնի վրա ջուր փնտրող գործընկերոջ հետ, իսկ հետո ինձ տանում է դեպի Eagleworks: Ճանապարհին նա պատմում է ինձ լաբորատորիա բացելու իր խնդրանքի մասին և այն անվանում է «առաջադեմ շարժում գտնելու երկար և դժվար գործընթաց, որը կօգնի մարդուն տիեզերք ուսումնասիրել»։

Սպիտակը ցույց է տալիս ինձ օբյեկտը և ցույց է տալիս նրա կենտրոնական գործառույթը, մի բան, որը նա անվանում է «Քվանտային վակուումային պլազմային մղիչ» (QVPT): Այս սարքը կարծես հսկայական կարմիր թավշյա բլիթ լինի միջուկի շուրջը սերտորեն հյուսված լարերով: Սա Eagleworks-ի երկու նախաձեռնություններից մեկն է (մյուսը warp շարժիչն է): Դա նույնպես գաղտնի զարգացում է: Երբ ես հարցնում եմ, թե դա ինչ է, Ուայթը պատասխանում է, որ նա կարող է միայն ասել, որ այս տեխնոլոգիան նույնիսկ ավելի սառը է, քան warp շարժիչը): Ուայթի կողմից գրված NASA-ի 2011 թվականի զեկույցի համաձայն, նավը որպես վառելիքի աղբյուր օգտագործում է դատարկ տարածության քվանտային տատանումները, ինչը նշանակում է, որ QVPT-ով աշխատող տիեզերանավը վառելիք չի պահանջում:

Շարժիչը որպես վառելիքի աղբյուր օգտագործում է դատարկ տարածության քվանտային տատանումները,
ինչը նշանակում է տիեզերանավ
սնուցվում է QVPT-ով, վառելիք չի պահանջում:

Երբ սարքն աշխատում է, Ուայթի համակարգը կինեմատոգրաֆիկորեն կատարյալ տեսք ունի՝ լազերի գույնը կարմիր է, և երկու ճառագայթները խաչված են սակրերի պես: Օղակի ներսում չորս կերամիկական կոնդենսատորներ են՝ պատրաստված բարիումի տիտանատից, որոնք Ուայթը լիցքավորում է մինչև 23000 վոլտ: Ուայթը վերջին երկուսուկես տարին ծախսել է փորձի մշակման վրա, և նա ասում է, որ կոնդենսատորները ցույց են տալիս հսկայական պոտենցիալ էներգիա: Այնուամենայնիվ, երբ ես հարցնում եմ, թե ինչպես ստեղծել բացասական էներգիա, որն անհրաժեշտ է աղավաղված տարածություն-ժամանակի համար, նա խուսափում է պատասխանից: Նա բացատրում է, որ ստորագրել է չբացահայտման պայմանագիր, ուստի չի կարող մանրամասներ հայտնել։ Հարցնում եմ՝ ում հետ է այս պայմանավորվածությունները կնքել։ Նա ասում է. «Մարդկանց հետ. Գալիս են ու ուզում են խոսել։ Ավելի մանրամասն չեմ կարող ձեզ հայտնել»:

ՇԱՐԺԻՉԻ ԳԱՂԱՓԱՐԻ ԸՆԴԴԴԻՄՆԵՐԸ

Մինչ այժմ, շեղված ճամփորդության տեսությունը բավականին ինտուիտիվ է` շեղելով ժամանակը և տարածությունը շարժվող փուչիկ ստեղծելու համար, և այն ունի մի քանի նշանակալի թերություններ: Նույնիսկ եթե Ուայթը զգալիորեն նվազեցնի Alcubierra-ի պահանջած բացասական էներգիայի քանակը, դա դեռ կպահանջի ավելին, քան գիտնականները կարող են արտադրել, ասում է Լոուրենս Ֆորդը, Թաֆթսի համալսարանի տեսական ֆիզիկոս, ով վերջին 30 տարիների ընթացքում գրել է բազմաթիվ աշխատություններ բացասական էներգիայի թեմայով։ . Ֆորդը և այլ ֆիզիկոսներ պնդում են, որ կան հիմնարար ֆիզիկական սահմանափակումներ, և դա ոչ այնքան ինժեներական թերություններն են, որքան բացասական էներգիայի նման քանակությունը երկար ժամանակ չի կարող գոյություն ունենալ մեկ վայրում:

