Какие научные эксперименты откроют нам дверь в будущее?

5 Сентября 2017 в 19:30, Илья Хель 13 955 просмотров 22

Сотрудничество ALPHA провело самый точный эксперимент из всех по измерению поведения нейтрального антивещества в гравитационном поле. В зависимости от результатов, это может открыть двери для невероятных новых технологий. Многие научно-фантастические технологии надолго (или навсегда) останутся в области художественной литературы, если только физика не изменится. Но ведь многие эксперименты могут проверить и это?

Мечта о мгновенной коммуникации, межзвездных космических кораблях и способности перемещаться во времени – избитые штампы научной фантастики. Во многом, они представляют величайшие надежды человечества, и все же полагаются на технологии, которые выходят за рамки того, что известно в настоящее время. Тем не менее, постоянно проводятся и разрабатываются новые эксперименты. Если нам повезет, что мы можем найти за горизонтом? Итан Зигель с Medium.com отвечает на следующий вопрос:

«При условии, что нам повезет, какие научные эксперименты, которые будут проводиться в ближайшие несколько десятилетий, могут открыть перед нами научно-фантастические возможности?».

Существует несколько фантастических возможностей, которые могут перетряхнуть нашу реальность к концу 21 века.

Любые ракеты, которые когда-либо создавались, требуют топлива. Но если бы мы создали двигатель на темной материи, новое топливо можно было бы найти буквально на каждом шагу, ведущем через галактику

Темная материя может быть неограниченным источником топлива, который нам не нужно носить с собой. Одна из самых больших тайн в науке – это, собственно, природа темной материи. Мы знаем, что она существует, благодаря косвенным наблюдениям, и мы знаем, что ее много. Если суммировать всю обычную материю в большой галактике, окажется, что темной материи в пять раз больше. И она почти наверняка состоит из частиц с некоторыми общими свойствами:

  • у них есть масса
  • у них нет электрического или цветного заряда
  • они взаимодействуют гравитационно
  • они должны, на определенном уровне, сталкиваться между собой и/или с обычной материей

Из знаменитой формулы Эйнштейна E = mc2 мы узнали, что в темной материи содержится огромное количество энергии: в пять раз больше, чем во всей обычной материи в сумме. Если Вселенная будет к нам добра, мы могли бы попытаться извлечь ее.

Распределение массы скопления Abell 370, реконструированное с помощью гравитационного линзирования, показывает два больших, диффузных гало массы, соответствующих темной материи двух сливающихся скоплений. Возле и внутри любого скопления обычного вещества существует в пять раз больше темной материи

В рамках многих экспериментов ведется поиск столкновений темной материи как с обычной материей, так и с самой собой. В общем, существует два типа частиц: фермионы (с полуцелым спином) и бозоны (с целым спином). Если темная материя является бозоном, это означает, что это, скорее всего, ее собственная античастица, а значит, если взять две частицы темной материи и заставить их взаимодействовать между собой, они взаимно уничтожатся. И если они уничтожатся, то произведут чистую энергию. Другими словами, это свободный, неограниченный источник энергии, который имеется повсюду и вдоволь. И его даже не нужно брать с собой, если вы решитесь пересечь Вселенную. Поэтому, когда вы слышите об экспериментах по поиску темной материи, неограниченная, свободная энергия – это наша конечная, желанная цель.

Иллюстрация варп-поля из «Стар Трека», которое сокращает пространство перед собой, удлиняя пространство за собой

Антиматерия может иметь отрицательную массу, что означает, что она может быть ключом к варп-двигателю. Если вы хотите путешествовать к звездам, обычные источники энергии и топлива доставят вас только от забора и до обеда. Или же они будут двигаться не быстрее скорости света. Ближайшая звезда типа Солнца с потенциально обитаемыми мирами, Тау Кита, находится примерно в 12 световых годах от нас. То есть, одно только путешествие туда и обратно займет, по крайней мере, полжизни. Но если бы мы могли сжимать пространство перед собой, путешествуя по межзвездному пространству, одновременно расширяя его позади, мы могли бы добраться туда намного быстрее. Именно такая идея пришла в голову астрофизику Мигелю Алькубьерре в 1994 году, который впоследствии оформил ее по канонам строгой науки.

Только вот для решения Алькубьерре нужна отрицательная масса

Чтобы добиться правильной конфигурации пространства-времени, необходимой для разгона варп-двигателя, нужно выполнить два условия: колоссальное количество энергии и существование отрицательной массы. Эта отрицательная масса, о которой пока известно только на бумаге, нужна для правильного искривления пространства-времени, а значит и для варп-движения. Но мы никогда не измеряли массу частиц антиматерии; падают они «вниз» или «вверх» в гравитационном поле, это пока неизвестно. ЦЕРНовский эксперимент ALPHA в настоящее время измеряет гравитационные эффекты антиматерии и ее поведение в гравитационном поле. Если ответом будет падение «вверх» в гравитационном поле, мы просто получим свою отрицательную массу и соберем варп-двигатель.

