«Кротовая нора – не туннель…»

Писатель Майк Манс, автор научно-фантастической трилогии «Согласие», отвечает на вопросы о возможности межзвездных путешествий, размерах Вселенной, перспективах колонизации далеких планет и шансах на встречу с инопланетянами.

Как можно путешествовать по Вселенной? Через кротовые норы? Как объяснить непосвященным, что это такое? Насколько они стабильны, или говоря проще — безопасны?

Если бы вы тысячу лет назад задали любому вопрос о том, как можно путешествовать по Земле, то получили бы ответ, что вариантов условно три: пешком, на коне и на корабле. Возможно, кто-то предложил слона, кто-то оленя, а кто-то верблюда. Вряд ли нашелся бы хоть один человек, который сказал бы «я думаю, что нужно построить металлическую птицу с реактивной тягой и специальной конструкцией крыла, позволяющей двигаться в тридцать раз быстрее коня, да еще и по воздуху». При этом любое путешествие занимало бы месяцы, а то и годы.

Сегодня наши попытки рассуждать о путешествиях по вселенной сродни потугам средневекового жителя описать возможные путешествия по Земле. Если вы спросите фантаста – он даст вам сотни вариантов. Если спросите ученого – он будет ограничен «конями» и «кораблями», потому что не чувствует, что вправе говорить вам о том, чего не существует по сегодняшней теоретической физике.

Касательно кротовых нор. На сегодняшний день это некое граничное решение уравнений общей теории относительности, вы можете потратить несколько увлекательных недель на изучение тензорного анализа и физики, чтобы понять их. Суть проста. Есть общее описание геометрии пространства-времени, и у него есть решение, которое показывает, что в определенных обстоятельствах при нестандартных условиях гравитации, импульса и энергии, а именно при нарушении энергетических условий, может произойти чисто геометрическое «схлопывание» пространства, так называемый мост Эйнштейна-Розена, это была первая модель, связанная с идеей «кротовых нор».

Дальше эту идею развивали другие физики, вплоть до Хокинга, но, расстрою вас, хотя решение уравнения вполне реально, условия, которые нужно создать для него, уже совершенно нереальны, фантастичны. Например – нужно состоять из некой экзотической материи, которая задаст противоположный поток энергии, и даст пройти сквозь эту «нору». Так как такая материя не то что бы не найдена, но даже свойства ее не особо описаны, то предположить, какую опасность представляет подобная «технология», мы абсолютно не в состоянии. То есть, резюмируя, кротовая нора – не туннель, а просто само свойство пространства-времени, теоретические позволяющее на миг соединять точки пространства при экзотически совпавших условиях.

Какие еще существуют варианты быстрых межзвездных путешествий?

Мы говорим о «конях» и «кораблях»? Тогда есть идеи релятивистского полета, то есть полета на скорости, максимально приближенной к скорости света. В этом случае для экипажа время идет медленнее. Представьте себе, что мало того, что вы относительно жителя Земли летите почти со скоростью света, но и время у вас тянется в сто раз медленнее. То есть вы пролетаете сто световых лет более чем за сто лет для меня, сидящего на Земле, но для вас проходит один год. Таким образом этот способ позволяет улететь очень далеко. Кстати, для фотона, движущегося со скоростью света, времени, по сути, и нет. Вот он вылетел, а вот прилетел. Ровно в тот же миг. Однако, для того чтобы набрать такую скорость, вам надо потратить невообразимо много энергии. Сегодня многие физики считают, что теоретическим пределом энергетической возможности наших двигателей будет скорость в 10% скорости света, что не позволит насладиться этим релятивистским эффектом в должной мере.

Так называемый warp, или же двигатель Алькубьерри, искривляющий пространство-время. Его идея в том, чтобы «сжимать» пространство впереди корабля, и «растягивать» его позади. Звучит красиво, и даже были некие лабораторные проверки отдельных физических эффектов, но это опять же упирается в разные проблемы вроде той же экзотической материи из концепции кротовых нор, сверхвысоких энергий и тому подобного. Вкратце, чтобы понять, что значит «растягивать» пространство, надо осознать, что расширение Вселенной происходит не за счет разлетания объектов в разные стороны – это само пространство растягивается, поэтому видимый размер Вселенной в световых годах больше, чем ее возраст в годах. Она растянулась, а не разлетелась. Насколько перспективна идея оседлать этот процесс, который кроется где-то на подкорке самой физики – не мне судить. Однако, идея очень зашла фантастам, начиная с того же Стар Трека.