Մեկ այլ բարդություն. դեֆորմացիոն գնդակ ստեղծելու համար, որը շարժվում է լույսից ավելի արագ, գիտնականներին անհրաժեշտ կլինի բացասական էներգիա գեներացնել տիեզերանավի շուրջ, ներառյալ դրա վերևում: Ուայթը չի կարծում, որ սա խնդիր է. Նա շատ անորոշ պատասխանում է, որ շարժիչը, ամենայն հավանականությամբ, կաշխատի ինչ-որ հասանելի «ապարատի, որը ստեղծում է անհրաժեշտ պայմանները«. Այնուամենայնիվ, նավի առջև այս պայմանների ստեղծումը կնշանակի բացասական էներգիայի մշտական ​​մատակարարում ապահովել լույսի արագությունից ավելի արագ՝ կրկին հակասելով ընդհանուր հարաբերականությանը:

Վերջապես, տիեզերական աղավաղման շարժիչը հայեցակարգային հարց է առաջացնում. Հարաբերականության ընդհանուր տեսության մեջ FTL ճանապարհորդությունը համարժեք է ժամանակի ճանապարհորդությանը: Եթե ​​նման շարժիչն իրական է, ապա Ուայթը ստեղծում է ժամանակի մեքենա:

Այս խոչընդոտները որոշ լուրջ կասկածների տեղիք են տալիս։ «Չեմ կարծում, որ մեր իմացած ֆիզիկան և դրա օրենքները մեզ թույլ են տալիս ենթադրել, որ նա ինչ-որ բանի կհասնի իր փորձերով», - ասում է Քեն Օլումը, Թաֆթսի համալսարանի ֆիզիկոս, ով նաև մասնակցել է Starship 100-ում էկզոտիկ շարժման մասին բանավեճին: Հոբելյանական հանդիպում». Միդլբերի քոլեջի ֆիզիկոս Նոա Գրեհեմը, ով իմ խնդրանքով կարդաց Ուայթի երկու թղթերը, ինձ էլփոստով. «Ես արժեքավոր որևէ բան չեմ տեսնում։ գիտական ​​ապացույցներ, ի լրումն իր նախորդ աշխատանքին հղումների»։

Ալկուբիերը, որն այժմ Մեքսիկայի Ազգային Ինքնավար Համալսարանի ֆիզիկոս է, ունի իր սեփական կասկածները: «Նույնիսկ եթե կանգնեմ տիեզերանավև ես ունեմ հասանելի բացասական էներգիա, ոչ մի կերպ չեմ կարող այն տեղավորել այնտեղ, որտեղ դա անհրաժեշտ է», - ասում է նա ինձ Մեխիկոյի իր տնից հեռախոսով: -Չէ, միտքը կախարդական է, ինձ դուր է գալիս, ինքս եմ գրել։ Բայց այն ունի մի քանի լուրջ թերություն, որոնք ես արդեն տեսնում եմ տարիների ընթացքում, և ես չգիտեմ դրանք շտկելու մեկ ճանապարհ»:

ՍՈՒՊԵՐՍՊԻԴՆԵՐԻ ԱՊԱԳԱՆ

Ջոնսոնի գլխավոր դարպասի ձախ կողմում գիտական ​​կենտրոն Saturn-V հրթիռը ընկած է իր կողմում, դրա փուլերը առանձնացված են՝ ցույց տալու ներքին պարունակությունը: Այն հսկա է. բազմաթիվ շարժիչներից մեկը փոքր մեքենայի չափս ունի, իսկ հրթիռն ինքնին մի քանի ոտնաչափ երկար է, քան ֆուտբոլի դաշտը: Սա, իհարկե, բավականին խոսուն վկայություն է տիեզերական նավիգացիայի առանձնահատկությունների մասին։ Բացի այդ, նա 40 տարեկան է, և այն ժամանակը, որը նա ներկայացնում է, երբ ՆԱՍԱ-ն մաս էր կազմում մարդուն Լուսին ուղարկելու հսկայական ազգային ծրագրի, վաղուց անցել է: ԲԲԸ-ն այսօր պարզապես մի վայր է, որը ժամանակին հիանալի էր, բայց այդ ժամանակվանից հեռացել է տիեզերական ավանգարդից:

Երթևեկության ոլորտում առաջընթացը կարող է նշանակել նոր դարաշրջան ԲԲԸ-ի և ՆԱՍԱ-ի համար, և ինչ-որ չափով այդ դարաշրջանի մի մասն արդեն սկսվում է: Dawn զոնդը, որը գործարկվել է 2007 թվականին, ուսումնասիրում է աստերոիդների օղակը՝ օգտագործելով իոնային շարժիչներ: 2010 թվականին ճապոնացիները գործարկեցին «Իկարուսը»՝ առաջին միջմոլորակային աստղանավը, որն աշխատում էր արևային առագաստով, փորձարարական շարժիչի մեկ այլ տեսակ: Իսկ 2016 թվականին գիտնականները նախատեսում են փորձարկել VASMIR՝ պլազմային էներգիայով աշխատող համակարգ, որը հատուկ ստեղծված է ISS-ում բարձր շարժման համար: Բայց երբ այս համակարգերը, հնարավոր է, տիեզերագնացներին հասցնեն Մարս, նրանք դեռ չեն կարողանա նրանց դուրս բերել Արեգակնային համակարգից: Դրան հասնելու համար, ասել է Ուայթը, ՆԱՍԱ-ն պետք է ավելի ռիսկային նախագծեր ձեռնարկի:

Warp Drive-ը, թերևս, ՆԱՍԱ-ի շարժման նախագծման ամենահեռավոր փորձն է: Գիտական ​​հանրությունն ասում է, որ Ուայթը չի կարող այն ստեղծել։ Մասնագետներն ասում են, որ այն գործում է բնության և ֆիզիկայի օրենքների դեմ: Չնայած դրան՝ նախագծի հետևում կանգնած է ՆԱՍԱ-ն։ «Այն չի սուբսիդավորվում կառավարության բարձր մակարդակով, ինչպես պետք է լինի», - ասում է Applewhite-ը: - Կարծում եմ, որ ղեկավարությունը որոշակի շահագրգռվածություն ունի, որ նա շարունակի իր աշխատանքը. դա այն տեսական հասկացություններից է, որը հաջողության դեպքում ամբողջովին փոխում է խաղը»:

Հունվարին Ուայթը հավաքեց իր շեղման ինտերֆերոմետրը և անցավ իր հաջորդ թիրախին: Eagleworks-ը գերազանցել է սեփական տունը: Նոր լաբորատորիան ավելի մեծ է և, ինչպես ինքն է ոգևորված ասում, «սեյսմիկորեն մեկուսացված», ինչը նշանակում է, որ այն պաշտպանված է թրթռումներից: Բայց գուցե լավագույնը նոր լաբորատորիա(և ամենատպավորիչը) այն է, որ ՆԱՍԱ-ն Ուայթին տվեց նույն պայմանները, ինչ Նիլ Արմսթրոնգը և Բազ Օլդրինը լուսնի վրա: Դե տեսնենք։

Մենք հաճախ ենք խոսում լույսի առավելագույն արագությունըմեր տիեզերքում, և որ չկա ոչինչ, որը կարող է ավելի արագ շարժվել, քան լույսի արագությունը վակուումում: Եվ առավել եւս՝ մենք։ Մոտենալով լույսի մոտ արագությանը, օբյեկտը ձեռք է բերում զանգված և էներգիա, որը կա՛մ ոչնչացնում է այն, կա՛մ հակասում է Էյնշտեյնի հարաբերականության ընդհանուր տեսությանը։ Ենթադրենք, մենք հավատում ենք դրան և փնտրում ենք լուծումներ (հավանել կամ մենք դա կհասկանանք), որպեսզի թռչենք դեպի մոտակա աստղը ոչ թե 75000 տարի, այլ մի քանի շաբաթ: Բայց քանի որ մեզանից քչերն ունեն բարձրագույն ֆիզիկական կրթություն, անհասկանալի է, թե ինչու են փողոցում այդպես ասում լույսի արագությունը առավելագույն է, հաստատուն և հավասար է 300000 կմ/վ?

