Текст книги "Вещи не то, чем кажутся. 100 фреймов УНИВЕРСУМА"

Параллельные миры и Мультивселенная. Откуда они появились и как это возможно?

В этом мире много миров. И каждый шаг в любом из них оставляет свой след. Согласно теории Большого Взрыва, наша Вселенная родилась 13,7 млрд лет назад из области 10^-28 сантиметра в результате фазового перехода вакуума. Дело в том, что вакуум в квантовой механике – это не пустота, как постулируется в классической физике. За счёт соотношения неопределённости Гейзенберга в пространстве происходят флюктуации энергии. Рождаются и исчезают частицы, получившие названия виртуальных, существующие крайне малый промежуток времени. Сейчас энергия вакуума близка к нулю, но так было не всегда.

В чём-то состояние вакуума можно уподобить агрегатным состояниям вещества, которые определяются связанностью его элементов. При фазовом переходе агрегатных состояний выделяется или поглощается энергия. Состояние вакуума определяется полем Хиггса – это особое скалярное поле, пронизывающее пространство [53]. 13,7 млрд лет назад вакуум совершил фазовый переход, в результате чего выделилось огромное количество энергии. Этот процесс можно отождествить вскипанию жидкости при нагревании. Как и в жидкости, в вакууме образовались пузырьки или домены, которые начали расширяться.

Наша Вселенная (Метагалактика) прошла быструю фазу расширения, называемую инфляцией, когда её размер удваивался за 10^-34 секунды. В результате расширения температура падала, началось выделение физических взаимодействий и распад бозонов Хиггса, приведший к возникновению элементарных частиц, из которых состоит наш мир.

Почему наше пространство трёхмерно? В физических теориях оно имеет как минимум девять измерений, шесть из которых проявляют себя на планковском масштабе (предел которого составляет 10^-33 сантиметра). В математических теориях пространство может иметь N измерений, где N может быть любым числом.

Почему физические константы таковы, каковы они есть, а их около 40? Малейшее изменение размерности пространства, физических констант привело бы к тому, что и законы физики, и наш мир стали бы совершенно другими. Что произошло с теми пузырьками, или лучше сказать доменами, из одного из которых и возникла наша Метагалактика?

На эти вопросы может дать ответ концепция Мультивселенной. Согласно идее множества миров, эти домены тоже претерпели соответствующее расширение, в которых случайным образом реализовались физические константы и размерности пространства. По оценкам теоретиков, количество миров или других вселенных, находящихся «рядом с нами» составляет фантастическое число – 10⁵⁰⁰.

Их взаимодействие может проявляться через гравитацию, т. е. другие вселенные или одна из них могут оказывать гравитационное воздействие на наш мир. Так, астрономы обнаружили движение потока галактик, которое невозможно объяснить их локальным взаимодействием.

Одной из экзотических и шокирующих гипотез является концепция голографической Вселенной, согласно которой наш мир является проекцией двухмерной, другой Вселенной, представляющей из себя голограмму. А значит, мы живём в иллюзорном мире, где истинная реальность находится в иной Вселенной, и о возможностях такого взаимодействия нам остаётся только догадываться.

Немезида. Фатальный удар из космоса

Одна из последних катастроф, уничтожившая 50 % всего живого, в том числе и динозавров, произошла 65 млн лет назад и была вызвана падением астероида 10 км в диаметре. Огромное количество энергии, выделившееся при ударе, породило чудовищные последствия: пожары, цунами, бури, холод и тьму, а затем парниковый эффект и кислотные дожди. После чего история Земли пошла по иному пути.

Впоследствии была установлена периодичность в наступлении подобных процессов. Так, Земля раз в 100 млн лет сталкивается с крупными объектами, в результате происходит гибель большей части её биосферы, иногда до 90 %, а раз в 26 млн лет – с более мелкими, но, тем не менее, приводящими к массовым вымираниям [54].