Ну и последний вариант, после «коней» и «кораблей» — идти пешком. То есть создать нечто, что будет тысячи лет лететь к другой звезде, неся на себе людей – живущих, в стазисе, или в виде эмбрионов. Такой вариант уже технически возможен с некими ограничениями. Главная его беда – экономическая бессмысленность. Какой смысл в колонии, если она недостижима? При этом цена подобного проекта будет колоссальной.

В чем издержки корабля поколений?

Давайте для начала обсудим его смысл. Как я уже сказал, это не колонизация, это скорее попытка спасти человечество, его генофонд и цивилизацию от возможной планетарной катастрофы. Создать новую ветку на другой планете. И вот тут кроются те самые «издержки». Представим себе корабль, который несется с невероятной скоростью в десять процентов скорости света, то есть всего за 50 лет преодолевающий расстояния между звездами. Но на ближайшей звезде, Проксиме Центавра, мы вряд ли найдем подходящие планеты для успешной колонизации. Человечеству нужна планета в зоне жизни – подходящий температурный режим. Планета должна обладать хорошим магнитным полем, иметь много воды и огромные запасы углекислого газа, который выбрасывается в результате вулканической деятельности. Но в этом случае уйдут миллионы лет на то, чтобы водоросли и растения создали подходящую атмосферу. А найти планету со своей растительной жизнью (именно в результате фотосинтеза образуется свободный кислород) – и вовсе редкий шанс.

Однако, предположим, что в радиусе 100 световых лет такая есть, и мы нашли ее. И вот, туда летит корабль, и лететь ему тысячу лет. Ничто по галактическим меркам, но это тридцать поколений людей. Тридцать поколений рожденных, проживших жизнь, умерших в консервной банке, несущейся неведомо куда во имя какой-то цели. Люди будут меняться. И я даже не учитываю влияние радиации или проблемы с износом оборудования, нет. Просто подумаем над цивилизацией. Сколько раз на корабле возникнут диктатуры, пройдут маленькие, но столь опасные войны, поменяется язык, культура, возникнут верования? Как быстро люди скатятся в варварство? Кто в итоге прилетит на планету? Это будут люди генетически, но это уже не будет наша цивилизация. Даже если мы оставим там все записи, даже если им будут отправлять сообщения – нет гарантии, что кто-то, сидящий у власти, не захочет всё это скрыть, уничтожить, потому что уже через 3-4 поколения к власти придут те, для кого Земля – лишь сказка, миф. Пойдут идеи, что «нас изгнали», или что «это всё демоны, никакой Земли и нет». Кто захватит корабль?

В целом, резюмируя, я считаю, что основная проблема, даже если оставить в стороне невероятную цену этой миссии и ее техническую сложность – создание радиационных щитов, фабрики «новых устройств», самочинящийся корабль, запасы сырья, обеспечение водой, едой – кроется в том, что мы создаем не маленькую частичку Земли где-то далеко от нее, мы создаем совсем иное общество, которое, при должной эволюции, станет скорее нашим врагом, чем нашим родственником.

Сейчас уделяется внимание развитию квантовых технологий. Куда оно может нас привести? И как эти технологии способны отразиться на космических путешествиях?

Это не сейчас внимание уделяется, квантовая физика вот уже сотню лет – фронтир науки. Что она может дать нам с точки зрения космоса? Если говорить о «теории всего» — мечте, о которой грезил еще Альберт Эйнштейн, то я не думаю, что существенный прорыв до такого предела возможен в ближайшие годы. Предположу направления, где квантовые технологии могут создать прорыв:

Первое – если мы поймем, что такое гравитация не на уровне теории относительности, а на квантовом уровне, то, возможно, найдем способ воздействовать на нее, управлять ею. Это даст новые двигатели, поскольку все современные так или иначе сводятся к простому закону сохранения импульса – выплевывая массу (или фотоны) в одну сторону, мы ускоряем корабль в другую. Гравитация, возможно, даст нам возможность движения без потерь массы, что, несомненно, гораздо эффективнее.

