Наука наносит ответный удар: проверка фактов в кинофильмах - Андреас Мюллер
В каждом научно-фантастическом фильме при ближайшем рассмотрении найдется к чему придраться. Но мои жалобы и ворчание в случае «Интерстеллара» касаются очень сложных вещей. Астрофизик получит огромное удовольствие от просмотра этого фильма! Вымысел в картине основан на последних результатах реальных исследований, хотя время от времени они и подвергаются сомнению. При просмотре «Интерстеллара» чувствуется, что сценарий хитроумный и написан при участии таких специалистов, как Торн. В итоге получился настоящий деликатес для любителей научной фантастики, и он обязательно придется вам по вкусу. Причем, пересматривая его во второй или третий раз, вы подметите новые удивительные детали. Недурно!
Преодоление больших расстояний — фундаментальная проблема научно-фантастических фильмов о космосе. С одной стороны, авторы сценария могут «изобрести» двигатель, позволяющий лететь быстрее скорости света, — что невозможно в соответствии со специальной теорией относительности Эйнштейна, а в ее правильности сомнений нет. С другой стороны, можно использовать возможность «срезать путь» в пространстве-времени, то есть пролететь через червоточину, — и этот прием очень популярен в научной фантастике. Сериал «Звездный путь: Глубокий космос — 9» (1992–1999), еще одно ответвление этой франшизы, посвящен одноименной космической станции. Рядом с ней находится устойчивая червоточина, позволяющая быстро перемещаться в отдаленные области Вселенной. Короче говоря, червоточины очень удобны и в научной фантастике пришлись как нельзя кстати. То, что никто на самом деле точно не знает, существуют ли они где-нибудь в космосе, только добавляет таинственности и делает фильмы увлекательнее.
Есть ли альтернативы червоточинам, нечто более реалистичное и доступное с точки зрения наших знаний в физике? Да! Еще в 1962 году Роберт Форвард предложил создать некий световой двигатель, более подробно он разработал эту концепцию в 1984 году. Этот двигатель работает при помощи пучка лазерного излучения, направленного на огромный световой парус. Поскольку свет (подобно частицам воздуха в ветреную погоду) имеет импульс, световые частицы, обладающие высокой энергией, толкают корпус космического корабля вперед, передавая импульс парусу. Чтобы получить необходимую фокусировку мощного лазерного луча, требуется использовать тонкие линзы Френеля диаметром 1000 км. Что такое линзы Френеля, вы знаете благодаря старым проекторам, кодоскопам: эти тонкие линзы фокусируют свет и проецируют изображение со слайда на стену. Световой парус, находящийся на расстоянии нескольких световых лет от линзы, должен иметь диаметр «всего лишь» около 100 км. При ускорении, в 0,005 раза превышающем ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с2), парус весом несколько сотен тонн сможет разогнать корабль где-то до 20 % скорости света лет через сорок — эти расчеты можно произвести, использовав формулу скорости, которая равна произведению ускорения и времени, v = at. За эти 40 лет космический корабль со световым двигателем достигнет ближайшей к нам звезды — Проксимы Центавра.
Существует амбициозный проект под названием Breakthrough Starshot, в ходе которого планируется отправить крошечные беспилотные «нанокорабли» к ближайшей от нашей Солнечной системы звезде. Эти высокотехнологичные зонды будут весить меньше грамма. Представьте свой смартфон без корпуса и большого дисплея — останутся только плата, несколько чипов и электроника. Это небольшое ядро смартфона отвечает за навигацию и коммуникацию. В проекте Breakthrough Starshot подобный чип собираются оптимизировать и отправить в космос с помощью лазерного луча. При этом его ускорение в несколько десятков раз превысит земное ускорение свободного падения — ни один живой организм такого не вынесет. Начального импульса достаточно, чтобы разогнать этот микрозонд до 20 % скорости света (с) за три минуты. Как только зонд наберет достаточную скорость, лазер выключится, ведь дальность его действия в любом случае ограничена. После этого зонд продолжит двигаться с постоянной скоростью и в заданном направлении благодаря инерции. Это будет продолжаться до тех пор, пока он не столкнется с препятствием или не попадет в гравитационное поле звезды, планеты или небольшого космического объекта. Имея крейсерскую скорость 0,2 с, зонд будет лететь в пять раз медленнее света, и до Проксимы Центавра ему придется добираться 20 лет. Путешествие, конечно, долгое, но мы знаем немало космических зондов ЕКА и НАСА, которые летели к пункту назначения в течение десяти и более лет, — например, «Вояджер» или станции «Розетта» и «Новые горизонты».
Наша соседка — звезда Проксима Центавра
Систему альфа Центавра можно увидеть с Земли, находясь в южном полушарии: она расположена в созвездии Центавра. Кентавры — существа из греческой мифологии, нижняя часть тела которых как у лошади, а торс — как у человека. Словом «альфа», как правило, обозначают самую яркую звезду в созвездии. Астрономы выяснили, что альфа Центавра на самом деле состоит из нескольких звезд — А, В и С — и представляет собой тройную звездную систему. Альфа Центавра С находится на расстоянии 4,2 светового года от Земли и, не считая Солнца, является ближайшей к нам звездой. Именно поэтому ее называют Проксимой Центавра — от английского proximity, «близость».
Проксима Центавра гораздо меньше и холоднее нашего Солнца. Это красный карлик — самый распространенный на сегодняшний день вид звезд в Млечном Пути. Лишь в 2014 году ученые наконец подтвердили свои предположения: вокруг этой звезды вращается планета, похожая на Землю, она получила название Проксима Ь. Об экзопланетах мы подробнее поговорим в главе 4.
Художественное изображение Проксимы Центавра (слева, оранжевого цвета),
