Величайшие открытия Стивена Хокинга о времени и космосе, объясняющие самое невероятное
Сложно переоценить вклад в науку гения и величайшего астрофизика Стивена Хокинга. Его труды перевернули наш мир и позволили нам по-другому взглянуть на планету и Вселенную. Стивен Хокинг не только делал, порой, удивительные открытия, но и составлял прогнозы.
Мы в Joy-pup собрали лучшие открытия астрофизика, которые сделали его популярным и повлияли на нашу жизнь в целом.
Наше прошлое – это несколько вероятностей
События, которые имели место в прошлом, не происходили каким-то особым, предначертанным образом. По мнению Стивена Хокинга, они произошли всеми возможными вариантами и являются неопределенными. В своем открытии ученый основывается на квантовую механику и связывает его с вероятностным характером энергии и вещества.
Хокинг говорил так: «Независимо от того, какие воспоминания о прошлом вы храните, оно, как и будущее, неопределенно. Существует в виде спектра возможностей и зависит от количества сторонних наблюдателей за ним».
Черные дыры сохраняют всю информацию
Основываясь на той же квантовой теории, Хокинг считал, что черные дыры могут излучать частицы фотоны. Они являются неисчерпаемым источником энергии для всего человечества. Также он признавал, что в черных дырах ничего не исчезает бесследно, вся информация в них сохраняется. Это называется информационным парадоксом, который является одной из главных проблем квантовой гравитации.
На родине ученого решили увековечить данную теорию выпуском новой 50-пенсовой монеты, которая иллюстрирует концепцию черной дыры.
Сингулярность – главная причина возникновения Вселенной
Сингулярностью Хокинг назвал что-то очень тяжелое и плотное, но невероятно маленькое. Например, это могла бы быть точка с огромной плотностью в Черной дыре. Именно в сингулярность попадает все, что всасывает Черная дыра, оно заканчивает существование в привычном для нас виде, но начинает «жить» в другом аспекте. Такая точка должна была стать причиной Большого взрыва и появления Вселенной. Теорию Хокинг доказал вместе с математиком Роджером Пенроузом.
Черные дыры испаряются
Хокинг считал, что во время Большого взрыва были образованы микроскопические Черные дыры. Они могут испаряться, выделяя энергию (микроскопические взрывы). Ученый также полагал, что такую Черную дыру можно создать искусственным путем, используя затем ее излучение для получения энергии. Дыра размером с обычную гору способна обеспечить электричеством всю планету.
Вселенная становится шире
Ученые всего мира считали, что Вселенная неизменна. Но Стивен Хокинг доказал, что это не так. Поcтоянно происходит небольшое смещение в сторону красной части, в свете от далеких галактик. Это является признаком того, что Вселенная расширяется.
Прогнозы Стивена Хокинга
- Ученый верил в существование множества Галактик и других цивилизаций. Он полагал, что мы непременно когда-нибудь встретимся с инопланетными существами, и они будут намного умнее нас.
- Стивен Хокинг видел опасность в развитии искусственного интеллекта. По его мнению, у роботов непременно появятся собственные эмоции и желания, как у человека. А это не сулит нам ничего хорошего.
- Третье тысячелетие для нашей планеты станет катастрофическим. Из-за невероятно большого количества потребляемой энергии, перенаселения, катастроф может произойти взрыв, который уничтожит все живое. Поэтому уже сейчас нужно колонизировать другие планеты.
- Черные дыры могут быть проводниками в другие миры. Также Хокинг полагал, что попавшее в них выйдет оттуда совершенно другим.
В теории и прогнозы Хокинга можно верить или нет. Но в любом случае этот ученый сделал самые невероятные и шокирующие научные открытия.
Источник
Стивен Хокинг: в инвалидном кресле в открытый космос
Стивен Хокинг, ярчайшая звезда науки, чьи идеи сформировали современную космологию и вдохновили миллионов людей, умер в возрасте 76 лет.
Его семья сообщила о смерти Хокинга рано утром в среду. Ученый умер в своем доме в Кембридже.
Его дети Люси, Роберт и Тим сказали в заявлении: «Мы глубоко огорчены тем, что наш любимый отец скончался сегодня. Он был великим ученым и необыкновенным человеком, чья работа и наследие будут жить в течение многих лет. Его мужество и упорство, его юмор вдохновляли людей по всему миру.