Второе – новые источники энергии с субатомных уровней позволят нам обеспечить жизнь «под куполом» и на корабле – в конце концов, энергия – основа циркуляции веществ (кислород, вода, и тому подобное), то есть мы сможем дольше выживать в космосе и на неблагополучных планетах вроде Марса или спутников Юпитера или Сатурна, где туговато с Солнечной энергией.

Третье – развитие современных нейросетей, вероятно, замедляется, или замедлится, мы можем не достичь той точки, когда ИИ станет действительным интеллектом. Технологии квантовых компьютеров могут преодолеть рубеж, а мощный, дружественный нам интеллект, сможет помочь с наукой, с «умственными экспериментами», с поисками закономерностей во Вселенной.

Ну и последнее – время. Природа того, что такое время сложна и непонятна. Есть то, что мы субъективно ощущаем, есть что-то, что можно измерить, но что это такое, и почему эта величина так или иначе меняется в одну сторону – это вопрос. Если будет найдено что-то, что является «квантом» времени, то мы сможем если не перемещаться во времени, то его ускорять или замедлять, тем самым, сможем преодолеть рубеж предела скорости света не тем, что станем двигаться быстрее, нет. Мы так же будем лететь со скоростью в 1-10% от скорости света, но наша секунда станет проходить в сотни раз быстрее для внешнего наблюдателя. Как это работает? Не знаю, это лишь моя гипотеза.

Каков настоящий размер Вселенной? Например, расстояние от Земли до края наблюдаемой Вселенной?

Сейчас диаметр наблюдаемой Вселенной, если я не ошибаюсь, оценивают практически в сто миллиардов световых лет. Это в восемь раз больше ее возраста в годах. Как я уже говорил – она сама расширяется, пространство имеет свойство растягиваться. То есть мы с вами говорим, и растем в размерах, но не потому, что хорошо питаемся во время разговора, а потому что сама Вселенная растет. Однако, рулетка тоже растягивается, так что после разговора вы не сможете зафиксировать этот факт.

В чем может быть причина? Теория не объясняет причину, она лишь говорит о том, как оно работает, и этому есть подтверждения. Я думаю, что скорее всего, Вселенная – лишь трехмерный слой в четырехмерной (или большей размерности), наподобие того, как есть поверхность шарика. Если мы поставим на шарике две отметки маркером, а потом его надуем, то расстояние между метками вырастет, но сами метки, как и молекулы шарика под ними, не двигались. В этом кроется и возможный ответ на вопрос, как далеко от Земли до края Вселенной – найдите край на шарике.

Что нужно для того, чтобы пересечь из края в край Вселенную?

Если мы всё же предположим, что Вселенная край имеет, то должны обозначить, что мы под этим имеем в виду. Если это конец вещества – то он есть у любой галактики, у любой планетарной системы. Вылетел подальше от Солнца – достиг локального края. Но если край Вселенной – конец пространства и времени, то побывать на самом краю, а тем более за ним – что-то из ряда вон выходящее. Ветер существует там, где есть атмосфера. Может ли ветер выйти за ее пределы? Есть ли у атмосферы четкий край?

Ну а если вопрос состоит в том, как преодолеть 100 миллиардов световых лет, то я, увы, ответа не имею. Если лететь со скоростью в десять процентов скорости света, то это займет триллион лет, а что произойдет с Вселенной за это время? Она пока не живет и пятнадцати миллиардов лет, мы не в состоянии экстраполировать ее поведение на такой срок. Как минимум, она должна еще надуться. Но, возможно, как и надувая шарик, мы имеем предел, так и Вселенная «надуется» до какого-то размера и прекратит. Или лопнет.

Как у вас путешествуют по галактике представители галактических цивилизаций?

Если мы говорим о трилогии Согласие, то я предположил как раз концепцию того, что Вселенная – шарик в четырехмерном пространстве, и что мы живем в тонком «нулевом» слое этого шарика. Идея была в том, что если «возбудить» вещество, то оно на время «выпрыгивает» из этого слоя, и выпрыгивает туда, где нет ни пространства, ни времени. У меня там есть понятия ти-частицы и ти-поле, и если часть четырехмерного спина этих частиц ориентировать должным образом, то вне пространства-времени вещество движется в направлении заданного вектора. Так как времени там нет, то это движение, вплоть до успокоения вещества и «падения» его обратно на нулевой слой, не занимает времени ни для внутреннего, ни для внешнего наблюдателя. То есть ты был тут, а стал там.

