Если нам удастся создать из них антиматерию, мы получим энергию 25 миллиардов кВт'ч на килограмм топлива!
К сожалению, мы совершенно не знаем, как это сделать. Не умеем запасать антивещество, которое, естественно, не может содержаться ни в каком сосуде из обычного материала. Не умеем и производить с ним реакции.
Все равно: представим, что наши потомки или представители еще какой-то, более развитой цивилизации научились управлять аннигиляцией материи. Расчет массы ракеты, необходимой, чтобы запустить тонну груза со скоростью, на 1% отличающейся от световой, даст скромную величину 14 тонн. Решение задачи межзвездных путешествий, наконец, найдено? Увы! Эти четырнадцать тонн лишь позволят кораблю покинуть Землю. Но столько же энергии понадобится, чтобы остановить его, и такое же соотношение масс потребуется на обратный путь. В общем, придется построить и запустить ракету массой 40 000 тонн.
Даже если это удастся, толку будет немного, потому что цив-илизации, которая окажется способна запустить в космос такую махину, придется еще ждать - и долго ждать - ее возвращения...
В общем, свет движется слишком медленно, а звезды, даже самые близкие, ужасно далеки...
ПО ТУ СТОРОНУ КЛАССИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ: БЕСКОНЕЧНО БОЛЬШОЕ И БЕСКОНЕЧНО МАЛОЕ
Так что же, межзвездные полеты недоступны для человека? Значит, .представители никакой другой цивилизации никогда нас не посещали и не посетят? .
Конечно, это не так. Ведь до сих пор мы ограничивали себя возможностями (хотя бы чисто теоретическими) в рамках обычной или классической физики. Но, говоря о возможности путешествий в масштабах Галактики, представляя себе цивилизации, обошедшие нашу в развитии на тысячи или даже на миллионы лет, можно и даже полезно пофантазировать.
Несомненно, мир бесконечно большого и бесконечно малого готовит нам еще много сюрпризов и неисчислимых возможностей, которые трудно вообразить. Эти возможности находятся на самой границе наших знаний. Но их могли уже освоить другие цивилизации, для которых мы кажемся дикарями, впервые добывшими огонь...
В мире бесконечно большого - мы уже знаем, - существуют, хотя еще и не наблюдались прямо, системы, дающие столько энергии, что звезды по сравнению с ними - сущая ерунда.
Если два небесных тела проходят близко друг от друга, одно из них получает от другого энергию, ускоряется и переходит на новую орбиту. Так, например, Фред Хойл объясняет происхождение Плутона. Используя этот принцип, американцы собираются запустить зонды в "большой тур", который охватит планеты Юпитер, Сатурн, Нептун и Плутон. Воспользовавшись благоприятным положением этих планет по отношению друг к другу, они хотят направить
рабль "рикошетом", так что в результате он облетит большую часть Солнечной системы. Самый заманчивый проект (их существует несколько) предусматривает последовательный облет Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Он потребует около семи с половиной лет.
Но даже планеты-гиганты недостаточно массивны, чтобы дать существенный выигрыш в скорости. Однако возможно, что другие системы находятся в более выигрышном положении, чем мы. Центром планетной системы может быть не одиночная звезда, а пара звезд, очень близких к друг другу. Между тем, существуют так называемые "выгоревшие" (взорвавшиеся) звезды. В таких звездах (их еще называют нейтронными) масса, равная солнечной, может быть сконденсирована в теле диаметром всего несколько километров. Один литр такого вещества весит столько же, сколько наш гигантский танкер! Это значит, что гравитационное поле вокруг них необычайно сильно. Так вот: если двойная звезда состоит из двух нейтронных, вокруг нее существуют орбиты, на которых тело быстро разгоняется до скоростей, близких к световым.
Фримен Дайсон представил себе, как могли бы этим пользоваться жители такой системы. Они извлекли бы из своих звезд гигантскую энергию, но в первую очередь воспользовались бы ею для разгона своих космических кораблей. Пассажиры таких аппаратов достигали бы скорости, близкой к скорости света, причем, как можно предсказать, им пришлось бы переносить лишь весьма умеренные перегрузки. Ведь их тела разгонялись бы звездой вместе с кораблем.
Можно ли получить энергии больше, чем путем аннигиляции определенной массы вещества? Современная физика отвечает категорическим
"нет". И, разумеется, она права. Так же точно были правы химики прошлого века, непреложно утверждавшие, что количество энергии, получаемой из вещества, не может превысить максимальной энергетической ценности химической реакции. Как они могли знать, что атомы делятся и содержат несравнимо большую энергию?