Однажды он сказал: « Вселенная не была бы такой, если она не была бы домом для людей, которых ты любишь ». Мы будем скучать о нем».
Для коллег-ученых и близких его интуиция и чувство юмора, выделявшие его так же, как и острый ум, вместе с его болезнью сделали его символом неограниченных возможностей человеческого разума.
Врачи давали ему два года, он прожил еще более полувека
В 1963 году Стивен Хокинг заболел БАС в возрасте 21 года. Врачи ожидали, что он будет жить еще два года, но у Хокинга была форма болезни, которая прогрессировала медленнее. Он прожил еще более полувека.
Ранняя постановка терминальной стадии болезни и смерть мальчика, с которым он познакомился в больнице, от лейкемии, дали новую цель жизни Хокингу.
«Хотя в моей жизни были тучи, закрывающие мое будущее, я к своему удивлению обнаружил, что наслаждаюсь жизнью больше, чем раньше. Я начал добиваться результата в своих исследованиях», — сказал он однажды. Он заявил: «Моя цель проста – полное понимание Вселенной, почему она такая, какая есть, и почему вообще существует».
Он стал ходит с костылями в 60-х годах, но долго противился инвалидному креслу. Когда наконец пришлось уступить, стал известен всему Кембриджу своей быстрой ездой на коляске, а также тем, что намеренно наезжал на пальцы ног студентов и периодически крутился на танцполе на вечеринках в колледже.
«Он думал, что ему осталось недолго жить и он хотел сделать все возможное за оставшееся время»
Первый крупный прорыв Хокинга случился в 1970 году, когда он и Роджер Пенроуз показали, что в начале Вселенной лежала сингулярность, область бесконечной кривизны в пространстве-времени – точка, из которой произошел Большой взрыв.
Пенроуз обнаружил, что может поговорить с Хокингом, даже когда тот потерял речь. По его словам, Хокинг не допускал, что что-то может помешать его делу. «Он думал, что ему осталось недолго жить и он хотел сделать все возможное за оставшееся время».
В 1974 году Хокинг использовал квантовую теорию, чтобы заявить, что квантовые дыры должны выделять тепло и в итоге исчезать. Для обычных черных дыр процесс идет чрезвычайно медленно, но миниатюрные черные дыры будут выделять тепло с впечатляющей скоростью, взрываясь с энергией мегатонной водородной бомбы
Его предположение о том, что черные дыры излучают тепло, вызвало одни из самых страстных дебатов в современной науке. Хокинг утверждал, что, если черная дыра испарится, вся информация, которая попала внутрь во время ее существования, будет навсегда потеряна. Это противоречило одному из основных законов квантовой механики и многие физики не согласились с ним. Хокинг вернулся к вере в более распространенное, хотя и не менее озадачивающее объяснение, что и информация хранится на горизонте событий черной дыры.
Марика Тейлор, бывшая студентка Хокинга, а ныне профессор теоретической физики в Университет Саутгемптона, вспоминает, как Хокинг объяснил изменение своей точки зрения по поводу информационного парадокса. Он обсуждал их работу с ним в пабе, когда Тейлор заметила, что его синтезатор речи стоит на максимуме. «Я выхожу!», — проревел Хокинг. Весь паб обернулся на них, пока он не уменьшил громкость и не уточнил свое заявление: «Я выхожу и признаю, что возможно при этом не происходит потеря информации». У него было, говорит Тейлор, «злобное чувство юмора».
Благодаря его открытиям Хокинг был избран в Королевское общество в 32 года. Пять лет спустя он стал Лукасовским профессором математики в Кембридже, которое до него занимали такие великие ученые как Исаак Ньютон, Чарльз Бэббидж и Поль Дирак.
Хокинг продолжил плодотворно работать в 1980-х. Теория космической инфляции утверждает, что неоперившаяся вселенная пережила период потрясающего расширения. В 1982 году Хокинг одним из первых показал, как квантовые флуктуации — крошечные пульсации при распределении материи — могли спровоцировать инфляцию и распространение галактик во Вселенной. Эта мелкая пульсация стало причиной возникновения звезд, планет и жизни, как мы ее знаем.