Маллером, Дэвисом и Хатом была высказана гипотеза о том, что у Солнца существует тусклая звезда-компаньон, в астрофизической классификации – коричневый карлик. Эта звезда размером с Юпитер, но гораздо тяжелее его, получила название Немезиды. Она быстро сжигает свой водород, а затем светит только в инфракрасном диапазоне и поэтому очень трудна для обнаружения. В древнегреческой мифологии Немезидой называли богиню возмездия, наказывающую людей за гордыню и нарушение законов. Малый двойник Солнца, имеющий вытянутую орбиту, находящуюся между ним и ближайшей звездой Альфа Центавра (от 1 до 3 световых лет), периодически приближаясь к Солнечной системе, входит в облако Оорта. Это образование, находящееся на границе Солнечной системы, представляет собой миллиарды комет, движущихся по круговым орбитам. Своим гравитационным воздействием коричневый карлик отклоняет их орбиты и направляет кометы в Солнечную систему, где они могут столкнуться с Землёй и уничтожить человечество.

Для охоты за Немезидой в декабре 2009 года НАСА был запущен спутник WISE. Его миссия заключалась в создании инфракрасной карты космоса и обнаружении новых объектов, включая, а может быть и в первую очередь, Немезиду. В 2010 году спутник закончил свою работу. Была обнаружена масса астероидов. Его приборы также смогли бы идентифицировать объект размером с Юпитер в облаке Оорта. Тем не менее НАСА долго не высказывалось про результаты обнаружения Немезиды. И лишь недавно было объявлено, что Немезиду они не нашли. Но, возможно, НАСА лукавит. Если установлено, что последнее вымирание было более 20 млн лет назад, то Немезида уже находится в облаке Оорта, и тогда всё решает подлётное время комет к Солнечной системе. Возможно они уже в пути, и у человечества осталось не так много времени, чтобы разработать способы защиты от надвигающейся катастрофы [55].

Кроме того, существует гипотеза о существовании планеты, вращающейся по длинной вытянутой орбите с периодом обращения в 6000 лет. Её орбита проходит под углом к плоскости эклиптики, в которой находятся планеты Солнечной системы. Согласно этой гипотезе, «чужая» планета, приближаясь и входя в Солнечную систему, вызывает изменение траекторий астероидов, расположенных между орбитами Марса и Юпитера, в результате чего возможно падение некоторых из них на нашу Землю. Предполагается, что катаклизмы, произошедшие 6 тыс. лет назад (достаточно упомянуть Великий потоп), были вызваны как раз в результате этого прохождения. Если роковая планета действительно существует, то возникает реальная опасность её сближения с Землёй.

Гравитационное воздействие способно привести к катастрофическим явлениям планетарного масштаба, что может уничтожить не только человечество, но и всю биосферу. Между тем убедительных доказательств существования как коричневого карлика – компаньона Солнца, так и планеты, посещающей нашу систему, пока не существует. Хотелось бы надеяться, что так оно и будет, но не стоит расслабляться. Всё-таки астрофизические расчёты и косвенные свидетельства сбрасывать со счетов так сразу не следует. Даже в поясе астероидов находятся по крайней мере около миллиона километровых космических тел и приблизительно тысяча достаточно крупных, чтобы представлять фатальную угрозу для человеческой цивилизации. В настоящее время создана международная система слежения за этими объектами. Правительства наконец-то «прозрели» после того, как увидели падение осколков кометы на Юпитер и осознали, что необходимы объединённые усилия всего человечества, чтобы противостоять подобной космической угрозе.

Космические апокалипсисы, угрожающие человечеству

Кроме астероидов и комет в космосе существуют и другие угрозы человечеству. Это могут быть вспышки сверхновых звёзд в ближайшем окружении Солнечной системы. Хотя кандидатов на такое катастрофическое событие пока не обнаружено, не следует забывать о том, что Солнце с планетной группой движется вокруг ядра нашей Галактики, и Солнечная система может сближаться со звёздными объектами на критические расстояния.