Կան շատ պարզ և ինտուիտիվ բացատրություններ, թե ինչու է դա այդպես, բայց դուք կարող եք սկսել ատել դրանք: Ինտերնետում որոնումը ձեզ կտանի դեպի «ռելատիվիստական ​​զանգված» հասկացությունը, և որ այն ավելի մեծ ուժ է պահանջում՝ արագացնելու օբյեկտը, որն արդեն շարժվում է մեծ արագությամբ: Սա հարաբերականության հատուկ տեսության մաթեմատիկական ապարատի մեկնաբանման սովորական ձևն է, բայց այն մոլորեցնում է շատերին և հատկապես ձեզ, մեր սիրելի ընթերցողներ: Քանի որ ձեզանից շատերը (և մենք նույնպես) փորձում են բարձր ֆիզիկաայն նման է լողալու մտնելուց առաջ մատը աղի ջրի մեջ թաթախելուն: Արդյունքում, այն դառնում է շատ ավելի բարդ և պակաս գեղեցիկ, քան իրականում կա:

Եկեք քննարկենք այս հարցը երկրաչափական մեկնաբանության տեսանկյունից, որը համահունչ է ընդհանուր տեսությունհարաբերականություն։ Դա ավելի քիչ ակնհայտ է, բայց մի փոքր ավելի բարդ, քան թղթի վրա սլաքներ նկարելը, այնպես որ ձեզնից շատերը անմիջապես կհասկանան վերացականության տեսությունը, ինչպիսին է «ուժը» և բացահայտ ստերը, ինչպիսիք են «հարաբերական զանգվածը»:

Նախ, եկեք սահմանենք, թե որն է ուղղությունը, որպեսզի հստակ նշեք ձեր տեղը: «Վերջ» ուղղությունն է։ Այն սահմանվում է որպես այն ուղղությունը, որով ընկնում են իրերը, երբ թույլ ես տալիս գնալ: «Վերև»-ը «ներքև»-ի հակառակ ուղղությունն է: Վերցրեք կողմնացույց և որոշեք լրացուցիչ ուղղություններ՝ հյուսիս, հարավ, արևմուտք և արևելք: Այս բոլոր ուղղությունները լուրջ քեռիները սահմանում են որպես «օրթոնորմալ (կամ ուղղանկյուն) հիմք», բայց ավելի լավ է հիմա չմտածել դրա մասին։ Ենթադրենք, որ այս վեց ուղղությունները բացարձակ են, քանի որ դրանք կլինեն այնտեղ, որտեղ մենք կզբաղվենք մեր բարդ խնդրով։

Հիմա ավելացնենք ևս երկու ուղղություն՝ դեպի ապագա և դեպի անցյալ։ Դուք չեք կարող հեշտությամբ շարժվել այս ուղղություններով ձեր սեփական կամքով, բայց դա ձեզ համար պետք է բավական հեշտ լինի պատկերացնել դրանք: Ապագան այն ուղղությունն է, որտեղ գալիս է վաղը. անցյալն այն ուղղությունն է, որտեղ երեկ է:

Այս ութ հիմնական ուղղությունները՝ վեր, վար, հյուսիս, հարավ, արևմուտք, արևելք, անցյալ և ապագա, նկարագրում են տիեզերքի հիմնարար երկրաչափությունը: Մենք կարող ենք այս ուղղություններից յուրաքանչյուր զույգ անվանել «չափ», ուստի մենք ապրում ենք քառաչափ տիեզերքում: Այս 4D հասկացության մեկ այլ տերմին կլինի «տարածություն-ժամանակ», բայց մենք կփորձենք խուսափել այդ տերմինի օգտագործումից: Պարզապես հիշեք, որ մեր համատեքստում «տարածություն-ժամանակը» համարժեք կլինի «տիեզերք» հասկացությանը։

Բարի գալուստ բեմ: Եկեք նայենք դերասաններին.

Հիմա համակարգչի դիմաց նստած՝ դուք շարժման մեջ եք։ Դուք դա չեք զգում: Դուք զգում եք, որ հանգստանում եք: Բայց սա միայն այն պատճառով, որ ձեր շուրջը ամեն ինչ նույնպես շարժվում է ձեզ համեմատ: Ոչ, մի կարծեք, որ մենք խոսում ենք այն մասին, որ Երկիրը պտտվում է Արեգակի շուրջը, կամ Արեգակը շարժվում է գալակտիկայի միջով և քաշում է մեզ: Սա, իհարկե, ճիշտ է, բայց մենք հիմա դրա մասին չենք խոսում։ Շարժում ասելով հասկանում ենք շարժում «ապագայի» ուղղությամբ։