Проблема в том, что выпрыгиваешь ты условно на некую «высоту», зависящую от траты энергии и твоей массы, так что размер энергии на прыжок там пропорционален кубу массы и квадрату расстояния. Поэтому, в основном, двигаются «малыми» прыжками. Накопление энергии – прыжок – накопление энергии. Реального движения при этом не происходит, лишь ориентированное вещество, в отрыве от Вселенной, движется относительно нее, но внутри оно находится в полном покое. Так как большую массу сложнее двигать, у меня в книгах большие корабли медлительны, а сильнее та цивилизация, которая устанавливает больший контроль за ти-полем и имеет лучшую энерговооруженность двигателей.

При нынешнем развитии земных технологий путешествия землян к далёким звёздам возможны лишь при участии инопланетных сверхцивилизаций? То есть они должны пожаловать к нам, а не мы к ним? Но в вашем цикле «Согласие» это происходит лишь после того, как земляне высадились на Марсе. Именно первая земная высадка на другой планете — та самая грань, после которой возможен Контакт?

Да, я уверен, что нынешнее развитие земных технологий делает путешествие к другим звездам невероятным. Построить один корабль поколений мы бы могли, но для этого нужно мобилизовать всю экономику мира на десятилетия. Кто пойдет на подобное? Вы были бы готовы отказаться от новых машин, телефонов, нового жилья, и работать у станков лишь на то, чтобы семена жизни, возможно, достигли другого мира?

В этом смысле, конечно, скорее пришельцы найдут нас, чем мы их. Захотят ли они вступить в контакт, или сочтут нас неинтересными, опасными, глупыми? Не знаю. Как автор, я предположил, что они долго ждали момента, им нужно было доказательство, что, несмотря на войны и противостояния на Земле, космос разные нации готовы осваивать вместе, и миссия на Марс оказалась достаточным фактором для начала контакта. Будет ли так на самом деле? Хотелось бы. Надеюсь, это произойдет еще при нашей жизни.

Какое значение для цивилизаций, в том числе сверхцивилизаций, имеют большие расстояния?

Римляне строили дороги, поэтому римская империя объединила Европу, северную Африку и ближний восток, и просуществовала сотни лет. Расстояния – бедствие для цивилизаций. Чем они меньше, чем плотнее живут люди, тем выгоднее, потому что миграция, генетический обмен, экономическая сфокусированность в близких центрах – ускоряют прогресс, усиливают консолидацию общества, уменьшают расслоение на «мы тут, а вы там». Космические цивилизации – еще одна ступень, а галактические сверхцивилизации – следующая. Без дорог, в роли которых тут выступают скорости преодоления межзвездных расстояний, им точно не обойтись. Иначе космической цивилизацией не стать.

К чему может привести колонизация космоса? Может ли случиться, как описано в фантастических романах, что Земля опустеет? И начнётся ли потом — через тысячелетия — обратная колонизация?

Интересная вещь — космическая экспансия. Вспомним как европейцы заселяли Новый Свет. Это происходило с помощью тысяч кораблей в течение столетий. Долгое время, даже когда там образовались страны, они оставались заселенными лишь вдоль рек и побережий — куда доплывали корабли. Опять же, это славным образом совпало с появлением качественной медицины — большие семьи еще оставались, и потомство хорошо выживало. То есть каждые 20 лет население почти удваивалось само собой. Перевезя туда миллион человек, уже через 200 лет вы получили бы под миллиард! Кстати, почти так оно и есть.

Теперь поразмышляем над колонизацией далеких звездных систем. Строятся гигантские транспортные корабли, длиной примерно километр и диаметром метров двести. Опустив расчеты, предположу, что мы сможем "напихать" в такой корабль 500 тысяч поселенцев. Много? О да. Допустим мы научились летать аж со скоростью света, и через 10 лет такой корабль прилетел на условную Тау Кита, и там построили первую колонию. Потом таких кораблей становится десять, и значит каждые два года население растет на полмиллиона. Это если мы, конечно, нашли достаточно желающих.

