5 научно-фантастических концепций, которые теоретически можно воплотить

Кротовые норы

Существование тоннеля в космическом пространстве, который позволяет моментально передвигаться между отдаленными участками Вселенной — что может звучать фантастичнее? Однако теория «моста Эйнштейна–Розена» появилась на свет еще до того, как ее взяли на вооружение фантасты.

Эйнштейн рассматривал гравитацию как деформацию пространства-времени. В 1930-х годах физик, работая вместе с Натаном Розеном, предположил, что области с очень сильной гравитацией (черные дыры) вполне могут быть связаны между собой. Так появилась идея существования червоточин или кротовых нор.

Теоретически возможный способ таких путешествий при определенных гравитационных условиях описан в научно-фантастическом романе астрофизика Карла Сагана «Контакт», который экранизировали в 1990-х годах.

Ожидать, что такие путешествия станут массовыми, конечно, не стоит. Но уже сейчас ученые придумали теоретически жизнеспособный способ создания червоточин с помощью пары черных дыр и нескольких бесконечно длинных космических струн. Также исследователи пытаются обнаружить уже существующие кротовые норы (если они действительно есть), используя новейшие детекторы гравитационных волн.

Деформационный привод

Еще одна популярная идея научной фантастики — это космические корабли, которые с невероятной скоростью преодолевают пространство Вселенной. В реальности это кажется невозможным: понадобится большое количество топлива, пассажиры будут испытывать перегрузки, но, самое главное — скорость во Вселенной строго ограничена скоростью света, которая в космическом масштабе не так уж и высока. 

Например, ближайшая к Солнечной системе звезда, Проксима Центавра, расположена в 4,246 световых года от Земли, а центр Галактики — на расстоянии 27 000 световых лет.

Но теория относительности предполагает деформацию пространства, поэтому ограничение скорости теоретически можно преодолеть, если манипулировать пространством, чтобы оно двигалось быстрее.

Эту идею использовали создатели «Стар трека», когда придумали в 1960-х годах варп-двигатель — тогда это было не более чем фантазией сценаристов. Но в 1990-х годах идея деформационного привода получила неожиданное решение от теоретика Мигеля Алькубьерре: согласно его работе, возможно сжать пространство перед космическим транспортом и расширить его сзади корабля. Ученые до сих пор надеются усовершенствовать этот метод, чтобы применять его на практике.

Путешествия во времени

Машина времени — не менее увлекательный прием в научной фантастике, которым пользовались при написании романов и съемках фильмов. Удивительно, но законы физики и математики не исключают путешествий во времени.

В теории относительности время и пространство образуют единое целое — неразрывно связанный пространственно-временной континуум. И если пространство может быть деформировано червоточиной или деформационным приводом, то время также может исказиться, образуя «замкнутую времениподобную кривую».

В 1970-х годах физик Фрэнк Типлер опубликовал концепт машины времени. В работе описывался очень плотный цилиндр длиной около 100 м и массой, равной массе Солнца. Этот цилиндр должен вращаться с огромной скоростью — так, по крайней мере, на бумаге, он сможет исказить пространство-время и образовать замкнутую времениподобную кривую. 

Телепортация

Мы привыкли считать телепортацию чем-то вроде удобного способа мгновенного перемещения. И с научной точки зрения это, возможно, правда — но всего лишь на уровне мельчайших частиц и с одним условием: в конечной точке создается точная копия перемещаемого фотона, тогда как оригинал в исходной точке уничтожается. 

Квантовая телепортация копирует точное квантовое состояние одной частицы в другую, расположенную за сотни километров. При этом изначальная частица разрушается, но выглядит на самом деле так, будто она была магическим образом отправлена из одного места в другое. Эйнштейн назвал это «призрачным действием на расстоянии», но официальное название этого явления — квантовая запутанность.

Такой процесс очень сложен даже для единичного фотона, поэтому о перемещении человека методом телепортации можно только мечтать. Но у этой технологии уже есть практическое и очень важное применение — ее используют в сверхбыстрых квантовых вычислениях и для защиты связи от взломов. 

Параллельные вселенные

Параллельные вселенные, показанные в литературе и кино, обычно отличаются от нашей лишь незначительными деталями вроде приспособлений для дыхания, как в «Дюне» или необычным видом ее обитателей, как в «Валериан и город тысячи планет». В реальности там могут действовать иные силы гравитации, ядерные силы и т. д.

Концепция вечной инфляции представляет собой гипотетическую модель инфляционной вселенной, которая сама по себе является результатом или расширением Теория Большого взрыва. Согласно этой идее, наша Вселенная является как раз одной из таких областей, но теория не исключает и существования бесчисленного множества других вселенных.