А что, если наши элементарные частицы преподнесут такой же сюрприз? Если они состоят из частиц еще более элементарных? И если они результат реакций, высвобождающих еще больше энергии?
Между прочим, некоторые специалисты по атомной физике уже заподозрили существование гипотетических новых частиц, названных кварками. Пока что они окружены завесой тайны и в свободном состоянии не наблюдались. Будущее покажет, существуют ли эти кварки на самом деле и какая от них может быть польза.
ТАМ, ГДЕ КОНЧАЕТСЯ НАУКА
Мы подошли к краю бездны - к тем пределам, за которыми начинается то, что некоторые без колебаний именуют лженаукой, а тех, кто их переходит, - шарлатанами. Но разве риск, в том числе интеллектуальный, - не благородное дело? Давайте вместе заглянем за край бездны
Мы приняли за догму, что материальному телу невозможно превзойти скорость света. Так учит нас теория относительности, сомневаться в которой не приходится.
Часто говорят, что теорию Эйнштейна могут понять только немногие избранные. Это совершенная ерунда. Математиков, которые развивают эту область, действительно немного, но физиков и астрономов, постоянно пользующихся ее уравнениями, - легион.
Теория относительности долго оставалась отчасти загадочной для широкой публики, но она детально проверена как в лабораториях на Земле, так и в космосе.
Ничто не мешает полагать, что релятивистская механика - лишь приблизительное выражение действительных законов природы, так же как еще более грубым приближением была классическая механика Галилея-Ньютона.
Одна теория сменяется другой голько тогда, когда перед наукой открывают' i совершенно новые области. Классическая механика лишь приблизительно выражает всеобщие законы, управляющие мирозданием, но в тех областях, где она применима, - совершенно верна. Лишь исследование бесконечно малого в атоме и бесконечно большого в космосе открыло ее недостаточность. Тогда появилась теория относительности.
Если когда-нибудь и появится новая теория, по отношению к которой релятивистская механика будет лишь приблизительно верной, можно биться об заклад, что релятивистские уравнения останутся верными в той области, в которой применяются сегодня, а именно в области "нашей" Вселенной*. Она может быть неточной лишь в еще более малых или больших мирах. Но, скорее всего, пессимистических заключений относительно межзвездных полетов, к которым мы пришли ранее, это не коснется.
* Говоря математическим языком, уравнения классической механики являются первой производной от релятивистских уравнений, вводящих' величину v"/c', где v - скорость данного тела, а с скорость света. Нет никаких оснований думать, что реальные законы механики имеют ту простую аналитическую форму, какую дает им теория относительности. Но величинами высших порядков в релятивистской, а тем более в классической области можно пренебречь.
Наконец, есть еще один вариант, который привлекает внимание писателей-фантастов, но основан на столь же непрочном фундаменте, как и предыдущий. Чтобы сократить расстояние между двумя точками, предлагается просто выйти из нашей Вселенной. Мы не можем в популярном издании говорить об искривлении пространства, о том, какие астрономические единицы применяются для его измерения. Ограничимся образным сравнением.
Когда думали, что Земля плоская, было невозможно представить себе более короткий путь через океан, чем по его поверхности. Но, поскольку Земля круглая, прямая линия в действительности проходит гораздо ниже уровня моря. Так, прямая, соединяющая два берега Атлантического океана, проходит в 640 километрах ниже уровня океана, а путь по ней был бы короче на 360 километров.
Теперь мы знаем, что наша Вселенная тоже не плоская (как говорят, "неэвклидова") и прямая - не кратчайшее расстояние между двумя точками. Существует ли доступный путь, чтобы сократить его? И есть ли смысл задаваться таким вопросом? Нам представляется, что все сказанное ранее является ответом на этот вопрос, потому что человек во все времена стремился к непознанным мирам, к постижению тайны мироздания.
ВЕЛИКОЕ ПЕРЕСЕЛЕНИЕ ЦИВИЛИЗАЦИИ
До сих пор мы рассматривали межпланетные путешествия в границах Солнечной системы и натолкнулись здесь на трудности, связанные прежде всего с тем, что от звезд нас отделяют гигантские расстояния, а жизнь человеческая очень коротка.'
Надо, однако, заметить, что наша Галактика по сравнению с другими находится в невыгодных
для этих целей условиях. В ней есть много областей, где плотность звезд очень высока. Самые густонаселенные зоны получили название "скоплений", которые подразделяют на две категории: шаровые и рассеянные скопления.
