# Брайан Гэнслер: как лазеры и фемто-спутники заменят варп-двигатели Источник: https://www.youtube.com/watch?v=fzweIEvN8sc Канал: Perimeter Institute for Theoretical Physics Опубликовано: 06.02.2020 --- Брайан Гэнслер решил стать астрономом в пять лет после прочтения книги «Альбом астрономии». Сегодня он возглавляет Институт астрономии и астрофизики имени Данлапа и исследует возможности межзвёздных перелётов. В лекции для Perimeter Institute он сопоставляет современные научные открытия с прогнозами писателей-фантастов [4:15]. ## 🌌 Реальность против воображения [[JUMP:08:45]] Астрономия и научная фантастика тесно переплетены, так как оба направления часто нарушают привычные правила физики. Брайан Гэнслер делит астрономов на две группы: тех, кто любит фантастику за смелые идеи, и тех, кто ненавидит её за пренебрежение законами природы [9:00]. Примеры пересечения науки и кино: * **Межзвёздный гость.** В 2017 году астрономы обнаружили объект Оумуамуа, который пролетел через Солнечную систему на огромной скорости [13:13]. Его вытянутая сигарообразная форма совпала с описанием инопланетного зонда из романа Артура Кларка «Свидание с Рамой» [14:45]. * **Изображение черной дыры.** Снимок объекта в галактике M87, полученный в 2019 году, подтвердил точность визуализации из фильма «Интерстеллар» [16:29]. Научный консультант фильма Кип Торн использовал реальные уравнения для моделирования аккреционного диска черной дыры Гаргантюа [17:38]. * **Дрожь Вселенной.** В августе 2017 года детекторы LIGO зафиксировали слияние двух нейтронных звезд [19:38]. Это событие заставило вибрировать саму ткань пространства-времени, что пока не находило детального отражения в фантастических произведениях [21:10]. ## 🚀 Проблема межзвёздного топлива [[JUMP:22:54]] Главное препятствие для полетов к другим звездам — колоссальные расстояния. Ближайшая к нам звезда находится в 40 триллионах километров [23:41]. Обычные ракетные технологии не способны преодолеть этот путь за разумное время. Традиционный химический двигатель Шаттла поднимает корабль всего на 300 километров [24:16]. Самой быстрой ракете в истории потребовалось бы 20 000 лет, чтобы достичь ближайшей звезды [24:29]. Даже гипотетический сверхмощный корабль летел бы 900 лет, но для его заправки потребовалось бы больше материи, чем есть в Солнечной системе [25:33]. Альтернативные двигатели имеют свои недостатки: * **Ионный двигатель.** Он использует электричество для ускорения ионов топлива. Зонд Dawn пролетел 6,9 миллиарда километров, потратив всего 400 килограммов ксенона [26:41]. Однако тяга такого двигателя крайне мала: разгон от 0 до 100 км/ч занимает четыре дня [27:46]. * **Солнечные паруса.** Энергия солнечного ветра позволяет двигаться без топлива. В июне 2019 года проект LightSail-2 успешно поднял свою орбиту на 1,8 километра за счет давления света [30:53]. Полет к ближайшей звезде под таким парусом занял бы 75 лет [31:33]. ## ⚛️ Телепортация и варп-двигатель [[JUMP:33:33]] Идея мгновенного перемещения популярна в кино, но сталкивается с физическими ограничениями. Квантовая телепортация уже существует: китайские ученые передали состояние атома на спутник «Мициус» на расстояние 1400 километров [35:24]. Для телепортации человека нужно передать огромный массив данных — **300 септиллионов гигабайт** (три с 32 нулями) [36:54]. При текущих скоростях передачи информации этот процесс занял бы время, в 360 000 раз превышающее возраст Вселенной [37:19]. Варп-двигатель, предложенный Мигелем Алькубьерре, теоретически позволяет сжимать пространство перед кораблем и растягивать его позади [40:08]. Это похоже на перемещение игрушечной машинки путем подтягивания ковра, на котором она стоит [40:59]. Корабль технически остается на месте, но пространство вокруг него движется. Главная проблема — для работы такой системы нужно больше энергии, чем есть на всей Земле [41:50]. ## 🌠 Проект Breakthrough Starshot [[JUMP:42:29]] Наиболее перспективным методом Брайан Гэнслер считает отправку крошечных зондов весом в несколько граммов. Проект Breakthrough Starshot предлагает использовать мощные наземные лазеры для разгона таких «фемто-спутников» до 20% скорости света [43:22]. Особенности проекта: * **Скорость.** Зонд достигнет Проxima Centauri за 20 лет [44:01]. * **Прототип.** Существуют чипы KickSat размером 3 см и весом 4 грамма с солнечными панелями и антеннами [44:56]. * **Риски.** Межзвёздная пыль на таких скоростях превращается в разрушительные снаряды [46:55]. Каждая пылинка может испарить зонд, поэтому планируется запуск облака из 100 000 аппаратов в надежде, что выживут единицы [48:03]. ## 👽 Поиск инопланетной жизни [[JUMP:48:39]] Обнаружить планету у другой звезды крайне сложно из-за её слабой яркости. С края Солнечной системы Земля выглядит как один пиксель на снимке Pale Blue Dot [49:47]. У другой звезды она была бы в 40 миллионов раз тусклее и терялась бы в сиянии своего солнца [50:52]. Астрономы используют метод транзитов: они фиксируют микроскопические падения яркости звезды, когда планета проходит перед ней [51:31]. На сегодняшний день подтверждено существование **4116 экзопланет** [52:25]. Типы обнаруженных миров: * **Горячие Юпитеры.** Гигантские планеты, которые обращаются вокруг своих звезд за несколько часов и буквально испаряются от жара [54:35]. * **Суперземли.** Планеты в несколько раз больше Земли, часто находящиеся в приливном захвате у красных карликов [55:14]. * **Красные карлики.** Это самые распространенные звезды в галактике (70% от общего числа), но они настолько тусклые, что ни одну из них не видно невооруженным глазом [55:26]. ## 🧪 Биосигнатуры и внеземной разум [[JUMP:58:02]] Чтобы найти жизнь, ученые ищут биосигнатуры в атмосферах планет. Это специфические провалы в спектре света, указывающие на наличие метана, озона или продуктов фотосинтеза [58:28]. Для таких исследований строятся гигантские приборы, такие как Чрезвычайно большой телескоп (ELT) с зеркалом диаметром **39 метров** [1:00:12]. Поиск ведется и внутри Солнечной системы. На спутнике Юпитера Европе есть подлёдный океан глубиной до 150 километров [1:01:42]. В нем в два раза больше воды, чем во всех океанах Земли [1:01:54]. На Марсе марсоход Curiosity уже обнаружил органические молекулы, такие как бензол и пропан [1:03:30]. Проект SETI продолжает прослушивать космос в поисках радиосигналов. Основная трудность — «проблема радиостанций»: мы не знаем, на какой частоте вещают инопланетяне [1:04:47]. Пока единственным искусственным сигналом из глубокого космоса остается сигнал от «Вояджера» [1:06:16]. Брайан Гэнслер уверен, что мы уже живем в будущем: по Марсу ездит робот весом 900 кг с ядерным двигателем и лазером для испарения камней, который умеет делать селфи [1:10:35].