Физика на невъзможното
- Автор: Каку Мичио
- Язык: болгарский
- Переводчик: Антон Даскалов
- Жанр: Классическая проза
Электронная книга - «Физика на невъзможното». Краткое содержание книги:
Предстои ви да разберете:
Как оптиката и електромагнетизмът един ден ще ни дадат възможност да насочваме потока светлина около предмети — като вода, заобикаляща речен камък, — за да станат те невидими за наблюдателя.
Как реактивни ракети, лазерни платна, двигатели с антиматерия и наноракети един ден биха ни отвели до близки и далечни звезди.
Как телепатията и психокинезата, смятани доскоро за псевдонауки, някой ден ще се превърнат в реалност с напредъка на нанотехнологиите, ядрено-магнитния резонанс, компютрите и суперпроводимостта.
Защо машината на времето, макар и съвместима със законите на квантовата физика, може да бъде построена единствено от невероятно напреднала цивилизация.
Мичио Каку детайлно анализира всяка висока проектотехнология и научните основания, на които тя стъпва. „Физика на невъзможното“ повежда читателите на хипнотично пътешествие в света на науката, което провокира, забавлява и просвещава.
Ключът към двигателя на Алкубиер е енергията, необходима за задвижването на космическия кораб със скорости, по-големи от тази на светлината. Обикновено физиците започват с положително количество енергия, за да задвижат междузвезден кораб, който винаги се движи по-бавно от светлината. За да преодолее това ограничение така, че да бъде в състояние да се движи със скорост, по-голяма от тази на светлината, човек трябва да смени горивото. Едно просто изчисление показва, че ще ви трябва „отрицателна маса“ или „отрицателна енергия“, които са може би най-екзотичните обекти във Вселената, ако изобщо съществуват. По традиция физиците са отхвърляли съществуването на отрицателната енергия и отрицателната маса като научна фантастика. Но сега се убеждаваме, че те са задължителни за пътуването по-бързо от светлината и може би наистина съществуват.
Учените са търсели отрицателна материя в естествени условия, но досега не са постигнали успех. (Антиматерията и отрицателната енергия са две напълно различни неща. Първата от тях съществува и притежава положителна енергия, но с обърнат заряд. А все още не е доказано съществуването на отрицателната материя.) Отрицателната материя би представлявала твърде особен обект, тъй като би била по-лека от нищото. На практика тя би се реела безцелно из пространството. Ако отрицателната материя е съществувала в началото на Вселената, тя е щяла да се разпръсне из открития космос. За разлика от метеорите, които се сгромолясват на планетите, тъй като са притеглени от планетарната гравитация, отрицателната енергия би избягвала планетите. Тя би била отблъсквана, а не привличана, от големите тела като звездите и планетите. Вследствие на това, въпреки че отрицателната енергия може да съществува, очакваме да я открием само дълбоко в Космоса, със сигурност не на Земята.
Едно предложение за откриването на отрицателна материя в открития космос включва използването на явлението, наречено „лещи на Айнщайн“. Когато светлината се движи около една звезда или галактика, пътят й се прегъва от нейната гравитация според общата относителност. През 1912 г. (още преди Айнщайн да разработи напълно общата относителност) той предсказал, че една галактика би могла да бъде в състояние да действа като леща на телескоп. Светлината от далечен обект, движещ се около съседна галактика, би се съсредоточила в една точка, докато той преминава около Галактиката, подобно на леща, образувайки характерен пръстенов модел, когато светлината накрая достигне Земята. Тези природни явления сега се наричат „пръстени на Айнщайн“. През 1979 г. първата от тези лещи на Айнщайн е била наблюдавана в открития космос. Оттогава насетне лещите на Айнщайн са станали крайно необходим инструмент за астрономите. (Например някога се смятало, че ще се окаже невъзможно да бъде локализирана „тъмната материя“ в открития космос. (Тъмната материя е мистериозна субстанция, която е невидима, но има тегло. Тя обгръща галактиките и може би количеството й е десет пъти по-голямо от това на обикновената видима материя във Вселената.) Но учените от NASA са успели да картографират тъмната материя, тъй като тя пречупва светлината, докато светлината преминава през нея, по същия начин, по който стъклото пречупва светлината.)
Следователно лещите на Айнщайн трябва да бъдат използвани за търсенето на отрицателна материя и дупките-червеи в открития космос. Те трябва да пречупват светлината по специфичен начин, който трябва да се забелязва с Космическия телескоп „Хъбъл“. Досега лещите на Айнщайн не са открили изображението на отрицателна материя или дупки-червеи в открития космос, но търсенето продължава. Ако един ден космическият телескоп „Хъбъл“ открие следи от отрицателна материя или дупка-червей чрез лещите на Айнщайн, това може да отприщи шокова вълна във физиката.
Отрицателната енергия се различава от отрицателната материя по това, че тя съществува наистина, но само в незначителни количества. През 1933 г. Хендрик Казимир направил странно предсказание, като използвал законите на квантовата теория. Той твърдял, че две незаредени успоредни метални пластини ще се привлекат взаимно, като това става сякаш по магия. Обикновено успоредните пластини са неподвижни, тъй като на тях им липсва какъвто и да е заряд. Но вакуумът между двете успоредни пластини не е празен, а изпълнен с „виртуални частици“, които ту изникват от нищото, ту изчезват в него.
За кратки периоди от време двойките от електрон и антиелектрон изскачат от нищото само за да се анихилират и да изчезнат обратно във вакуума. По ирония на съдбата празното пространство, което някога било смятано за лишено от каквото и да е, сега се оказва „пенещо се“ от квантова активност. Обикновено съвсем малките избухвания на материя и антиматерия като че ли нарушават закона за запазване на енергията. Но заради принципа на неопределеността тези съвсем малки нарушения са невероятно краткотрайни и от средностатистическа гледна точка енергията все още се запазва.