Инструмент Virtual IronBird позволяет создать искусственную гравитацию, но требует кучу энергии и позволяет обеспечить только специфическую центростремительную силу. Истинная искусственная гравитация потребует отрицательной массы

Отрицательная масса также позволила бы нам создать искусственную гравитацию. Та же возможность – существования отрицательной массы во Вселенной – позволила бы нам создать искусственное гравитационное поле. Существование положительных и отрицательных зарядов в электромагнетизме позволяет нам создавать проводники, манипулировать электрическими полями и экранировать эти электрические поля. Гравитация, насколько мы сейчас понимаем, обладает только одним типом заряда: положительной массой. Существование же отрицательной массы позволило бы нам создать истинную среду с нулевой гравитацией и обеспечило бы нас возможность создавать искусственное гравитационное поле любой величины между двумя системами положительной и отрицательной массы.

Идея путешествий во времени постоянно всплывает в научной фантастике. Но если во Вселенной имеются закрытые времениподобные кривые, это не только возможно, но и неизбежно

Вращающаяся Вселенная могла бы позволить нам вернуться назад во времени. При этом, путешествие во времени не просто возможно, но и неизбежно… в направлении вперед. Поскольку пространство и время объединены тканью пространства-времени, потребуется существенная встряска известной нам физики, чтобы заставить время течь в обратном направлении. В пространстве вернуться в исходное положение достаточно просто: Земля сама делает это, когда совершает оборот вокруг Солнца, но при этом проходит существенное расстояние вперед во времени, то есть проходит время, примерно один год. «Замкнутую пространственно-подобную кривую» сделать легко. Однако чтобы вернуться к стартовой точке во времени, потребуется нечто необычное: «замкнутая времениподобная кривая» — это особенность, которой в нашей расширяющейся, наполненной материи Вселенной нет. Если только Вселенная не вращается.

Во Вселенной, которая вращается, существует точное решение, при котором плотность вещества и космологическая константа (она же темная энергия) имеют определенные значения, а Вселенная должна иметь замкнутые времениподобные кривые. До сих пор мы только накладывали ограничения на общее, глобальное вращение Вселенной, но не исключали его полностью. Если Вселенная будет вращаться с определенной скоростью, которая уравновешивается заданной плотностью вещества и космологической константой, будет абсолютно возможно отправиться назад во времени и вернуться в точное место, с которого вы начинали, не только в пространстве, но и в пространстве-времени. Крупномасштабные обследования структур глубокого космоса, которые смогут обеспечить наблюдения обсерваторий WFIRST или LSST, могут выявить такое вращение, если оно есть.

Концептуальное изображение спутника NASA WFIRST, который отправится в космос в 2024 году и обеспечит нам самые точные измерения темной энергии, а также совершит другие открытия

Всегда есть более экзотические возможности, чем позволяет наука – телепортация физических объектов, мгновенное перемещение между разомкнутыми местоположениями (червоточины) или коммуникации быстрее скорости света — но для этого потребуются куда более сложные танцы с бубнами, чем проведение простого эксперимента с двумя возможными исходами. Тем не менее, мы продолжаем искать. Наука – это не история с одним концом. Это продолжающийся детектив, где каждое открытие, каждая точка данных и каждый эксперимент неизбежно приводят к более глубоким вопросам в будущем. На протяжении этого пути важно держать разум открытым.

Какие научные эксперименты откроют нам дверь в будущее?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

22 комментария

  1. Baksov

    Интересные сказки. Жаль, мы не доживём до того времени когда они станут былью. Станут ли? Я думаю, что нет, так как не верю в существование того, что предсказывает этот еврей.

    • Rincho

      Держи в курсе

    • Sirius-A

      В место того чтобы Ученые мира Еще более глубже погрузились в изучение ядерных технологий, дешевого производства водорода, физикой, они все занимаются примитивной генерацией возобновляемых источников эл-ва.

      такими темпами Мир Ни Когда Ничего изобретет и не выберется даже с орбиты планеты !

      Страшно представить какой был бы мир Без России! До сих пор была бы Монархия и Крепостное право !