Стивен Хокинг с коллегами по Кембриджу в 80-х
Ian Berry/Magnum Photos
“Краткая история времени”
Но по-настоящему сделала Хокинга известным «Краткая история времени», книга которая запустила его самого в космос популярности. Опубликованная впервые в 1988 году, книга попала Книгу рекордов Гиннеса после того, как он оставалась в списке бестселлеров Sunday Times за беспрецедентные 237 недель. Было продано 10 миллионов копий и был переведен на 40 разных языков. Тем не менее, многие шутники назвали ее самой большой непрочитанной книгой в истории.
Болезнь не помешала ему удачно жениться, но в итоге разрушила брак
В 1965 году Хокинг женился на своей подруге со времен колледжа Джейн Уайльд, спустя два года после постановки диагноза. Она впервые обратила на него внимание в 1962 году, на улице в Сент-Олбансе, когда он шел с опущенным лицом, скрытым непослушной массой каштановых волос. Друг предупредил ее, что она вступает в брак с «безумной, безумной семьей». Со всей невинностью своих 21 года Джейн поверила, что Стивен будет оберегать и лелеять ее, как она написала уже в 2013 году в своей книге «Путешествие к бесконечности: моя жизнь со Стивеном».
В 1985 году во время поездки в ЦЕРН Хокинг был доставлен в больницу с инфекцией. Он был настолько болен, что врачи попросили Джейн, чтобы они отказались от поддержки жизни. Джейн была против, и Хокинг был отправлен в больницу Адденбрука в Кембридже для спасательной трахеотомии. Операция спасла ему жизнь, но уничтожила его голос.
У пары было трое детей, но брак распался в 1991 году. Ухудшение состояния Хокинга, его требования к Джейн и его отказ обсуждать его болезнь были разрушительными силами, которые их отношения не смогли преодолеть, сказала она. Джейн писала, что он «ребенок, обладающий массивным и раздробленным эго», и что муж и жена стали «хозяином» и «рабом».
Четыре года спустя Хокинг женился на Элейн Мейсон, одной из медсестер, нанятых для оказания ему круглосуточной помощи. Брак длился 11 лет, но за это время полиция Кембриджшира расследовала ряд предполагаемых нападений на Хокинга. Физик отрицал, что Элейн была вовлечена, и отказался сотрудничать с полицией, которая прекратила расследование.
Нобелевская премия ему не покорилась
Хокинг, пожалуй, не был величайшим физиком своего времени, но в космологии он был выдающейся фигурой. Не существует идеального символа, однозначно определяющего научную ценность, но Хокинг получил премию Альберта Эйнштейна, премию Вольфа, медаль Копли и премию по фундаментальной физике. Однако Нобелевская премия ускользнула от него.
Вечный спорщик
Он увлекался научными пари, несмотря на привычку проигрывать их. В 1975 году он поспорил с американским физиком Кипом Торном на подписку на журнал Пентхаус, что космический источник рентгеновского излучения Cygnus X-1 не является черной дырой. Он проиграл в 1990 году. В 1997 году Хокинг и Торн поспорили на энциклопедию с Джоном Прескилом, что информация должна также исчезать в черных дырах. Хокинг проиграл в 2004 году. В 2012 году он проиграл $ 100 Гордону Кейну, считая, что бозон Хиггса не будет обнаружен .
Он читал лекции в Белом доме во время администрации Клинтона — не все оценили его ссылки на Монику Левински. В Белый дом он вернулся уже в 2009 году, чтобы получить Президентскую медаль Свободы от Барака Обамы.
Про него снимали и он снимался сам
Его жизнь стала объектом биографий, документальных и художественных фильмов, последний из который «Теория всего» с Эдди Редмейном. Он появился в Симпсонах, играл в покер с Эйнштейном и Ньютоном в “Звездный путь: следующее поколение” и взорвал шуткой сериал “Теория Большого Взрыва”.
Волновался за человечество и оскорблял женщин
Хокинг утверждал, что для того, чтобы человечество выжило, оно должно распространиться в космос и предупредил о наихудших последствиях использования искусственного интеллекта, включая автономное оружие.
Хокинг любил быть противоречивым, и не раз был обвинен в том, что он сексист и женоненавистник. Он был замечен в стриптиз-клубе в 2003 году, а спустя годы объявил женщин «полной тайной» .
В 2013 году он бойкотировал крупную конференцию в Израиле по рекомендации палестинских ученых.