Значит через 100 лет (огромный же срок?) на планете будут жить 25 миллионов человек. Будут ли они размножаться? А с чего, собственного говоря? Мы и тут не шибко растем числом. Только за счет нищих стран, которые вряд ли станут передовиками космической экспансии. Значит, за столетие, мы не сможем вывезти и процент населения. Давайте допустим, что мы еще в 100 раз усилили флот, и за столетие вывезли на десятки планет сразу треть населения планеты. При этом огромное население распределилось по пустоте космоса. Это, конечно, хорошо с точки зрения защиты от риска планетарной катастрофы, но очень плохо для экономики и культуры (первая рухнет от расстояний, изменение второй начнет приводить к изоляционизму и независимостям колоний).

То есть, если люди не начнут массово клонировать сами себя, или не найдут в себе сил рожать по 4-5 детей на семью, то экспансия вообще не имеет особого смысла. Земля не перенаселена, экономика сильнее в мощных центрах, так что, даже при продвинутых технологиях, Земля сможет создать лишь форпосты, которые еще и тянуть экономически придется.

Во второй вашей книге «Юная раса» говорится о том, что за шестьдесят лет вражеский флот может достигнуть Земли. Какая средняя скорость его движения и как она подсчитана?

Эта скорость показана в самом финале первой книги, приложу отрывок:

«- Дети мои! – раздался хрипящий голос Правителя. — Диктую вам Мою Волю: летите же и завоюйте моим потомкам Нешши. Да направит вас рука Зу Вечного!

— Твоя Воля – Закон! – выкрикнул в ответ Озар Гор, и ему вторил весь экипаж. Что ж, пора. — Команда, запуск двигателей. Первый прыжок.

После его слов планета исчезла из глаз, оказавшись позади, — в десять раз дальше, чем была. Мощные двигатели ускоряли процесс накопления энергии как могли, второй прыжок последовал за первым через небольшое время. Они рвали пространство со скоростью в сорок раз быстрее скорости света. Теперь пора всем залечь в стазисные камеры. Будущее ждёт их. Никто не сможет устоять».

Лететь им было почти шесть тысяч лет со скоростью в сорок раз больше скорости света. К моменту, когда до Земли оставалось шестьдесят лет полета, флот экспансии был, таким образом, за две с половиной тысячи световых лет от Солнца, где-то между рукавами Персея и Ориона.

Какими могут быть источники энергии для дальних космических перелётов?

В целом, в космосе, если корабль набрал скорость, то можно лететь уже не тратя энергию, по инерции, потягивая коктейли. Не считая «огибания» звезд по эквипотенциальным кривым. Но если движение неинерциальное, то текущих возможных источников энергии никаких не хватит на полет даже до соседней звезды. Нужно искать что-то новое, потому что текущие источники предполагают отдачу массы, которой не напасешься.

«Ты ведь в курсе, что такой Союз с Галактической Ассамблеей, включённый в модель Хилл-Ланге, предсказывает то, что Согласие заполнит весь Млечный Путь уже через два — три миллиона лет?». Это только фантастическое предположение, или за ним кроются какие-то расчёты?

Некоторые расчеты я и правда осуществлял. Само собой, с прикидками и допущениями. Базировался на ряде факторов: число миров в Млечном пути (около четырехсот миллиардов), его размеры (около пятидесяти тысяч световых лет), необходимость масштабировать армию и средства сдерживания, поскольку для объединения такого пространства и числа звезд, нужно иметь соизмеримый флот. И чем больший объем ты хочешь контролировать – тем больше и больше тебе нужно сил.

Как просчитать эффективность колонизации отдалённой планеты?

Ранее я уже говорил, что не считаю, что в этом есть смысл. Давайте поясню. Если технологии достигнут такого уровня, что мы обретем контроль над энергией, достаточной для преодоления таких расстояний в разумное время, то и на самой Земле сможем построить рай. Возможно, защитимся от потенциальных угроз вроде метеоритов или тектонических процессов. А руды, минералы проще будет генерировать или добывать на ближайших к нам планетах и спутниках, чем возить за десятки световых лет. Так что у экспансии есть только две причины: слишком обширный рост населения, чего не предвидится, и попытка защититься от угрозы самоуничтожения. В последнем случае эффективность не является критерием, как вы понимаете. Уверен, что рано или поздно человечество это сделает.