Պատկերացրեք, որ դուք գնացքի վագոնում եք՝ փակ պատուհաններով։ Դուք չեք կարող տեսնել փողոցը, իսկ ռելսերն էլ, ասենք, այնքան կատարյալ են, որ չգիտեք՝ գնացքը շարժվում է, թե ոչ։ Հետևաբար, պարզապես նստելով գնացքի ներսում, չես կարող ասել՝ իրականում ճանապարհորդում ես, թե ոչ։ Նայեք փողոց և հասկացեք, որ լանդշաֆտը շտապում է անցյալով: Բայց պատուհանները փակ են։

Միայն մեկ ճանապարհ կա իմանալու՝ շարժվում եք, թե ոչ։ Պարզապես նստեք և սպասեք: Եթե ​​գնացքը կանգ առնի կայարանում, ոչինչ չի լինի։ Բայց եթե գնացքը շարժվում է, վաղ թե ուշ դուք կհասնեք նոր կայարան։

Այս փոխաբերության մեջ մեքենան ներկայացնում է այն ամենը, ինչ մենք կարող ենք տեսնել մեզ շրջապատող աշխարհում՝ տուն, Վասկա կատուն, աստղեր երկնքում և այլն։ «Հաջորդ կայարանը վաղն է».

Եթե ​​դուք անշարժ նստեք, իսկ կատուն Վասկան հանգիստ քնում է իր ժամերը, դուք շարժում չեք զգա։ Բայց վաղն անպայման կգա։

Ահա թե ինչ է նշանակում շարժվել դեպի ապագա։ Թե որն է ճիշտ՝ տեղաշարժը, թե կայանելը, ցույց կտա ժամանակը:

Մինչ այժմ այս ամենը պատկերացնելը ձեզ համար պետք է բավականին հեշտ լիներ։ Հնարավոր է, որ դժվար լինի ժամանակի մասին պատկերացնել որպես ուղղություն, և առավել եւս ինքներդ ձեզ որպես ժամանակի միջով անցնող առարկայի: Բայց դուք կհասկանաք. Այժմ միացրեք ձեր երևակայությունը:

Պատկերացրեք, որ ձեր մեքենայով վարելիս սարսափելի բան է տեղի ունենում՝ արգելակները խափանում են: Տարօրինակ զուգադիպությամբ նույն պահին խցանվել են գազն ու փոխանցման տուփը։ Դուք ոչ կարող եք արագացնել, ոչ էլ կանգ առնել: Միակ բանը, որ ունեք, ղեկն է։ Դուք կարող եք փոխել շարժման ուղղությունը, բայց ոչ արագությունը:

Իհարկե, առաջին բանը, որ դուք կանեք, փորձեք քշել փափուկ թփի մեջ և ինչ-որ կերպ նրբորեն կանգնեցնել մեքենան: Բայց եկեք առայժմ չօգտագործենք այս տեխնիկան: Եկեք ուղղակի կենտրոնանանք ձեր կոտրված մեքենայի առանձնահատկությունների վրա. դուք կարող եք փոխել ուղղությունը, բայց ոչ արագությունը:

Ահա թե ինչպես ենք մենք շարժվում տիեզերքով: Դուք ունեք ղեկ, բայց չունեք ոտնակ: Նստելով և կարդալով այս հոդվածը՝ դուք առավելագույն արագությամբ գլորվում եք դեպի պայծառ ապագա: Եվ երբ վեր ես կենում քեզ ճայ դարձնելու համար, դու փոխում ես շարժման ուղղությունը տարածաժամանակում, բայց ոչ արագությունը։ Եթե ​​դուք շատ արագ շարժվեք տարածության մեջ, ժամանակը մի փոքր ավելի դանդաղ կհոսի:

Սա հեշտ է պատկերացնել՝ թղթի վրա մի քանի կացին նկարելով։ Այն առանցքը, որը կբարձրանա և իջնի, ժամանակի առանցքն է, վերև նշանակում է ապագա: Հորիզոնական առանցքը ներկայացնում է տարածությունը: Մենք կարող ենք նկարել տարածության միայն մեկ հարթություն, քանի որ թղթի թերթիկը երկչափ է, բայց եկեք պարզապես պատկերացնենք, որ այս հայեցակարգը վերաբերում է տարածության բոլոր երեք չափերին:

Կոորդինատների առանցքի սկզբից սլաք գծեք, որտեղ դրանք միանում են, և ուղղահայաց առանցքի երկայնքով ուղղեք դեպի վեր: Կարևոր չէ, թե որքան երկար է, պարզապես նկատի ունեցեք, որ այն կունենա միայն մեկ երկարություն։ Այս սլաքը, որն այժմ ուղղված է դեպի ապագան, ֆիզիկոսներն անվանում են «չորս արագություն»: Սա տարածության ժամանակի միջով ձեր շարժման արագությունն է: Հենց հիմա դուք գտնվում եք անշարժ վիճակում, ուստի սլաքն ուղղված է միայն ապագային:

Եթե ​​ցանկանում եք շարժվել տարածության միջով, կոորդինատային առանցքի աջ կողմում, դուք պետք է փոխեք ձեր չորս արագությունը և միացնեք հորիզոնական բաղադրիչը: Ստացվում է, որ դուք պետք է պտտեք սլաքը: Բայց երբ դա անես, կնկատես, որ սլաքն այնքան վստահորեն չի ուղղում դեպի ապագա, որքան նախկինում: Դուք այժմ շարժվում եք տիեզերքում, բայց դուք պետք է զոհաբերեք ապագա շարժումը, քանի որ չորս արագությամբ սլաքը կարող է միայն պտտվել, երբեք չընդլայնվել կամ կծկվել:

Այստեղից է սկսվում հայտնի «ժամանակի դանդաղեցման» էֆեկտը, որի մասին խոսում են բոլորը, թեկուզ հարաբերականության հատուկ տեսության մեջ փոքր-ինչ նախաձեռնվածները։ Եթե ​​դուք շարժվում եք տարածության միջով, ապա ժամանակի միջով չեք շարժվում այնքան արագ, որքան կարող էիք, եթե նստած լինեիք: Ձեր ժամացույցը ժամանակն ավելի դանդաղ կպահի, քան չշարժվող մարդու ժամացույցը:

Եվ հիմա գալիս ենք այն հարցի լուծմանը, թե ինչու մեր տիեզերքում իմաստ չունի «լույսից արագ» արտահայտությունը։ Տեսեք, թե ինչ կլինի, եթե ցանկանում եք հնարավորինս արագ շարժվել տիեզերքով: Դուք պտտում եք չորս արագությամբ ասեղը մինչև այն ուղղվի հորիզոնական առանցքի երկայնքով: Մենք հիշում ենք, որ սլաքը չի կարող ձգվել: Նա կարող է միայն պտտվել: Այսպիսով, դուք հնարավորինս մեծացրել եք արագությունը տարածության մեջ։ Բայց նույնիսկ ավելի արագ շարժվելն անհնար դարձավ։ Սլաքը շրջվելու տեղ չունի, հակառակ դեպքում այն ​​կդառնա «ուղիղից ուղիղ» կամ «ավելի հորիզոնական, քան հորիզոնական»: Այս հայեցակարգին և հավասարեցրեք «լույսից արագ»: Պարզապես անհնար է, թե ինչպես կերակրել հսկայական ժողովրդին երեք ձկով և յոթ հացով:

Ահա թե ինչու մեր տիեզերքում ոչինչ չի կարող ավելի արագ շարժվել, քան լույսը: Քանի որ մեր տիեզերքում «լույսից արագ» արտահայտությունը համարժեք է «ուղիղից ուղիղ» կամ «ավելի հորիզոնական, քան հորիզոնական» արտահայտությանը:

Այո, դուք ունեք մի քանի հարց: Ինչու՞ չորս արագությամբ վեկտորները կարող են միայն պտտվել, բայց չընդլայնվել: Այս հարցի պատասխանը կա, բայց դա կապված է լույսի արագության անփոփոխության հետ, և մենք այն կթողնենք ավելի ուշ։ Եվ եթե դուք պարզապես հավատաք դրան, դուք մի փոքր ավելի քիչ տեղեկացված կլինեք այս թեմայով, քան մեր մոլորակի վրա երբևէ գոյություն ունեցած ամենահիասքանչ ֆիզիկոսները:

Թերահավատները կարող են հարց տալ, թե ինչու ենք մենք օգտագործում տարածության երկրաչափության պարզեցված մոդել, երբ խոսում ենք Էվկլիդեսյան պտույտների և շրջանների մասին: Իրական աշխարհում տարածություն-ժամանակի երկրաչափությունը ենթարկվում է Մինկովսկու երկրաչափությանը, իսկ պտույտները հիպերբոլիկ են։ Բայց բացատրության պարզ տարբերակը կյանքի իրավունք ունի։

Ինչպես նաև դրա պարզ բացատրությունը, .