Стивен Хокинг в невесомости на борту самолета Boeing ZERO-G
Некоторые из его самых откровенных комментариев оскорбляли верующих. В своей книге «Высший замысел» в 2010 году он заявил, что Богу не нужно было запускать вселенную, а в одном из интервью Гардиан через год отверг необходимость утешения через религию.
Он говорил также о смерти, которая оказалась более отдаленной, чем думали врачи. «Я не боюсь смерти, но я не тороплюсь умирать. У меня так много всего, что я хочу сделать первым», — сказал он.
Никого не могли оставить равнодушным его достижения — они действительно поражают. И не нужно забывать, что остаются его трое детей, Роберт, Люси и Тимоти, с первого брака с Джейн Уайльд и трое внуков.
Поделитесь статьей, если она важна для других
Источник
Космос — это как Америка до Колумба: Стивен Хокинг о том, зачем нам другие планеты
Теории и практики
Зачем нам космос? Чем оправдать огромные усилия и деньги, затраченные на то, чтобы доставить с Луны несколько камней? Нет ли на Земле более важных дел? Ответ ближе, чем кажется: в далекой перспективе — чтобы найти новый дом, в ближайшей — чтобы повысить престиж науки, и главное — чтобы по-новому взглянуть на земные проблемы. T&P публикуют отрывок из бестселлера Стивена Хокинга «Краткие ответы на большие вопросы», в котором ученый объясняет, почему роботизированные полеты не должны вытеснять пилотируемые, и рассказывает, как они с предпринимателем Юрием Мильнером собирались лететь к Альфе Кентавра.
Краткие ответы на большие вопросы
Стивен Хокинг
Бомбора. 2019
В смысле ситуация похожа на ту, что была в Европе до 1492 года. Наверняка многие говорили, что поощрять сумасбродство Колумба — выбрасывать деньги на ветер. Однако открытие Нового Света оказало огромное влияние на Старый. Только представьте, что мы бы жили без бигмака или KFC! Наше распространение в космосе будет иметь еще больший эффект. Это полностью изменит будущее человечества и, возможно, определит, есть ли у нас вообще какое-то будущее. Это не решит никаких насущных проблем на планете Земля, но даст нам возможность посмотреть на них с другой стороны и заставит смотреть больше вперед, чем оглядываться назад. Надеюсь, это объединит человечество для решения общих задач.
Конечно, это долгосрочная стратегия. Под «долгими сроками» я подразумеваю сотни или даже тысячи лет. В течение тридцати лет мы можем построить базу на Луне, в ближайшие пятьдесят — добраться до Марса, через двести — исследовать спутники других планет. Я говорю о пилотируемых полетах. Роботы-вездеходы уже колесят по Марсу, мы уже посадили зонд на Титан — спутник Сатурна, но если думать о будущем человечества, нам нужно отправляться туда самим.
Космические путешествия — удовольствие недешевое, но они потребуют лишь малой толики мировых ресурсов. Бюджет НАСА остается приблизительно неизменным в реальных цифрах со времен экспедиций «Аполлонов», но сократился с 0,3% ВВП США в 1970 году до 0,1% в 2017 году. Даже если в двадцать раз увеличить международный бюджет, чтобы всерьез заняться освоением космоса, это будет составлять лишь доли процента от мирового ВВП.
Конечно, найдутся те, кто станет утверждать, что эти деньги лучше потратить на решение земных проблем, таких как изменение климата или загрязнение окружающей среды, чем вкладывать их, возможно, в бесплодные поиски новой планеты.
Я не отрицаю важности борьбы с последствиями изменения климата и глобального потепления, но мы можем заниматься этим и заодно выделить четверть процента мирового ВВП на космос. Неужели наше будущее не стоит четверти процента?
В 1960-е годы мы считали, что космос стоит больших усилий. В 1962 году президент Кеннеди обещал, что в ближайшее десятилетие Соединенные Штаты отправят человека на Луну. Двадцатого июля 1969 года Нил Армстронг и Базз Олдрин совершили посадку на поверхности Луны. Это изменило будущее человечества. Тогда мне было двадцать семь, я работал в Кембридже и пропустил трансляцию этого события. В этот день я был на конференции по проблемам сингулярности в Ливерпуле и слушал лекцию Рене Тома по теории катастроф. ТВ тогда не знало технологии «отложенного просмотра», да и телевизора там не было, но мой двухлетний сын пересказал мне, что видел.