Вспышка сверхновой

Звезда мгновенно высвобождает энергию, накопленную в процессах термоядерных реакций за миллиарды лет своего существования. Причём по одному из сценариев после взрыва не остаётся вообще ничего. В другом варианте возникает имплозия (взрыв внутрь), поскольку излучение переключается на нейтрино, практически не взаимодействующее с веществом. Затем гравитация сжимает звезду либо до нейтронного состояния радиусом всего в несколько десятков километров, либо до чёрной дыры. В настоящее время звезда, которая наиболее близка как по расстоянию до Солнечной системы, так и по своему состоянию к вспышке сверхновой – это Бетельгейзе (Альфа Ориона). Красный гигант находится от нас на расстоянии 600 световых лет и не представляет собой угрозы кроме той, что его вспышку размером с Луну можно будет наблюдать днём.

Чёрные дыры

Средние по размерам чёрные дыры могут находиться в любых точках Галактики. Их непросто обнаружить на пути Солнечной системы, но эта встреча может иметь катастрофические последствия для нашей планеты. Есть ещё и опасность, заключающаяся в наличие микрочёрных дыр, родившихся в момент фазового перехода вакуума, существование которых предсказывает космология. Кстати, одна из гипотез, проясняющих существование тёмных пятен на Солнце, базируется именно на данных представлениях. Эти пятна объясняются наличием чёрных микродыр, которые притягиваются Солнцем как объектом, обладающим огромной массой в нашей системе, но встреча Земли с таким «микрообъектом» закончится полным разрушением планеты.

Вспышки на Солнце

Несмотря на то, что Солнце – это жёлтый карлик, средняя звезда во Вселенной (таких звёзд примерно 70 %), и, согласно компьютерным моделям, демонстрирующим её работу, она достаточно устойчива, у человечества слишком мало опыта наблюдательной астрономии. Казалось бы, красные карлики – это звёзды гораздо меньше Солнца, живущие в 5 раз дольше в спокойном состоянии и, соответственно, имеющие гораздо больше времени для развития жизни на своих планетарных системах. Однако недавние наблюдения показали, что ближайшая к нам звезда – Проксима, красный карлик из созвездия Центавра, имеющая планету земного типа, на которой подозревали наличие жизни и даже цивилизации, уничтожила её своей вспышкой. И подобный случай не единственный в обозримой части нашей Галактики. Существует предположение, что похожая вспышка уничтожила поверхность Венеры, превратив её в обугленную головешку.

Космические эпидемии

Кометы являются транспортом для распространения жизни в космическом пространстве. В них могут существовать, и наверняка существуют живые системы, которые и принесли жизнь на нашу планету [56]. Если микроорганизмы находятся в хвосте кометы, то они могут попасть на Землю даже при прохождении кометы рядом с её поверхностью. Итогом будет занос и распространение биологически опасных объектов. Эпидемиологов поражает тот факт, что в истории человечества особо опасные инфекции вспыхивали одновременно в разных зонах земного шара, причём быстрых средств передвижения тогда не было. И это угроза для всей биосферы потому, что мы не знаем, с насколько агрессивной формой жизни можем столкнуться в космосе.

Инопланетное вторжение

Физик Хокинг прав – это реальная угроза нашему существованию. Достаточно вспомнить колонизацию Америки европейцами. Более 90 % коренного населения было уничтожено, а для остальных созданы резервации. Нам не опасны те цивилизации, которые очень далеко ушли в своём развитии, ибо мы просто уже не лежим в зонах их интересов. Но опасны те, что только недавно освоили межзвёздные перелёты и могут конкурировать с человечеством за ресурсы. Поэтому уже сейчас необходимо создавать службу безопасности нашей планеты. Наверное, не случайно, что ООН ввела специальную должность – уполномоченного по контакту с внеземными цивилизациями…

Путешествие к звёздам. Возможно ли это?