Шаровые - это огромные звездные агломерации почти округлой формы, содержащие сотни тысяч, а то и миллионы звезд. Рассеянные скопления содержат всего несколько сот, самое большее - несколько тысяч звезд.
Считают, что в нашей Галактике содержится около сотни шаровых скоплений, из которых три видны невооруженным глазом: скопление Центавра, 47 Тукана и М13 Геркулеса. Некоторые из них были открыты Гершелем в конце XVIII в.
Если в окрестностях Солнца расстояние между звездами составляет несколько световых лет, то в шаровых скоплениях - всего неколько световых недель или даже дней. Можно представить себе, какое великолепное зрелище видят по ночам жители планет при этих звездах: сияющее небо, усеянное звездами, и каждая из них ярче полной луны... Но для нас важно другое - небольшие расстояния между звездами благоприятны для межзвездных путешествий.
Цивилизации, родившейся в этих благословенных местах, будет особенно легко проникнуть в другие планетные системы и там войти в контакт с другой цивилизацией. Поскольку, как можно полагать, все звезды в шаровых скоплениях имеют один возраст, увеличивается вероятность, что соседние цивилизации окажутся ровесницами, а значит, есть шанс встретить равные по интеллекту расы.
Шаровые скопления представляются особо благоприятным местом для появления суперцивилизаций. Вероятно, их и следует выделить для поиска внеземных сигналов.
Жизненный ритм всегда связан с особенными условиями жизни на планете, и ничто не говорит о том, что он везде подобен нашему. Он может быть гораздо более медленным или даже, примерно совпадая с нашим, длиться гораздо дольше. Чему тут удивляться, если мы сами вдвое увеличили продолжительность собственной жизни?
Наконец, есть еще одна возможность, которой мы до сих пор не касались, - путешествия в один конец. История человечества полна примеров такого переселения народов - внезапных толчков и взаимного притяжения. Почему желание человека покорять пространство вдруг должно обрести предел? Быть может, настанет день, когда наша цивилизация устремится в окрестности космоса, чтобы колонизировать их. Тогда космические корабли возьмут с собой целые семейства, которые могут, по их желанию, быть заморожены или продолжить род путем естественного размножения в дороге.
Такие миграции предохранят нашу цивилизацию от возможного вымирания например, от ядерного взрыва или космической катастрофы.
Документ 3 ПРОБЛЕМА РАДИОКОММУНИКАЦИЙ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ
Моцарту не было еще четырнадцати лет, когда он написал свою первую оперу "Митридат". Менее известно, что Джеймс Клерк Максвелл в пятнадцать лет сделал первое сообщение по математике в Королевском обществе своего родного города Эдинбурга. Позднее вундеркинд поразил физиков, развернув перед ними, как сказано в "Истории науки" Пьера Руссо, "великолепную панораму электромагнитных волн, длина которых постепенно уменьшается - от электрических волн к инфракрасным, затем к видимому спектру и далее к ультрафиолету". Это было ровно сто лет назад - в 1869 году.
Но лишь через несколько десятилетий эти чисто научные открытия, связанные со славными именами Кирхгофа и Бунзена, Физо и Фуко, Максвелла и Герца, Эрстеда, Ампера и Фарадея, стали достоянием общественности. Не прошло и ста лет, как они перевернули представление о "контактах". Вместо встречи двух людей, передачи письменных сообщений или зрительных сигналов появились другие возможности общения - передача звуков и изображений на дальние расстояния по радио и телевидению.
Нас больше не пугают расстояния, отделяющие от других населенных миров, ведь теперь есть все основания надеяться на контакт - наши знания об электромагнитных волнах позволяют приблизить далекие миры.
191
Мы знаем, что свет и радиоволны - две разновидности одного явления: распространение колебаний электромагнитного поля. В каждой данной точке пространства поле периодически меняется (колеблется). Пробегают волны, характеризующиеся частотой колебаний. Например, французские радиопередатчики диапазона FM (высокочастотные колебания) используют частоты порядка 100 мегагерц, то есть в каждой точке электромагнитное поле меняется 100 миллионов раз в секунду. Это поле распространяется в любой среде, в том числе и в вакууме, где его скорость постоянна и равна 299792,5 км/сек. Поскольку скорость не зависит от частоты, можно характеризовать волну ее длиной, то есть расстоянием, которое волна проходит за один период колебаний. Для волн FM, период которых одна стомиллионная секунды, длина волны будет равна 300 000 км, деленные на сто миллионов, то есть 3 метра.