Космическая гонка способствовала росту интереса к науке и ускорению технического прогресса. Под влиянием лунных экспедиций многие современные ученые пришли в науку с целью побольше узнать о нас и о нашем месте во Вселенной. Для мира открылись новые перспективы, которые дали возможность взглянуть на планету в целом. Однако с момента последней экспедиции на Луну в 1972 году и при отсутствии дальнейших планов на осуществление пилотируемых космических полетов общественный интерес к космосу погас. Это совпало с общим разочарованием в науке на Западе: она, конечно, приносила немало пользы, но не решала социальных проблем, вызывающих повышенное внимание.
Новая программа пилотируемых космических полетов могла бы во многом способствовать восстановлению общественного энтузиазма в отношении космоса и науки в целом.
Роботизированные миссии гораздо дешевле и, возможно, дают больше научной информации, но не могут приковать к себе общественное внимание. И они не выводят в космос человечество, что, настаиваю, должно стать нашей долгосрочной стратегией.
Планы по созданию базы на Луне к 2050 году и высадке человека на Марс к 2070 году могут активизировать космическую программу и придать ей особый смысл, как это было с заявлением президента Кеннеди в начале 1960-х. В конце 2017 года Илон Маск объявил о планах компании SpaseX создать базу на Луне и совершить пилотируемый полет на Марс к 2022 году, а президент Трамп подписал директиву, переориентирующую НАСА на космические исследования и открытия, так что, возможно, мы попадем туда и раньше.
Новый интерес к космосу может повысить репутацию науки в глазах общества в целом. Падение престижа занятий наукой имеет серьезные последствия. Мы живем в обществе, где науки и технологии играют важнейшую роль, однако в науку идут все меньше и меньше молодых людей. Новая и амбициозная космическая программа
может увлечь молодежь, стимулировать ее заниматься различными областями науки, а не только астрофизикой и космологией.
То же самое могу сказать и про себя. Я всегда мечтал о космических полетах. Но много лет я думал, что мечта так и останется мечтой. Прикованный к Земле в инвалидном кресле, как я могу ощутить величие космоса иначе, чем с помощью воображения и занятий теоретической физикой? Я никогда не думал, что у меня появится возможность увидеть нашу прекрасную планету с орбиты или проникнуть в бесконечность космического пространства. Это удел астронавтов, немногих счастливцев, которым довелось испытать чудо и восторг космического полета. Но я не учитывал энергию и энтузиазм отдельных личностей, цель которых — совершить этот первый шаг за пределы Земли. В 2007 году мне чрезвычайно повезло совершить полет с достижением состояния невесомости, и ощутить ее впервые в жизни. Это длилось всего четыре минуты, но было прекрасно, я мог бы делать это снова и снова.
В то время нередко повторяли мою фразу о том, что я опасаюсь за будущее человечества, если оно не выйдет в космос. Я был убежден в этом тогда, убежден и теперь. Надеюсь, я показал, что любой может принять участие в космическом путешествии. Уверен, что задача ученых, таких как я, совместно с инновационно мыслящими бизнесменами сделать все возможное, чтобы популяризовать восторг и чудо космических путешествий.
Но могут ли люди долгое время существовать вне Земли? Наши эксперименты на МКС — Международной космической станции — показывают, что человек в состоянии жить и работать многие месяцы вдали от Земли. Конечно, состояние невесомости на орбите приводит к ряду нежелательных физиологических изменений, в том числе к слабости костных тканей, создает практические проблемы с жидкостями и так далее. Поэтому, вероятно, желательно создание баз длительного пользования на планетах или спутниках. Если их располагать под поверхностью, можно обеспечить защиту от метеоров и космического излучения, а также тепловую изоляцию. Планета или спутник могут также стать источником сырья, которое потребуется внеземному сообществу для обеспечения устойчивого, независимого от Земли существования.
Где в Солнечной системе есть приемлемые места для создания человеческих колоний? Самое очевидное — Луна. Она близко, до нее относительно просто добраться. Мы уже ходили по ней и даже ездили на луноходах. С другой стороны, Луна маленькая, у нее нет атмосферы или магнитного поля, которое отражало бы солнечную радиацию, как на Земле. Там нет воды в жидком состоянии, хотя в кратерах на северном и южном полюсах, возможно, лежит лед. Колония на Луне может использовать его для получения кислорода с помощью ядерной энергии или солнечных панелей. Луна может стать базой для дальнейших путешествий по Солнечной системе.