    • Balabol

      Не соглашусь с Вашими выводами, потому что - время, понятие относительное, жаль что об этом постоянно забывают. Забегая на перед, сообщаю Вам, жителям этого времени, что:
      1.Физическая часть Вселенной - конечна, несмотря на постоянное расширение.
      2.Вселенная - вращается вокруг своего центра. Поетому розширение Вселенной происходит частично из-за её вращения и частично из-за изначального импульса заданного большим взрывом.
      3.Время - НЕ ЛИНЕЙНО, время ЦИКЛИЧНО!
      4.Время не есть константа, время это величина переменная!
      5.Время создает мнимый эфект течения, подобно жидкости перетикаемой из одного резервуара в другой, при этом скорость перетикания зависит от скорости движения в физической части Вселенной, то-есть процесы для объекта, при Абсолютной неподвижности относительно Вселенной происходят мгновенно, а время = 0 и наоборот при достижении скорости света.
      Из этого следует, что время во Вселенной создаётся из-за её движения из ниоткуда в никуда бесконечно повторяя этот цикл. Движение с ниоткуда в никуда - это не подвижность и постоянное движение энерго-материального пространства (ЭМП), относительно ничего, а вот движение материального пространства в ЭМП создаёт эффект именуемый нами ВРЕМЯ.
      Мы все воспринемаем мир бинарно, где либо что-то есть, либо нет, но забыаем о квантовой суперпозиции где и есть и нет существует одновременно.
      Вывод: все что могло произойти во Вселенной уже произошло, а это значит что одновременно существует то что ещё не произошло, происходит и произошло, это и есть квантовая спутанность, и одновременно ответ на вопрос, почему так сложно узнать состояние частици на квантовом уровне, так как измеряя состояние мы неизбежно привязываем время к расчетам, а для квантового мира время не существует как такового. Квантовые частицы настолько медленные (или быстро тормозятся ЭМП) что их "розпад" происходит практически мгновенно с нашей, физической точки наблюдения. А ещё правильнее было бы сказать, что они из-за торможения неуспевают сформировать стабильные частицы существующие относительно продолжительное время.

  2. PHOENIXv2

    слишком много воды, слишком много фантастики, а может и правды.

  3. botan

    Время оно только может медленнее стать при гравитационном скачке но точно не пойти в обратную))))
    А вот искусственная гравитация - очень даже. Есть минус - что будет если старт будет не мгновенный?....
    История доказывает что будет как с поездами на подушке))))) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  4. Wfladimir

    "В пространстве вернуться в исходное положение достаточно просто: Земля сама делает это, когда совершает оборот вокруг Солнца..." - что это - оговорка или действительное непонимание проблемы? Земля движется по сперали относительно центра Галактики. Галактика "течёт в гравитационной реке" к центральным линиям Местной Группы. Местная Группа находясь в гравитационной связи с ближайшим сверхскоплением - нить или стена - тоже движется туда относительно какого-то сложного центра масс. Причем эти сближения галактик соровождаются одновременным расширением кводов смежных с этим сверхскоплением из-за начальной энергии расширения Вселенной. И вся ячеистпя структура примерно насыщена точно такимиже движениями. И вообще мы летим куда-то там из-за этого расширения относительно всего остального пространства Вселенной. Причем с разной скоростью относительно любой взятой точки. И диапазон скоростей от 0 до сверхсветовых.
    Если автор не понимает этого и не дает себе в этом отчёт, то как он может раскрыть более сложные проблемы?
    Тот венигрет, который он нам тут или им там излагает, существует только потому, что ему был дан картбланш изложить свою фрагментарную, неслитную картину мира в этой статье.
    Ну и критиков моей критики потешу - я и сам бы мог написать ахинею почище этой. Ха-ха-ха - так злорадно))))))

    • Tech

      Совершенно верно то, что Земля и все во Вселенной не оказывается в одной и той же точке пространства. Если вообще есть некие точки пространства.

      • Wfladimir

        В том то и дело - это Великий научный вопрос - где та точка покоя относительно которой ....? и так далее. Я даже не знаю как это сформулировать. Происходит момент инерции или гравитационное взаимодействие относительно чего? Друг друга? Где обнаружить ту точку которая не смещается? Ни относительно ничего. Вакуум даёт её? Не понятно. Как её обнаружить. Кто знает?

        • pathetic

          Проще всего, наверное, представить себе шарик, на поверхности которого нарисованы галактики, звезды. Шарик можно надувать — тогда он будет расширяться, и нарисованные галактики будут друг от друга удаляться. Очень важно понимать, что у такого расширения нет центра. Почти всегда, представляя себе Большой взрыв, люди думают, что где-то что-то в какой-то точке взорвалось и расширяется в пустоту. Ничего подобного, нет никакой пустоты. Это именно замкнутое пространство, которое легче нам представить на поверхности шарика, которое все расширяется само по себе. В нем нет пустоты, оно однородно, и в нем нет центра. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • zegelkranz

      ты достаточно умен, чтобы сообразить, что автор упростил этот нюанс чтобы не отвлекаться от основной темы.

