Могут ли люди когда-нибудь путешествовать со скоростью, близкой к скорости света? И что с нами произойдет?

Идея пронестись сквозь вселенную со скоростью света послужила основой для бесчисленных научно-фантастических рассказов. Однако, как бы захватывающе это ни звучало, путешествие со скоростью света или близкой к ней — около 300 000 километров в секунду — находится далеко за пределами возможностей современной науки, объясняет Popular Mechanics. Во-первых, по законам физики, ничто, обладающее массой, не может достичь этой скорости. «Это скорость, с которой движутся безмассовые частицы, например фотоны», — объясняет доктор Герд Кортемайер, заслуженный доцент физики Мичиганского государственного университета. «Для объектов, обладающих массой, это просто невозможно».

Даже достижение скоростей, близких к этому космическому пределу, сопряжено с проблемами, которые выходят далеко за рамки энергопотребления. Воздействие на человеческое тело и искажения времени и пространства — это понятия, которые ограничивают наше воображение и наше понимание реальности.

Одним из самых серьезных препятствий для путешествий со скоростью, близкой к скорости света, является энергия. Для того чтобы разогнать 10-тонный космический корабль до 99 % скорости света, потребуется более чем в 200 раз больше энергии, чем потребляет вся планета за год. И это при условии наличия идеально эффективного источника топлива, которого не существует. «Даже если бы у нас было топливо, преобразующее массу в энергию без потерь, это все равно было бы неосуществимо, — говорит доктор Кортемайер.

Хотя мы можем разогнать отдельные атомные частицы до скорости, близкой к скорости света, в таких лабораториях, как Большой адронный коллайдер, сделать то же самое для космического корабля — или человека — остается далекой мечтой».

Что произойдет на околосветовых скоростях?

Давайте на мгновение представим, что мы преодолели энергетические препятствия. Каково это — путешествовать со скоростью, близкой к скорости света? Ощущения были бы просто потрясающими.

Цвета будут меняться, а свет усиливаться

Путешествие со скоростью, близкой к скорости света, радикально изменит ваше восприятие мира, пишет Popular Mechanics. Из-за эффекта Доплера, который изменяет восприятие звуковых и световых волн, объекты впереди вас будут казаться более синими, а позади — более красными. Это визуальное искажение похоже на то, как скоростной автомобиль звучит по-разному при приближении и проезде.

Еще одним причудливым эффектом может стать яркость объектов. По мере приближения к скорости света в глаза будет попадать все больше фотонов — частиц света, усиливая его интенсивность. «Это похоже на бег во время ливня», — объясняет доктор Кортемайер. «Чем быстрее вы бежите, тем больше капель дождя попадает на вас, тем быстрее вы промокаете».

Время будет искривляться

Одним из самых захватывающих эффектов путешествий на околосветовых скоростях является замедление времени — явление, предсказанное теорией специальной относительности Эйнштейна. Время для путешественника замедляется по сравнению с тем, кто остается неподвижным. Например, если вы путешествуете на околосветовой скорости всего две минуты, на Земле может пройти несколько дней. Эта концепция, часто иллюстрируемая «парадоксом близнецов», не просто теоретическая — это доказанный аспект нашей Вселенной.

Физическая нагрузка на человеческое тело

Даже если мы решим технологические и энергетические проблемы, человеческое тело столкнется с огромными трудностями во время путешествий на околосветовых скоростях. Слишком быстрое ускорение приведет к возникновению опасного g-форсажа — силы, действующей на тело при быстром ускорении. Большинство людей могут выдержать только короткие всплески 4-6 g, прежде чем потерять сознание. Длительное воздействие, даже при 3 g, может привести к фатальным осложнениям, поскольку наши тела не рассчитаны на длительное воздействие таких сил.

Для безопасного ускорения до околосветовых скоростей, чтобы достичь необходимой скорости, потребуется не менее года без превышения безопасной силы g. Однако ученые не знают, как длительное воздействие даже низких уровней ускорения может повлиять на организм.

В научной фантастике часто придумываются способы обойти эти ограничения, например, культовый «варп-двигатель» из «Звездного пути». Однако доктор Кортемайер отмечает, что эти концепции являются чисто вымышленными. «Искривление пространства само по себе является физической реальностью, — говорит он, — но у нас нет способа управлять им для достижения скорости, превышающей световую».

Пока что скорость света остается конечной границей нашей Вселенной. И хотя она может породить мечты о межзвездных исследованиях, она также служит напоминанием о невероятных тайнах, которые еще предстоит разгадать.

Однако исследования в области физики и астрофизики продолжают кидать вызов нашим текущим пониманиям и представлениям. Одним из таких направлений является изучение экзотических форм материи и гипотетических частиц, которые могли бы открыть новые пути для технологических достижений. Например, концепции, связанные с темной материей и темной энергией, могут однажды предложить решения, о которых мы пока не можем и мечтать. Открытие нового типа частиц, способных взаимодействовать с гравитацией по-новому, может изменить наше понимание передвижения в пространстве.

Квантовая механика и теория струн также остаются областями интенсивных исследований и обсуждений, предлагая потенциальные идеи для реальности, в которой скорость света не является абсолютной границей. Некоторые предполагают, что туннелирование, квантовые флуктуации или использование новейших технологий в квантовой телепортации могли бы однажды сделать возможным мгновенное перемещение между точками пространства. Однако мы все еще далеки от практического воплощения этих теорий и гипотез в каких-либо виде транспортных технологий.

Конечно, продолжение исследования Вселенной и природы пространства-времени будет зависеть не только от научного прогресса, но и от человеческой мечты и фантазии. Именно наше стремление к познанию и исследованию побуждает человечество искать пути туда, где еще никто не был. Пока скорость света остается непреодолимой барьером, мы не должны забывать, что многие сегодняшние научные нормы и концепции когда-то казались столь же недосягаемыми, как и межзвездное путешествие в данное время.