Следующая очевидная цель — Марс. Он в полтора раза дальше от Солнца, чем Земля, и получает, соответственно, вдвое меньше тепла. В прошлом он обладал магнитным полем, но оно исчезло 4 миллиарда лет назад, оставив Марс без защиты от солнечной радиации. А это лишило планету почти всей атмосферы. Сейчас она составляет лишь 1% от земной. Однако в прошлом атмосферное давление могло быть выше. Можно судить об этом по следам, которые мы считаем пересохшими каналами и озерами. Сейчас вода в жидком состоянии не может находиться на поверхности Марса. При почти полном вакууме она должна испаряться. Но можно предположить, что на Марсе был теплый влажный период, в ходе которого могла возникнуть жизнь — либо спонтанно, либо в результате панспермии (то есть будучи занесенной откуда-то из Вселенной). Сейчас на Марсе нет признаков жизни, но если мы найдем свидетельства, что жизнь там существовала, это будет означать, что вероятность развития жизни на этой планете достаточно велика. Тем не менее придется проявить осторожность, чтобы не занести на Марс земную жизнь. Соответственно, придется позаботиться и о том, чтобы не привезти с собой марсианскую жизнь. У нас нет к ней иммунитета, и она может уничтожить жизнь на Земле. […]
Луна и Марс — наиболее подходящие места для создания космических колоний в Солнечной системе. На Меркурии и Венере слишком жарко, а Юпитер и Сатурн — газовые гиганты без твердой поверхности. Спутники Марса очень малы и не имеют преимуществ перед самим Марсом. Но некоторые спутники Юпитера и Сатурна могут оказаться подходящими. Европа, спутник Юпитера, имеет поверхность, покрытую льдом. Подо льдом может находиться вода, и в ней может существовать жизнь. А что, если высадиться на Европе и пробурить скважину?
Титан, спутник Сатурна, крупнее и массивнее нашей Луны и имеет плотную атмосферу. Созданная НАСА и Европейским космическим агентством автоматическая космическая станция «Кассини-Гюйгенс» опустила зонд на Титан. Были сделаны фотографии поверхности. Но там очень холодно, далеко от Солнца, и мне бы не хотелось жить на берегу озера из жидкого метана.
А если смело рвануть за пределы Солнечной системы?
Наши наблюдения показывают, что у значительного количества звезд есть планетные системы. Пока мы можем различить только гигантские планеты, типа Юпитера и Сатурна, но есть основания полагать, что с ними соседствуют и более мелкие, подобные Земле, планеты. Некоторые из них должны находиться в зоне возможной жизни,
то есть на расстоянии от звезды, допускающем существование воды в жидком виде на поверхности. В пределах тридцати световых лет от Земли находятся около тысячи звезд. Даже если один процент из них имеет землеподобные планеты в зоне жизни, то у нас есть десять кандидатов на роль Нового Света.
Например, Проксима-b. Эта экзопланета, ближайшая к Земле, но находящаяся на расстоянии четырех с половиной световых лет, обращается вокруг звезды Проксима Кентавра в звездной системе Альфа Кентавра. Недавние исследования показали, что она имеет с Землей много общего.
Путешествие к этим потенциальным новым мирам при уровне современных технологий невозможно, но кто нам мешает вообразить межзвездные путешествия в далекой перспективе, допустим, лет через двести или пятьсот. Скорость ракеты определяется двумя факторами: скоростью истечения газов и частью массы, которую ракета теряет в процессе ускорения. Скорость истечения газов у ракет на химическом топливе, которыми мы сейчас пользуемся, составляет примерно три километра в секунду. Избавившись от 30% своей массы, ракета может достичь скорости примерно в полкилометра в секунду. Затем скорость снизится. По расчетам НАСА, полет до Марса может занять 260 плюс-минус 10 суток. Но некоторые специалисты говорят о 130 сутках. Однако путь до ближайшей звездной системы при таких темпах займет 3 миллиона лет. Чтобы лететь быстрее, нам нужна намного более высокая скорость истечения газов, чем та, что могут обеспечить ракеты на химическом топливе, лучше всего — сам свет. Мощный луч света с кормы способен двигать космический корабль вперед. Ядерный синтез может обеспечить 1% энергии от массы космического корабля и разогнать его до одной десятой скорости света. Если быстрее — понадобится либо аннигиляция материи — антиматерии, либо какая-то совершенно новая форма энергии.
