Представим концепцию межзвездного корабля, способного достичь соседних звездных систем за десятилетия. В основе идеи лежит использование бортового портала для ускорения судна.
Введение
Межзвездные перелеты теоретически достижимы при условии постоянного ускорения. Так, поддерживая тягу на уровне 1g (стандартное земное ускорение свободного падения), аппарат за год разгонится до половины световой скорости, что позволит добраться до Альфы Центавра примерно за десятилетие.
Современные двигательные установки в принципе способны развить такое ускорение, однако их ресурс крайне ограничен. Главным камнем преткновения остается необходимость транспортировки огромных запасов топлива, которые сами требуют ускорения, что порождает замкнутый круг и делает проект звездолета технически невыполнимым.
Решением может стать отказ от бортового топлива. Еще в 1966 году физик Дьёрдь Маркс предложил концепцию светового паруса, ускоряемого наземным лазером. Однако такие проекты сталкиваются с проблемой дифракции: на больших расстояниях лазерный луч неизбежно рассеивается — достаточно вспомнить лазерное пятно на Луне диаметром в три километра. Чтобы сохранить плотность энергии, потребовалась бы мощность, способная моментально испарить конструкцию паруса. Кроме того, «лазерная концепция» не предполагает возможности торможения или маневрирования, превращая полет в «билет в один конец».
В данной статье мы рассмотрим, как использование портальных технологий позволяет преодолеть эти ограничения.
Природа порталов
Оставим на время фантастический антураж и определим портал как кратчайший топологический мост («червоточину» или кротовую нору) между двумя точками пространства. Как обсуждалось в материале на SE7ENе, для стабилизации подобной структуры требуется экзотическая материя с отрицательной массой. Физик Анатолий Шкловский предложил теорию, согласно которой частицы с отрицательной массой («теневые») являются базовыми компонентами материи, входящими, к примеру, в состав пи-мезонов.
Теневые частицы кардинально отличаются от антиматерии. В то время как античастицы обладают лишь противоположным зарядом, «теневая» материя демонстрирует иные свойства: например, одноименно заряженные теневые частицы притягиваются друг к другу кулоновскими силами, что гораздо эффективнее гравитации. Это позволяет формировать стабильные плотные структуры для создания червоточин.
Рассмотрим математическое подтверждение: частица с зарядом Q и теневая частица с массой m=-|m| и зарядом q. Из-за отрицательного знака массы вектор ускорения при кулоновском взаимодействии будет направлен против вектора силы, то есть к источнику — частица «притягивается» вопреки ожиданиям.
Взаимодействие частиц с отрицательной массой в гравитационном поле подчиняется схожей логике: знак ускорения зависит исключительно от источника, а не от массы пробной частицы. Электрические силы, в свою очередь, позволяют эффективно «собирать» теневую материю, что делает создание порталов инженерно решаемой задачей.
Механика портального ускорения
При прохождении частицы через портал врата испытывают отдачу, сопоставимую с реактивным движением. Если мы настроим ориентацию выходных врат так, чтобы частицы меняли вектор движения на противоположный, импульс передастся системе врат, ускоряя их. По сути, это превращает портал в «парус», работающий на потоке частиц.
В отличие от лазерного луча, портальный поток сохраняет свою структуру и плотность на любых дистанциях. Проблема расфокусировки снимается полностью. Даже если конструктивно невозможно менять ориентацию врат, установка отражателя, жестко связанного с ними, дает аналогичный результат.
Более того, портал обеспечивает двустороннюю связь, позволяя управлять кораблем в режиме реального времени и передавать данные с межзвездных расстояний без задержек, свойственных традиционной радиосвязи.
Оптимизация тяги
Фотоны — не самый эффективный инструмент для создания тяги из-за их малого импульса. Использование ускорителя частиц (ионов) в связке с порталом позволит добиться значительно более высоких показателей эффективности. Разделение портальной системы на множество сегментов на Земле и их синхронизированная работа с бортовыми приемниками звездолета позволяют гибко управлять вектором тяги и достигать требуемого ускорения в 1g.
Перспективы и колонизация
Первые миссии будут миниатюрными аппаратами. По мере совершенствования технологий расширения червоточин, порталы могут стать транспортными коридорами, по которым будут перемещаться крупные экспедиции и даже «поезда» с колонистами. Это полностью исключает риск лучевой болезни, так как переход осуществляется мгновенно, без длительного нахождения в открытом космосе.
Реликтовые порталы
Существует гипотеза, что Вселенная в момент Большого взрыва была симметрична не только по заряду, но и по энергии, породив значительное количество «теневой» материи. Вероятно, естественные червоточины могли возникнуть еще на ранних этапах формирования космоса. Если обнаружить и адаптировать такие реликтовые порталы, мы получим готовую транспортную сеть, связывающую удаленные уголки галактики.
Научные источники и ссылки
Для глубокого изучения темы рекомендуем ознакомиться с работами А. Г. Шкловского, а также фундаментальными статьями Эйнштейна, Розена и Кипа Торна, посвященными физике червоточин и их роли в межзвездных перемещениях.