  5. rewen

    Плюсую вам ванги, ой, вангую вам плюсы, ну вы меня поняли

  6. PROVOCATOR

    Допустим, что возвращение в исходную (любую заданную) абсолютную точку пространства невозможен. Так как неизвестен абсолютный вектор движения, что подробно описал WFLADIMIR.
    В таком случае и возвращение во времени становится абсолютно бессмысленным - вернувшись на одну секунду назад во времени можно оказаться где угодно в миллиардах километров от нашей планеты.
    А вот если пойти от обратного то может быть весьма интересно!
    Допустим удалось вернуть неуий объект на секунду назад во времени и он способен сориентироваться передать сигнал обратно на землю, находясь в этих самых упомянутых миллиардах километров от нас.
    Тогда абсолютный вектор движения можно будет выяснить ориентируясь на этот сигнал.
    И затем выяснить точку абсолютного покоя вселенной. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  7. macss

    Антивещество? Это поиски черной кошки в темной комнате...
    особенно если ее там нет.
    Так называемое антивещество находится в... таблице
    Менделеева. Ну а реакция аннигиляции происходит
    в Особых условиях.
    "Темная материя" находится внутри любой Галактики,
    за оболочкой из временного поля и силового
    электромагнитного поля под гигантским давлением.
    Скорость вращения/движения Галактики 120 км/сек.
    При попадании "темной материи" в вакуум Космоса
    моментально происходит Взрыв. Так в одном
    кубическом сантиметре "темной материи" более
    10 тонн вещества. А Взрыв происходит с реакцией
    аннигиляции... Так что любителей прокатиться
    на халяву ждет кое-что покруче Освенцима.

    • fruct20

      Вообще-то антиматерия аннигилирует с материей, а не темная материя. Темная материя не испускает эл. магнитное излучение и взаимодействует с обычной материей только гравитационно. Существуют планеты из темной материи. Если человек ступит на такую планету он просто провалится в нее как в болото.

  8. Sirius-A

    НАС Спасут только Британские Ученые и рабовладелец Илон Маск с его PR командой и 3D анимацией !

  9. nscr

    Я пробовал путешествия во времени, действительно получалось. Просыпаешься с утра в будущем и жутко болит голова.

  10. RiotMakeR

    снова бессмысленные фантазии по поводу теории пространства-времени ... время не является реальной физической величиной и никогда и никак вы не сможете управлять временем или связкой пространство-время

    время это псевдофизическая величина, выведенная искусственно и которая используется исключительно для сравнения протекающих и изменяющихся процессов ... это невозможно по закону сохранения энергии и импульса

    • pathetic

      Термин «скорость» используют в науке и в широком смысле, понимая под ним быстроту изменения какой-либо величины в зависимости от другой (чаще подразумеваются изменения во ВРЕМЕНИ, но также в пространстве или любой другой). Но скорость это физическая величина. Следовательно и время тоже? К тому же в метрологии время — физическая величина, одна из семи основных величин Международной системы величин. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • macss

      Возможно Время ( t ) псевдофизическая величина, но Время ( t^2) + Пространство
      ( s^2 ) образуют единую Физическую величину ( v^2 ) и разделить
      их невозможно. Кстати, именно из этого материала состоит
      Оболочка Галактики (временное поле) внутри которой находится "темная материя".

  11. Wfladimir

    Посмотрите со стороны на ту, извиняюсь, ахинею, которую вы несёте.
    "Скорость измеряема, а это физическая величина. Время измеряемо, значит и время физическая величина."
    Молоко белое, значит это краска. Ведь маслянная краска тоже белая.
    Вон та красная блестящая тряпка на заборе сушится автомобиль. Ведь и Форд ярко красный автомобиль.
    Аналогично.
    Извините, что смел вам заметить это.
    Наблюдать Вселенную можно вообще безо всякого понятия о величинах чего либо. Вышел на улицу сентябрьской безлунной, безоблачной ночью и смотри. Главное понимать, то что ты видишь. Масленно, так сказать проникать в материю, в пространство.

  12. lissmol

    Вот, читаю комментарии и просто слов нет. Ну хорошо , вопрос стоит тут только один, возможно или не возможно. Так вот, кто сделал этот мир(технологии) таким какой он сейчас??? Я.
    Всю историю были ученые которые говорили не возможно, не правда, выдумка и их полная противоположенность. Так и что эти ученые сделали???? Мир в котором мы живем создан на не возможно, не правда, и "он шарлотан". Так что , по мнению многих тут комментаторов, нужно разводить костры по больше)))

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.