На самом деле расстояние до Альфы Кентавра очень велико. Чтобы достичь ее на протяжении одной человеческой жизни, космическому кораблю потребуется взять на борт топливо массой равной массе всех звезд в галактике.
Иными словами, при нынешних технологиях межзвездные путешествия крайне непрактичны. Провести уик-энд на Альфе Кентавра, видимо, мне вряд ли удастся.
Но благодаря воображению и изобретательности мы можем изменить ситуацию. В 2016 году мы с предпринимателем Юрием Мильнером анонсировали проект Breakthrough Starshot, долгосрочную научно-исследовательскую программу, цель которой — сделать реальностью межзвездные путешествия. Если получится, мы отправим зонд к Альфе Кентавра уже при жизни нынешнего поколения. Но позволю себе небольшое отступление.
Как родилась эта идея? Сначала наши исследования ограничивались пределами ближайшего космического окружения. Через сорок лет бесстрашный исследователь «Вояджер-1» вышел в межзвездное пространство*. При скорости 17,7 километра в секунду ему понадобится примерно 70 000 лет, чтобы достичь Альфы Кентавра. Звезда находится от нас на расстоянии 4,37 светового года — это примерно 40 триллионов километров. Если сегодня у Альфы Кентавра обитают живые существа, они остаются в блаженном неведении о приходе Дональда Трампа.
Очевидно, мы вступаем в новую космическую эру. Первые негосударственные астронавты будут первопроходцами, первые полеты — чрезвычайно дорогими, но я надеюсь, что со временем космические путешествия станут доступными большему количеству землян. Отправка все новых и новых пассажиров в космос придаст новый смысл нашему существованию на Земле и нашей ответственности за нее как управляющих, а это поможет лучше осознать наше место и будущее в космосе. Надеюсь, именно с космосом связана наша дальнейшая судьба.
Breakthrough Starshot — реальная возможность для человека начать вторжение в космическое пространство с целью оценить и опробовать перспективы его колонизации. Эта миссия направлена на проверку и подтверждение ряда концептуальных идей: миниатюризация космических аппаратов, световой двигатель и фазированная решетка лазерных излучателей. StarChip — полностью автономный космический зонд размером в несколько сантиметров — будет крепиться к световому парусу. Световой парус, изготовленный из метаматериалов, весит не более нескольких граммов. Предполагается, что на орбиту будут выведены тысячи таких зондов, оснащенных световыми парусами. На Земле группа лазеров, расположенных на площади в один квадратный километр, направит сфокусированный световой луч. Луч мощностью в десятки гигаватт пройдет через атмосферу и придаст ускорение парусу.
Эта инновационная идея напоминает мечту шестнадцатилетнего Эйнштейна о полете на световом луче. Зонд разгонится всего до 20% от скорости света — но это составляет 160 миллионов километров в час. Такая система достигнет Марса менее чем за час, Плутона — в считаные дни, через неделю обгонит «Вояджер», а в районе Альфы Кентавра окажется всего через двадцать лет. Там зонд сможет сделать фотографии планет, обнаруженных в системе, проверить у них наличие магнитного поля и органических молекул и с помощью своего лазерного луча отправить информацию на Землю. Этот сигнал будет принят той же лазерной системой, которая отправила его в полет. Время его прохождения оценивается примерно в четыре года.
Важно отметить, что в траекторию зондов можно включить пролет поблизости от , землеподобной планеты, расположенной в зоне жизни своей звезды-хозяйки — Альфы Кентавра. В 2017 году проект Breakthrough совместно с Европейской южной обсерваторией заключили соглашение об активизации поиска потенциально обитаемых планет в системе Альфы Кентавра.
В рубрике «Открытое чтение» мы публикуем отрывки из книг в том виде, в котором их предоставляют издатели. Незначительные сокращения обозначены многоточием в квадратных скобках. Мнение автора может не совпадать с мнением редакции.
Источник