Ostatnio wiadomości ze świata nauki przypominają opusy science fiction. Uznani geniusze tego gatunku, którego szczyt popularności przypadł na początek XX wieku, nigdy nie marzyli, że ich wnuki będą już dość poważnie rozmawiać o przesiedleniu na Marsa, eksploracji kosmosu, eksperymentach genetycznych, klonowaniu DNA i tak dalej. Najnowszą sensacją jest udana teleportacja kwantowa na ogromną odległość - 1,2 tysiąca kilometrów. Co to oznacza i jakie perspektywy otwiera przed nauką?
Teleportacja kwantowa między Ziemią a kosmosem została przeprowadzona przez Chińczyków przy użyciu pary satelitów i trzech stacji naziemnych. Odpowiednie badanie naukowców zostało opublikowane w czasopiśmie Science, krótko opisanym przez Chiński Uniwersytet Nauki i Technologii. Mówi się, że wydajność przesyłu informacji nową metodą znacznie przewyższa wskaźniki światłowodów.
W literaturze science fiction teleportacja to natychmiastowy ruch obiektu z jednego punktu w przestrzeni do drugiego. Z naukowego punktu widzenia to samo dotyczy przenoszenia stanu kwantowego cząstki na odległość. W tym celu wykorzystuje się rozłożoną parę splątanych cząstek: zgodnie z mechaniką kwantową, nawet gdy oddalają się od siebie, zachowują informacje o stanie swojego partnera (tak zwana zasada lokalnego realizmu). Z punktu widzenia normalnej osoby - kompletny nonsens. Ale w rzeczywistości nawet fizykę kwantową można wyjaśnić „na palcach”. Kiedyś, kiedy poproszono Alberta Einsteina o sformułowanie teorii względności „dla manekinów”, powiedział: „To wtedy Zurych zatrzymuje się w pobliżu tego pociągu”. Jeśli posługujemy się tymi samymi prostymi kategoriami, to esencją teleportacji kwantowej jest to, że każdy obiekt (w szczególnościludzkie ciało) można wysłać w podróż, po uprzednim rozłożeniu na bardzo małe części (w tym przypadku atomy) na tej samej zasadzie co projektant. A ponieważ każdy obiekt materialny jest zbiorem tych bardzo spójnych cząstek i są one przyciągane do siebie w czasie i przestrzeni, to na ostatnim etapie ciało powinno się w pewnym sensie połączyć.
Jednak to, co jest nam znane z filmów i książek, nie zostało jeszcze wdrożone w praktyce. W tej chwili naukowcy wysyłają w podróż tylko pojedyncze cząsteczki. Spójrzmy prawdzie w oczy: wiarygodność takich eksperymentów dla zwykłego człowieka jest bardzo, bardzo kontrowersyjna. Jak mówią, nie możesz trzymać fotonu w rękach, ale wszyscy wiemy, jak opowiadać bajki.
Nawiasem mówiąc, o bajkach. Czy wiesz, że „teleportacja” jako termin i koncepcja narodziła się po raz pierwszy nie w środowisku naukowym, ale w środowisku literackim? Nie bez powodu uważa się, że w fikcji jest bardzo prawdziwy element mistycyzmu. Na przykład słowo „robot” wymyślił Karel Čapek w czasach, gdy ludzkość nawet nie myślała o robotyce. Najbardziej prawdziwym wizjonerem był także Anglik Herbert Wells. W 1895 roku, dziesięć lat przed pojawieniem się teorii względności, w swoim Wehikule Czasu zasugerował, że nasza rzeczywistość jest czterowymiarowa. Dwa lata później w War of the Worlds opisał działanie lasera. Tymczasem Einstein nawet nie odkrył istnienia zjawiska promieniowania wymuszonego (fizycznej podstawy działania dowolnego lasera), a jedynie przewidział istnienie dopiero w 1916 roku. W 1914 roku w powieści „The Unleashed World” pisarz wspomina o bombie, której działanie opiera się na rozszczepieniu atomu. A prace nad stworzeniem takiej broni rozpoczynają się dopiero w 1939 roku, kiedy francuski fizyk Joliot Curie odkrywa reakcję łańcuchową uranu. W 1923 roku Wells pisze o światach równoległych i antygrawitacji. Nie trzeba dodawać, że teraz (po prawie stu latach) są to trendy w badaniach.
Jednak H. G. Wells nie jest jedyną osobą, która bez specjalnego wykształcenia wniosła kolosalny wkład w naukę. Istnieje interesujące badanie Marka Twaina przeprowadzone przez praktykujących naukowców. Wybitne umysły, po przeanalizowaniu wszystkich prac pisarza, doszły do wniosku, że z ponad 100 pomysłów opisanych w jego książkach tylko 10 jest zasadniczo nie do zrealizowania. A to stwierdzenie jest kontrowersyjne, ponieważ nauka ciągle się rozwija.