Дотянется ли человечество до звёзд? Каким образом могут быть осуществлены подобные путешествия, в то время как земная цивилизация пока не может освоить даже Солнечную систему? Тем не менее такие разработки ведутся, и существует несколько проектов космических кораблей, способных преодолевать межзвёздные расстояния. Однако на этом пути существует множество проблем. Одна из которых – это энергия. Двигателям корабля необходимы гигаватты энергии, и здесь возникает вопрос, где взять её источник, и как защитить корабль при её использовании. Очевидно, что химическое топливо, применяемое сегодня в ракетных двигателях, использовано быть не может, так как требуется его просто огромные объёмы, и, несмотря на это, оно малоэффективно. Необходимы другие подходы и «сумасшедшие» идеи для создания новых технологических решений. Ведь даже двигаясь со скоростью, составляющей лишь 5 % от скорости света, путешествие к ближайшей звезде Альфа Центавра, находящейся от Земли на расстоянии 4,2 световых года, потребует 150 лет.

Другая серьезная проблема заключается в том, что в космосе находятся атомы водорода и частицы пыли. Столкновение с ними на скорости, составляющей 20 % от световой, приведёт к медленному разрушению космического аппарата. При достижении субсветовых скоростей столкновение с атомами водорода способно выделить энергию, сопоставимую с энергией протонного пучка в адронном коллайдере ЦЕРНа. Защитить корабль и экипаж в этих условиях окажется невозможно.

Проектирование кораблей зависит от вида используемого топлива. Даже термоядерные двигатели имеют низкий КПД, составляющий около 0,7 % от массы задействованного вещества. Альтернативой может стать двигатель, использующий антивещество. Принцип его работы заключается во взаимодействии вещества и антивещества, приводящего к аннигиляции (их взаимному уничтожению) с выделением огромной энергии. Однако существуют серьёзные проблемы с получением этой субстанции и её хранением на борту корабля. В своём естественном состоянии частицы антивещества горячее поверхности Солнца. В проекте NIAC предполагается их охлаждать до температуры близкой к абсолютному нулю. Охлаждённые позитроны и электроны могут храниться и использоваться в реакции аннигиляции. Выделяющееся при этом гамма-излучение способно инициировать и поддерживать термоядерную реакцию, приводящую в движение космический корабль. К давним проектам, возникшим ещё в 60-х годах прошлого века, относится идея создания и использования фотонного отражателя или зеркала, отбрасывающего фотонное излучение, возникающее в результате аннигиляции и создающего тягу межзвёздного корабля. К тому же времени относится и проект Ф. Дайсона, где для разгона корабля предполагалось использовать взрывы малых ядерных бомб. Расчёты показали, что корабль был бы способен развивать скорость до 10 % скорости света, и путешествие на ближайшую звезду составило бы около 50 лет.

В 1985 году Р. Форвард разработал проект космического парусника, двигающегося на микроволнах. Парус должен был иметь диаметр 100 метров и вместе с зондом весил бы приблизительно 1 кг. Приводиться в движение он должен высокоэнергетическим лазером, находящимся на орбите Земли. Впоследствии Форвардом был придуман более тяжёлый парус весом 3000 тонн, приводящийся в движение лазером мощностью 10 млн ГВт. В таком корабле нашлось бы место и для экипажа. Полёт до ближайшей звезды составил бы 10 лет [57].

Прямоточный межзвёздный двигатель Бассарда способен развивать субсветовую скорость, преодолевая значительные расстояния. Его принцип основан на сборе атомарного водорода и его изотопов, находящихся в космическом пространстве, и последующим использованием в термоядерных реакциях, обеспечивающих работу плазменных двигателей. Вместе с тем для сбора необходимого топлива нужна магнитная воронка диаметром в несколько тысяч километров.

Американские математики Л. Крейн и Ш. Уэстморленд предложили использовать «рукотворные» чёрные дыры в качестве источника энергии звездолёта. Для этого на орбите Меркурия необходимо построить солнечный лазер диаметром 250 км. Накопленная в течение года энергия фокусируется в области пространства, где плотность энергии образует чёрную дыру весом 1 млн тонн, имеющую размер меньше атомного ядра. Рядом строится звездолёт, к отражателю которого перемещается чёрная дыра. За счёт её испарения возникает излучение Хокинга, приводящее в движение корабль. Ресурсов чёрной дыры хватит на многие годы [58].

Физик Цзя Лю из Университета Нью-Йорка предложил в качестве топлива использовать тёмную материю. По его мнению, тёмная материя состоит из нейтрально заряженных частиц нейтролинов, которые могут аннигилировать, выделяя энергию. Для её накопления необходимо задействовать воронку, а в дальнейшем помещать в контейнер. Затем в результате сжатия нейтролинов возникнет реакция аннигиляции, и вырывающееся из контейнера гамма-излучение создаст реактивную тягу, заставив двигаться корабль. В этом случае запасы топлива не нужны, так как тёмная материя повсеместно находится в пространстве.

Наиболее одиозные проекты покорения космоса заключаются в преодолении скорости света, являющейся пределом для движения материальных объектов, имеющих массу покоя. К таковым относятся использование «кротовых нор» и создание Варп-двигателя. Кротовые норы – это своего рода туннели, соединяющие далёкие точки пространства. В чём-то они напоминают туннель между двумя городами, разделёнными огромной горой. Как и туннель, кротовая нора состоит из двух частей. К сожалению, она крайне неустойчива, согласно эффекту Казимира, в вакууме происходят квантовые флюктуации гравитационного поля, возникают и исчезают частицы, в том числе микроскопические кротовые норы. Идея заключается в том, чтобы обнаружить и растянуть одну из них, поместив её между двумя сверхпроводящими шарами. Одно «устье» останется на Земле, а в другое с околосветовой скоростью переместит корабль, и в течение нескольких минут позволит добраться до таких объектов во Вселенной, на достижение которых другим способом потребовались бы тысячелетия.

Варп-двигатель – это двигатель, искривляющий пространство. Идея заключается в его сжатии перед кораблем и расширении позади него. Звездолёт как бы помещается в пространственный пузырь, способный передвигаться со скоростью, превышающей скорость света. Законы теории относительности при этом не нарушаются, поскольку корабль покоится в пузыре. При этом движется сам пузырь [59]. Ничто не запрещает деформации пространства распространяться быстрее скорости света, но пока уровень развития научного знания не позволяет разработать технологию такого движения. В настоящее время в НАСА возник интерес к нестандартным идеям, начали выделяться гранты, и появилась надежда, что некоторые проекты удастся реализовать ближайшее время.

Космопланетарное будущее человечества и опасность внеземных цивилизаций

Наша Земля не резиновая, и больше 12 млрд человек она не выдержит, просто не хватит ресурсов – таковы современные оценки учёных. Конечно, подобные прогнозы базируются на экстраполяции сегодняшних состояний цивилизации, что не является надёжным методом, который не учитывает качественные трансформации, не вписывающиеся в линейные закономерности. Но успеет ли научно-технический прогресс решить эту задачу? В любом случае части людей придётся покинуть нашу планету. Давление жизни, как отмечал академик Вернадский, требует расширения ареала биосферы, и человек единственный вид, который может перенести жизнь в другие миры и колонизировать их.

Русский учёный К.Э. Циолковский впервые выдвинул идею заселения и колонизации космоса. Он отмечал, что Земля использует лишь только одну двухмиллиардную часть солнечного излучения. Проект заключался в построении цепи эфирных городов, окружающих наше светило и использующих весь его солнечный свет. Это позволило бы обеспечить существование 10¹³ существ. К.Э. Циолковский верил в могущество человеческого разума.

В свою очередь, британский астроном Фримен Дайсон предложил построить искусственную сферу вокруг Солнца величиной в 1 а.е. (астрономическая единица – среднее расстояние от Земли до Солнца. Равняется 149 597 870 700 м) [60]. На её поверхности могло бы разместиться количество людей, соизмеримое с расчетами Циолковского.