Ale oto, co jest interesujące: im bardziej rozwija się myśl naukowa, tym więcej pytań napotykają naukowcy. Wszystkie z nich w taki czy inny sposób odnoszą się do fizyki kwantowej - dziedziny wiedzy, która bada zachowanie cząstek subatomowych na najmniejszych odległościach, gdzie ujawniają się tajemnicze efekty kwantowe, a ogólna teoria względności przestaje działać. Najbardziej „palącymi” tematami po odkryciu fal grawitacyjnych są ciemna energia i ciemna materia. Brzmi złowieszczo, ale rzeczywistość jest nie tyle przerażająca, co tajemnicza.
Film promocyjny:
Wszechświat dalej rozszerza się coraz szybciej, mimo że główna siła w nim działająca - siła przyciągania, czyli grawitacja, jest temu przeciwna. Mając to na uwadze, astrofizycy zasugerowali, że istnieje niewidzialny element, który przeciwdziała grawitacji - ciemna energia. W sensie naukowym jest to „stała kosmologiczna”, niezbywalna właściwość samej przestrzeni. Na podstawie obserwowanych wskaźników wzrostu Wszechświata naukowcy doszli do wniosku, że ciemna energia musi stanowić co najmniej 70% całkowitego składu materii w kosmosie. Ale paradoks jest czymś niewidzialnym, niematerialnym i generalnie nie jest jasne, jak tego szukać.
W przypadku ciemnej materii, o tej samej historii - wydaje się, że istnieje, ale gdzie nie jest jasne. Uważa się, że ciemna substancja przenika wszystko i składa się z „słabo oddziałujących masywnych cząstek”. Ale do tej pory żaden z detektorów nie był w stanie wykryć tych cząstek. Naukowcy żartują: może pisarze science fiction wymyślą coś sensownego, a wtedy nauka nadrobi zaległości i uzasadni?
UMIEJĘTNIE
Yuri Kurochkin, Kierownik Centrum Fizyki Teoretycznej Instytutu Fizyki Narodowej Akademii Nauk, doktor nauk fizycznych i matematycznych, profesor:
- Prawdopodobnie możemy mówić o jakimś szczególnym sprytie kreatywnych ludzi. Sam termin „teleportacja” został użyty po raz pierwszy w 1931 roku. To właśnie tym słowem amerykański pisarz Charles Fort określił dziwne zniknięcia i pojawienia się zjawisk paranormalnych, które jego zdaniem miały coś wspólnego. W 1956 roku pojęcie „teleportacji” pojawia się w powieści „Tygrys! Tygrys! pisarz science fiction Alfred Bester, gdzie jest już szczegółowo opisany i stanowi kluczowy element fabuły. Pierwsze eksperymenty z teleportacją fotonów sięgają 2011 roku. A teraz wiadomość o tym nie szokuje ani opinii publicznej, ani przedstawicieli świata nauki.
Wiele krajów eksperymentuje z teleportacją kwantową. Najbardziej znane (przynajmniej te, o których regularnie donoszą media) znajdują się w USA, Szwajcarii i Austrii. Nawiasem mówiąc, podobne laboratorium znajduje się w Narodowej Akademii Nauk. Ale musisz zrozumieć, że w tej chwili mówimy o przeniesieniu obiektów mikroświata na pewną odległość - atomów, fotonów i kwantów. W rzeczywistości jest to początkowy etap badań. Przed przemieszczeniem się w kosmos materialne rzeczy (obiekty makrokosmosu), a zwłaszcza ludzie, jeszcze nie dotarły. W rzeczywistości, jako osoba zajmująca się relatywistyczną (klasyczną) fizyką, obawiam się tego tematu, ponieważ jest w nim wiele konkretnych i nie do końca jasnych punktów. Ale jako naukowiec nie wykluczam, że badania naukowe doprowadzą do sukcesu. Rok temu powiedziałbymże perspektywa teleportacji ludzi wydaje mi się odległa od co najmniej tysiąca lat. Jednak biorąc pod uwagę szybkość, z jaką myśl naukowa rozwijała się w ostatnich latach, jest prawdopodobne, że to epokowe wydarzenie nastąpi za 200 lat, a to jest bardzo krótki czas.
CIEKAWY
Dowody astrofizyczne sugerują, że kontinuum czasoprzestrzenne może być raczej „płaskie” niż zakrzywione, co oznacza, że trwa w nieskończoność. Jeśli tak, to nasz Wszechświat jest tylko jednym z elementów nieskończenie dużego Multiverse. Według obliczeń przeprowadzonych w 2009 roku przez fizyków Andrieja Linde i Witalija Vanchurina, po Wielkim Wybuchu powstało dziesięć do dziesiątej potęgi do dziesiątej potęgi do siódmej potęgi (w skrócie, wiele) wszechświatów. Oznacza to, że teoretycznie istnieją światy równoległe. Ale nadal nie możemy ich znaleźć.
Olga BABENINA