Вопрос заключается в том, с чем мы столкнёмся в результате колонизации даже Солнечной системы, не говоря уже о других звёздных системах, хотя бы в пределах нашей Галактики. Тем более что, по оценкам астрофизиков, она достаточно старая. А может быть космос, в том числе и наша Солнечная система, давно уже колонизированы другими инопланетными цивилизациями?

Существует парадокс Ферми, согласно которому, поскольку мы не обнаруживаем присутствия инопланетных цивилизаций, значит их просто не существует. Тем не менее, если развитая цивилизация скажем, обогнала нас на 1 млн лет, то трудно представить в виде чего она существует. Есть ли оценки количества таких цивилизаций и их классификации?

Впервые такая классификация была представлена отечественным учёным Н.С. Кардашёвым на I-ом Мировом симпозиуме SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), прошедшем ещё в 1974 году.

1. Тип цивилизации, технический уровень которой близок к уровню, достигнутому на Земле. Ежесекундное потребление энергии 10²⁰ эрг;

2. Цивилизации овладели энергией излучения звезды и построили сферу Дайсона. Ежесекундное потребление энергии 10³³ эрг;

3. Цивилизации овладели энергией в масштабах Галактики, в том числе и чёрных дыр. Потребление энергии составляет 10⁴⁴ эрг/сек.

По мнению академика Кардашёва цивилизации 2-го и 3-го типов можно обнаружить по следам их астроинженерной деятельности. Расчёты показывают, что сигналы излучения цивилизации 2-го типа могут быть отслежены на расстоянии 10 млн световых лет. Что касается цивилизаций 3-го типа, то сигнал от них может быть получен на расстоянии до 10 млрд световых лет. Однако для этого необходима интерферометрия телескопов с базой 1 а.е. с применением голографических построений в 3D, что является пока недостижимым для современной техники. Цивилизации 3-го типа могут использовать чёрные дыры для преодоления пространства и времени. Были предложены, в частности Фрэнком Дональдом Дрейком, оценки количества цивилизаций, находящихся в нашей Галактике:

N=R∙f_p∙n_e∙f_l∙f_i∙f_c∙L;

где R – это скорость образования звёзд в Галактике, усреднённая ко времени её существования,

f_p – доля звёзд, имеющих планетные системы;

n_e – среднее число планет, входящих в эти системы и пригодных для жизни;

f_l – доля планет, на которых возникла жизнь;

f_i – доля планет, на которых после возникновения жизни развились её разумные формы;

f_c – доля планет, на которых жизнь достигла фазы обеспечивающей возможность установить связь с другими мирами;

L – средняя продолжительность существования таких цивилизаций.

По мнению академика Сагана, при определённых значениях этих переменных только в нашей Галактике может существовать до 1 млн технически развитых цивилизаций. Это примерно соответствует одной цивилизации на 100 тыс. звёзд.

Второй тип количественно оценивается в диапазоне от 200 до 600 цивилизаций при верхнем пределе 20 000. Особый вопрос касается контактов. Можно констатировать, что высокоразвитые цивилизации не представляют для нас опасности, в то время как близкие к нам по развитию и освоившие межзвёздные перелёты, могут нести серьёзную угрозу человечеству. Как отмечал известный физик Стивен Хокинг: «Мы должны сидеть тихо, как мышки, чтобы нас не обнаружили». Из истории хорошо известно, что произошло с населением Америки при европейской колонизации…

Хотя с нашим ограниченным разумом трудно себе представить, во что трансформируется человечество через какие-нибудь десятки лет, уже сегодня существуют трансгуманистические проекты переноса человеческого сознания на другие носители вплоть до фотонных. Тем не менее мы находимся в сегодняшнем времени на той фазе технического развития, которая в ближайшее время откроет только пути колонизации Солнечной системы.